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连续平压机钢带跑偏原因分析及其纠偏措施
- 2020-08-20 15:55-

  连续平压机钢带跑偏原因分析及其纠偏措施_材料科学_工程科技_专业资料。技术探讨 T 科 技 ECHNOLOGY 连续平压机钢带跑偏原因分析及其纠偏措施 钱广圣,曾 灵 大亚人造板集团有限公司研发部, 江苏 丹阳 212300 摘要: 从设备结构、 电气控制、

  技术探讨 T 科 技 ECHNOLOGY 连续平压机钢带跑偏原因分析及其纠偏措施 钱广圣,曾 灵 大亚人造板集团有限公司研发部, 江苏 丹阳 212300 摘要: 从设备结构、 电气控制、 润滑状况、 工艺设定等方面分析了 人造板连续平压机运行过程中钢带跑偏的原因, 并提出了解决或减 缓钢带跑偏的措施。 关键词: 人造板; 连续平压机; 钢带; 跑偏 中图分类号: TS664 文献标志码: B 文章编号: 1673-5064 (2013) 06-0011-06 Steel Belt Deviation Issue of Continuous Flat Press and Its Fix Qian Guangsheng, Zeng Ling Dare Wood Co. Ltd., Danyang, Jiangsu 212300, China Abstract: The possible causes for the steel belt deviation issue of continuous flat press were analyzed and fixes were proposed. Key words: wood-based panels; continuous flat press; steel belt; deviation 连续平压机是人造板连续平压生产线中的核心设 备,其运行稳定与否直接影响生产线的开机率和产品的 质量、能耗、成本。钢带跑偏是困扰连续平压机正常运 行的主要问题之一,尤其是热压区较长的连续平压机, 钢带跑偏尤为突出,严重时会导致平压机无法正常运 行,增加消耗,而且带来安全隐患。本文以辛北尔康普 (Siempelkamp)公司连续平压机的运行实践为例,分析 钢带跑偏原因并提出了解决措施,供同行参考。 1 设备自身影响因素 1.1 钢带 分析对象是一台采用长92 m、宽2.82 m、厚2.9 mm环 形钢带的连续平压机。连续平压机钢带的跑偏,有时与 钢带自身有关。钢带自身造成跑偏的原因有:钢带拼接 存在喇叭口,即拼接钢带两侧边的长度不相等;钢带修 补后引起的变形;钢带经几年运转后引起的变形等。因 钢带自身原因引起的跑偏,使其纠偏系统动作频繁,严 重时可能导致压机无法正常运行。钢带自身对跑偏的影 响可以从钢带运行轨迹图上显示出来。以某日的空载运 行图为例,在速度v =235 mm/s,其中一个波形周期T = 390 s,则波形周期性长度S =T ×v =390 s×235 mm/s= 91 650 mm,这个长度为钢带长度,说明钢带损坏后的修 补处存在变形导致钢带跑偏。 1.2 链毯 链毯由辊杆、链销、卡簧、链条等组成,新设备调 《中国人造板》2013/06 11 T ECHNOLOGY 科 技 技术探讨 试好后,在一段时间里不会存在问题,但长时间运行或 故障处理后,就有可能出现以下问题。 1.2.1 辊杆 辊杆因变形、损伤、拆卸或安装不当,造成钢带损 伤,受损伤的钢带也可能引起跑偏。安装前需检测辊杆 表面有无损伤;检测的方法是取一根新辊杆作为标准, 放在平面工作台上,每根使用过的辊杆与其紧靠,旋转 一周,两辊杆之间无缝隙则被检测辊杆没有变形。安装 后必须严格检查辊杆有无交叉,如果辊杆不平行将会损 伤钢带。 1.2.2 链销 链销变形、磨损也会导致钢带跑偏。如果发现链销 变形、磨损,应及时更换。链毯运行一段时间后,辊杆 两端链销孔堆满的粉尘与纤维经长时间高温而炭化,造 成链销跑出;或压机在空载时,两侧链销在辊杆两端孔 内进出移动受阻,从而造成钢带跑偏。因此,需要经常 用压缩空气吹扫辊杆两端链销孔处,防止粉尘与纤维积 存,或者拆卸链销并清理孔内异物,这样不但可解决由 此造成的钢带跑偏,而且可消除链销跑出现象。 1.2.3 卡簧 卡簧的作用是支撑链销并托起辊杆。因运行时间过 长,卡簧变形而失去作用,尤其是上链毯,这时就会产 生钢带跑偏现象。在生产过程中,需要经常检查卡簧是 否变形,一旦发现变形,应及时更换。 1.2.4 链条 链条影响钢带跑偏的因素是多方面的。 1)链条伸长。 压机长期运行后,链条磨损链节伸长导致两侧长 度不一致,磨损累积到一定程度后,辊杆与钢带运行方 向不垂直的程度加大,就会造成钢带跑偏。出现这种情 况,可调整压机入口处的调节螺栓,并在运行时跟踪其 调节效果,及时进行微调;如果需要更换局部链条时, 必须两侧同时更换,以保证长度一致,预防跳齿情况的 发生。为了防止发生跳齿现象,链条与钢带分离时拆一 辊杆,测量两边链销到链条轨道出口之间的距离是否一 致。在测试过程中,如发生跳齿现象,必须立即调整, 否则后果非常严重。 链条损伤后,辊杆运行方向偏移,会出现辊杆强 行顶住链条侧面,摩擦产生高温的现象。出现这种情 况后,不但造成链条侧面磨损,而且因摩擦产生的高 温会导致着火、链条断裂等后果。链条的影响情况可 以从钢带负载运行轨迹图显示出来。以某日生产情况 为例,产品型号为18 mm砂光板,速度v =210 mm/s,其 中一个波形周期T =760 s,则波形周期性长度S =T ×v = 760 s×210 mm/s=159 600 mm。这个长度不是钢带的长 度,由于链条的速度是钢带的一半,S′ =159 600/2= 79 800 mm,这个长度近似于链条长度80 640 mm。该实际 运行图中,上钢带出口跑偏量达到-15.95 mm,由此可 知链条对钢带跑偏会产生很大影响,且相比于钢带自身 的影响还要大得多。 2)链条轨道。 当辊杆偏离程度很大时,由于链毯跑偏顶住链条轨 道,链条轨道固定螺栓因受力太大会断裂。这种极端情 况发生后,应对链条轨道及时修复,并启动连续平压机 的其他纠偏措施,如倾斜热压板、急速降低热压板压力 等;否则两侧轨道间的轨距增大后,链条脱离轨道,造 成链销脱离辊杆,检测缺杆和叠杆装置报警,此时应立 即停机修理,以免发生重大设备事故。 3)链节偏差。 链节偏差将会引起钢带跑偏。表1所示为2010年11 表1 链节偏差引起的钢带跑偏 项目 上链条 下链条 辊杆偏移量/mm 链条张紧最大位置/mm 链条张紧最小位置/mm 极差/mm 钢带油量/(±L/24 h) 钢带跑偏量/mm 左4.3 右5.8 左1.2 右0.8 255 287 154 193 213 230 144 184 42 57 10 9 +2 ±3.5 +2 ±3.5 备注 钢带跑偏的左右位置 大小刚好相反 钢带跑偏的左右位置 大小刚好相反 12《中国人造板》2013/06 技术探讨 T 科 技 ECHNOLOGY 月20日,生产厚度7.8 mm门板,速度540 mm/s时的钢带 运行情况。 表1反映的钢带跑偏曲线周期是链条运行周期,而不 是钢带运行周期。两侧链条磨损不均匀和单边更换链节 导致辊杆不平行,是造成钢带跑偏的部分原因,因为在 某种程度上,每一根辊杆都是钢带的调偏辊。 从辛北尔康普连续平压机的工作原理上看,链条运 行与张紧过程中,只有压机出口的链条被设计成采用不 同步张紧,在这一部分,即使链条发生变形,两边链条 张紧也可以不一致;在其他主、被动链轮处,张紧必须 保证同步,两边链条也要求保持同步。按照设备制造厂 家的设计原理,虽然对设备本身的精度提出了很高的要 求, 但是两侧链条在运行过程中,不可能做到对应长 度始终保持一致,链条在压板中运行时,难免会出现一 边松一边紧的现象,导致辊杆运行不平行,造成钢带跑 偏。为防止以上问题的发生,在正常生产过程中,如遇 链条损坏,必须严格执行两条链条同时更换的规定,不 能因为时间紧,任务急,为节省时间而单侧更换。因为 这样做的结果是,如果换得少,恶果暂时反映不出来, 时间长数量多之后,则很难纠正,易造成两条链条同时 报废。 1.3 热压板 热压板是连续平压机的重要部件,热压板的加工精 度、热压板之间的连接方式、热压板长期运行的磨损、 热压板局部压痕等因素,都会导致钢带跑偏。因此在日 常操作中要加强对热压板的保护,确保无硬物进入,润 滑正常,温度升降要符合要求,减少误操作。 1.4 纠偏机构 纠偏机构由伺服阀、油缸、跟踪检测元件等组成, 液压件故障、跟踪检测元件变形或偏离位置等状况发生 都会影响或丧失纠偏功能,因此平时要注意维护,发现 问题及时纠正。 1.5 驱动辊 设备厂家在驱动辊上装有摩擦片。在使用过程中, 一是要注意摩擦片的磨损程度,如磨损不均且差异较 大,应考虑更换;二是注意摩擦片表面沟槽内是否填满 油泥,油泥会大大降低钢带与摩擦片之间的摩擦系数, 从而导致纠偏效果下降,此问题不可小觑,应坚持每班 清理油泥,保证纠偏效果显著。 1.6 上链毯积屑槽 压机上顶部上链毯积屑槽因位置空间有限,设计得 比较薄。如长时间不进行清理,尤其是生产薄板,积屑槽 内的含油纤维会不断累积,堆满后对辊杆表面润滑油量将 产生影响,如是油泥则增加润滑,如是纤维则减少润滑, 并且两边积下的纤维对辊杆润滑的影响不一致,从而影响 到链毯的运行,成为影响钢带跑偏的因素之一。 2 电气控制方面的影响因素 2.1 参数设定 压机配备上下两条钢带,设计四个纠偏系统,即进 口与出口上下钢带各一个纠偏系统,程序设定跑偏量极 限,配有位置传感器,通过伺服油缸PLC闭环控制实现 纠偏功能。由于钢带大幅度跑偏后,或因润滑过量造成 钢带位移,使实际位置与检测位置发生变化,则系统纠 偏能力均大幅下降,如钢带偏移中心2~5 mm时,此偏移 量不会使纠偏系统动作,当达到极限量如15 mm时才有反 应,伸缩臂动作停止进料,生产中断或开机不成功。因 此系统参数设定非常重要,即钢带偏移量、油缸伸缩位 置与检测仪器检测的数据需一致,如不同则必须及时修 改,以保证纠偏系统及时有效;且在系统允许之内设定 尽量大的油缸压力值,以保证纠偏有效。 2.2 监测元件 从纤维板坯到成品板的运行过程中,系统要求皮 带、钢带、托辊等同步的精度很高,因此监测系统对电 气原件的灵敏性和可靠性要求也很高。其中程序编制包 括了保护动作,当不同步程度超过要求数值时,系统就 会停车或者不启动,从而起到保护作用。不过设备厂商 编制的程序百密一疏,在运行过程中仍有遗漏和不足, 如系统未报警而出现故障或缺陷运行的情况,不便于查 找出其原因时,需要使用者对设计思路有清晰的了解, 凭借专业知识和实践经验,及时找出产生问题的原因并 《中国人造板》2013/06 13 T ECHNOLOGY 科 技 技术探讨 予以解决。 有些失误是低级的,如最常见 的编码器,它是一个检测原件,如 安装松动就会造成链条驱动扭矩输 出明显减少,有时甚至达到报警值 而无法生产,此时必须及时更换编 码器。 3 润滑方面的影响因素 3.1 钢带润滑 钢带润滑实际上是钢带、辊杆 之间的润滑。 1)钢带润滑的影响因素。 对钢带进行润滑可以减小摩 擦,降低磨损,减缓应力疲劳,延 长钢带使用寿命,同时导热,热压 板的热量需要通过润滑油和辊杆传 送到钢带。因此,从理论上讲,为 保证以上作用的实现,润滑油用量 偏多效果较好。但是,润滑油用量 过多会被刮屑器刮掉造成浪费;同 时由于润滑油量增加,影响纠偏系 统正常工作。纠偏系统是通过驱动 辊倾斜来实现对钢带纠偏的,即依 靠钢带两边受力不等来调整,当润 滑油过量,钢带与驱动辊之间摩擦 力降低,产生相对滑动,使纠偏系 统失效而造成报警停车。出于成本 考虑,应精确合理地掌控润滑油 量,需要结合现场并观察钢带表面 润滑情况,积累经验才能控制好。 连续平压机的润滑方式有自动 润滑和人工润滑两种。 2)润滑油量的控制。 连续平压机的润滑具有双重作 用,要合理控制润滑油量,既要防 止润滑油量过大,导致钢带在驱动辊上打滑从而影响纠偏,又不能因担心打 滑而减少润滑油量,影响正常生产。润滑油量过少将导致辊杆的润滑性能恶 化,同时链条的链接存在累积误差,造成辊杆运行不平行,从而导致钢带跑 偏。这里要分清楚,钢带跑偏在压板过程中就已存在,而纠偏系统只是事后 解决问题,因此,应在确保钢带、链条润滑的情况下,再考虑驱动辊打滑, 并且解决钢带在驱动辊上打滑的问题不能采用减少润滑油量的方法,而应提 高刮屑器效果,或采用人工擦油的方法,这点对于生产线运行时间较长的旧 链条尤为重要。表2为上下钢带和压机链条润滑设定的情况,其中参数仅供 参考,需根据实际情况而定。 表2 上下钢带和压机链条润滑设定情况 速度/ 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 (mm/s) 0~200 200~400 400~600 600~800 800~900 900~1000 1 000~1 050 1 050~1 100 1 100~1 150 上钢带润滑设定 增加润滑/ 减少润滑/ (L/24 h) 2 2 2 3 3 2 3 3 4 5 % 0 下钢带润滑设定 增加润滑/ 减少润滑/ (L/24 h) 2 2 2 3 3 3 3 4 5 6 % 0 0 0 压机链条润滑设定 增加润滑/ 外部减少润滑/ (L/24 h) 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 % - 10 1 150~1 200 3)残留润滑油的影响。 润滑油残留分为3部分,一是钢带刮屑器残留纤维与混合物必须及时清 除,否则会造成钢带二次污染,变相增加润滑油量;二是驱动辊摩擦片长时 间使用后,驱动辊表面尤其是摩擦片之间的沟槽残留润滑油,也会增加钢带 润滑油量;三是链毯润滑系统二次污染钢带,链毯润滑系统采用喷雾式润 滑,喷雾后的残留润滑油是对钢带施加了多余的润滑油。这些多余的残留润 滑油降低了摩擦片与钢带之间的摩擦阻力,使纠偏系统的纠偏能力大大下 降,并使传感器设定参数发生零点飘移,造成钢带跑偏。 3.2 链条润滑 链条润滑与钢带润滑一样十分重要,不可轻视。要结合生产使用的原 料、生产速度,观察链条被纤维粉尘污染的情况。如果污染较重,需要增加 润滑油量,保证链节的润滑;否则,长期润滑不足会致使链节磨损严重,误 差增大,增加钢带跑偏的概率。生产高密度纤维板时要适当增加润滑油量, 而且上链条施加量要比下链条多,这是因为压机在排汽过程中,上链条比下 链条易受污染。还要确保两侧链条润滑均匀,同时也要保证两侧链条清洁。 14《中国人造板》2013/06 技术探讨 T 科 技 ECHNOLOGY 润滑喷嘴位置常因清理压机卫生的 工作人员触碰而发生偏移,造成两 侧链条和辊杆润滑不一致,久而久 之造成其磨损不同,增加了钢带 跑偏概率,因此日常维护要注意 检查两侧润滑喷嘴位置,保证其 正常润滑状态。 如果以上所述润滑问题不解 决,将导致链条与轨道严重摩擦, 甚至引发火灾;两侧链轨可能因链 条跑偏而挤断,影响正常生产造成 经济损失;不合格纤维板增多,产 品等级下降;操作人员劳动强度增 加,存在安全隐患。 为了杜绝润滑问题发生,保 证生产运行正常,应该采取以下措 施:1)加强辊杆、链条润滑。良好 的润滑可以减少链条对辊杆运动轨 迹的影响;反之,因润滑不足会造 成钢带跑偏,减少设备使用寿命。 2)开机进料时优化压机工艺,保持 压力均匀,使高压区与保压区过渡 压力曲线平滑,尽量减少辊杆运行 时受力不均匀,避免其由直线运动 变成弧线) 保证铺装、预压中板坯的均匀性, 减少对压机的受力不均。4)调整链 条位置,在压机入口处使跑偏正负 值一致(此调整只能改善跑偏正负 值相当,而不能减少跑偏量),通 过对跑偏方向的调整,一定程序上 减少因单边跑偏导致纠偏机构频繁 动作。5)如果修理时间允许,将辊 杆拆卸后调整链条位置,使链条伸 长量大体一致,此方法前期要做好 准备工作,在正常生产时找准位置,方能进行。这样做只能改善钢带的跑 偏情况,不能彻底解决问题。如果链条损坏,应更换两侧链条,彻底解决 隐患。 4 工艺方面的影响因素 4.1 初始进料时热压板压力 热压机开机、重新启动或出现断板坯时的状态,与正常运行时的状态 截然不同,这个阶段称之为初始进料阶段。如果初始进料阶段未设定相应的 工艺,将会产生严重的钢带跑偏,在定厚段尤为严重。一般情况下,在热压 机初始进料时,应针对钢带容易发生跑偏的问题制定初始进料工艺。经常采 取的方法如下:1)增加热压板间距;2)降低热压板各段设定压力;3)增 加排汽段(保压段)压力,形成一个过渡压力段,减少其与定厚段的压差; 4)降低铺装机的铺装厚度或者降低铺装板坯密度;5)保证板坯初始端面平 整,尽量减少锯齿形、斜线形等不规则形态。 初始进料阶段采取的上述措施,虽然可以解决钢带跑偏问题,但也带 来了影响产品质量的负面结果,生产出的成品板会有密度低或者厚度偏厚等 缺陷。因此从初始进料阶段向生产正常运行转换的过程中,不能操之过急, 在链条还没有走完一个周期就恢复各项参数,极易造成钢带跑偏量加大而停 车,因此各项参数必须分步进行调整,以减少钢带跑偏量。表3和图1为压机 生产15 mm板的工艺曲线级板)工艺曲线参数 框架编号 距离/mm 压力/bar 框架编号 距离/mm 压力/bar 0 75 100 1 35 130 不变 18.2 20 35 2 25 180 不变 18.1 20 35 3 20 200 不变 18 20 35 4 20 180 不变 18 20 45 5 18.5 140 不变 15.4 150 不变 6 18.3 100 不变 35~41 15.5 150 不变 7~8 18.3 80 不变 42~44 15.6 80 不变 9 18.5 50 不变 45 16 30 不变 调后压力/bar 不变 18.5 20 10~11 12~16 17~23 24~27 28~31 32~34 调后压力/bar 35 图1 压机15SE2(砂光E2级板)工艺曲线图 板坯进入钢带时的端面形状对钢带跑偏也会产生影响。板坯进料时伸缩 臂伸出,板坯的初始端面不平齐,有时呈锯齿形、斜线等不规则形状,而油 《中国人造板》2013/06 15 T ECHNOLOGY 科 技 技术探讨 缸施加压力在板坯断面上是一致的,不会因板坯端面不 平齐而改变,因此造成钢带、辊杆受力不一致,导致钢 带跑偏。现有设备的结构难以避免板坯初始端部不平齐 的缺陷,如要解决这个问题,需要进行设备改造,增加 板坯斜锯。 4.2 预压后板坯形态 初始进料时,预压后的板坯形态对钢带跑偏也会产 生影响。预压机对板坯的预压有两种工艺,一是压力控 制,二是位置(厚度)控制。连续平压线的预压工艺, 大多采用位置(厚度)控制,液压系统复杂。在初始或 恢复生产时,预压机的工艺参数也要做一定的调整,两 侧压力差最好不超过1 MPa,最好是0.5 MPa以内,以避免 钢带跑偏。 4.3 纤维含水率 纤维含水率对钢带跑偏也有影响。这主要表现在生 产之初进料时,如纤维含水率偏高,排汽较大,极易造 成爆板、鼓泡,尤其是毛板在出口离开钢带时,由于分 层、鼓泡,钢带受力不均,严重变形,影响纠偏机构的 纠偏能力,造成钢带跑偏,所以刚生产时纤维含水率应 尽可能低一些,以防止钢带跑偏。 4.4 钢带长度和运行速度 一般来说,钢带运行速度越快,跑偏控制难度越 高;钢带长度越长,跑偏越难控制。实际运行过程中, 有的工厂感觉薄板比厚板跑偏容易控制,也有的工厂感 觉相反。产生这种分歧是正常的,因为影响钢带跑偏的 因素是多方面的,基于不同的前提条件,得出的结论也 会不同。 5 结语 连续平压机钢带跑偏,包括钢带自身跑偏和链毯辊 杆跑偏引起的钢带跑偏,是受设备结构、电气控制、润 滑状况、工艺设定等多种因素影响的,解决钢带跑偏需 要通盘考虑,突出重点,综合治理。 责任编辑:舒文博 16《中国人造板》2013/06