轧钢技术中机电一体化技术的应用

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1影响轧钢技术中轧件精度的机械因素

1.1设备制造精度

轧钢设备属于中大型机械加工设备，相对于精密制造加工而言，其设计精度较低，对设备中各个零件精度要求不高，但由于要保证轧件的形状和精度，在制造加工过程中对其精度有一定的要求，否则无法满足生产加工的要求。在轧钢设备的核心零部件（精轧机、精调设备）的加工过程中由于零件的精度没有达到设计要求，在轧钢设备的高压高负载工作条件下，影响轧钢设备的整体精度，由此导致设备出现机械振动，影响设备的正常使用。

1.2传动系统异常

轧钢设备的动力从电机传送至轧机的过程中，需经过传动链的多级传送才能实现，例如，动力传输链为电机→减速器→传动链→轧机，其中电机的精度和减速器中各个零件的精度对轧钢设备的振动影响最大。电机旋转过程中由于转子安装对中精度不够，电机旋转中转矩不平衡，导致的振动，减速器中通常是通过齿轮传动降低转速，提高设备的转矩，增大轧机的压力，由于减速机中的齿轮由于长期工作在高温高压环境中，导致精度降低、传动系统出现异常，导致设备出现振动。

1.3装配精度降低

设备的装配精度直接影响设备的工作状态下的振动情况，由于设备设计之初时各个零件的装配精度设计不合理，导致在设备使用过程中产生各运动件的运动关系发生改变，在设备运转过程中丧失了动力传动的精度和各个部件的位置精度，无法保证设备在高负载环境下工作的平稳性，产生机械振动，影响轧件的质量。

1.4设备精度保持性

轧钢设备在使用初始阶段时的运转较为稳定，随着使用时间的增加，设备出现振动的频率持续增加，这是由于轧钢设备的精度保持性较差。由于轧钢机械长期工作在高温、高压、高负载的环境中，轧钢设备的零件产生变形和磨损，设备的传动精度、定位精度与设备使用初始阶段相比有较大的差距，导致设备在工作时产生较大的振动，影响轧件的质量。

1.5零件磨损

机械设备的磨损也是导致轧钢设备出现振动的重要原因。设备在工作时，用于传动的关键零件的磨损会严重影响机械设备的运转平稳性，如轴承和齿轮的磨损。轴承是设备旋转过程中的关键零件，但由于负载和工作环境的影响，导致轴承发生磨损和变形，轴承的滚珠和滚子在轴承内圈和外圈中的运动位置发生变化，在传动过程中出现回转精度低，运转出现振动。齿轮的磨损，导致减速器在运转时内部啮合传动的齿轮出现传动精度偏差，无法保持平稳性，设备的振动随着传动链从动力源到执行件不断被放大，导致轧钢设备在末端执行位置时的振动现象尤为明显。

2电气技术在设备维护中的应用

2.1利用传感器技术对设备关键零件状态检测

根据第一节中的故障原因分析，在设备的关键部位安装加速度计用于检测设备的各个部位的振动情况，如设备的轴承安装位置、减速机位置，末端执行件位置。分别检测轧钢设备在待机运转和正常工作状态下的振动情况，将传感器的数据传送至计算机控制系统中，计算机控制系统分析传感器测量的数据，根据传感器数据判断设备各个部位的振动情况，找到影响设备末端振动的最大振动源，并根据振动源的状态通过计算机控制系统中的算法给与设备管理人员合理控制振动的措施。

2.2定期检查和更换零件

根据计算机控制系统对传感器的检测数据分析得到故障源后，对相关的零件进行更换工作。定期检查各个零件的运转情况，若零件的振动程度超出了平稳运行的范围，则根据维护手册更换相应的零件，使设备始终运行平稳，减少设备由于机械原因引起的振动现象。

2.3利用传感器技术对设备工作环境管理

由于现阶段设备的精度与设备周围环境的关系十分密切，因此，维护设备需要从各个方面考虑，对于高精密的加工设备，设备周围环境的温度、湿度等都影响着设备的加工精度。在轧钢设备周围安装温度与湿度传感器，测量轧钢设备周围环境中的温湿度，在轧钢设备的维护和管理工作中，根据传感器的数据控制设备周围的环境，是设备的运行情况和加工质量满足要求，将设备安装在温度适中、空气湿度适中的位置，尽量避免设备由于周围环境导致设备的精度降低。

2.4控制技术在轧钢技术中的应用

随着PLC、运动控制卡等控制技术的发展，针对轧钢技术中的从电机到轧钢设备末端执行位置的传动链各个减速箱与减速设备可直接通过在运动控制卡与工控机中设置相应的电子齿轮比或电子凸轮比实现，减少了动力传送过程中各个机械零件的磨损，使自动控制技术在轧钢技术中得到应用，减少由于纯机械传动带来的设备振动与磨损问题，缩短设备的动力传动链，延长设备的使用周期。

3结论

通过上述的分析，本文针对轧钢机械生产加工过程中由于机械原因产生的振动进行分析，并利用机电一体化技术对故障进行诊断与检测，提出相应的轧钢设备的维护和管理措施，有利于设备操作人员提高轧件的生产效率，减少轧件的不合格率。