黃景霖
（廣西南南鋁箔有限（xiàn）責任公（gōng）司，廣西南寧 530031）

　　【摘　要】本文選擇以冷軋機係統的振動（dòng）現象為研究對象，探討了軋製潤滑液（yè）與冷軋機振動之間的（de）關係。指（zhǐ）出要達到（dào）消除冷軋機的振動目的，需要合理提升軋製潤（rùn）滑液的摩擦係數，並（bìng）在探討中指出應該從壓下量、潤滑液濃度、固（gù）體微粒含量幾方麵（miàn）調節軋製液的摩擦係數，可以達到Z優效果。

　　【關鍵詞】軋製潤滑；冷軋機；振動；摩擦係數
　　在（zài）軋製過程中，軋機經常會出現在不同情形下發（fā）生振動的現象。人們（men）逐漸認識（shí）到軋機輥縫處（chù）的潤滑條件是影響軋機振動的一個重要的因素。軋製（zhì）液在軋製過程中處於軋件與軋輥相互接觸的輥縫（féng）中，主要起（qǐ）到軋製潤（rùn）滑的作用，並兼有冷卻和洗滌的功能。本文在以往學者研究的基礎上，從軋製潤滑液（yè）摩擦係數的角度出發對軋（zhá）機的振動進行了分析，並得出消除和減少軋機振動的有效方法。
　　1.學者對（duì）冷軋機振動的研究結果
　　冷軋機發生振（zhèn）動的現象已屢見（jiàn）不鮮。對於應（yīng）該怎（zěn）樣緩解或消除這樣的不正常振動，國內外學者進行了深入研究，開展過廣泛實驗調研，產生了很多主流觀點：
　　（1）通過分析軋製液性能與軋機動態特性之間的關係，指出對軋製液選擇合適的性能指標可增加（jiā）軋機的動態剛度，從而提（tí）高（gāo）軋機振動的臨界速度。
　　（2）著重於分析軋製潤滑摩擦與軋機（jī）振動的影響，提出了軋製混合摩擦模型，指（zhǐ）出了增大摩擦有利於軋（zhá）機的減振或消振。
　　（3）立足於認定軋機振動是由（yóu）於軋製液的穩定性和（hé）附（fù）著性較差、油膜強度（dù）不足（zú）等原因引起的，並通過向乳化液中加入含有機鋅的添（tiān）加劑，改善軋機的振動情況。
　　2.軋（zhá）製潤（rùn）滑對冷軋機振動的影響
　　冷軋機（jī）振動主要分為軋（zhá）機扭轉振動和軋機垂直振動。
　　2.1軋製潤滑對軋機扭轉振動的影響
　　一般情況下（xià），主傳動係統在穩定運行和負荷加載時（shí）不（bú）會發生振動（dòng）。但當咬鋁、拋鋁、製動、變（biàn）速等特殊運行情況出現時，軋機在衝擊作用下會產生振動（dòng）現象，這樣的振（zhèn）動稱之為（wéi）軋機的扭轉振動。由這種衝（chōng）擊效果產生的振動一（yī）般是衰減性的振動。軋機在進行穩態軋製的過程中，當軋製速度增大時摩擦係數會減小（xiǎo）。其主要（yào）原因是由於軋輥與軋件之間的油膜厚度與軋製速（sù）度成正比。當低（dī）速時，由（yóu）軋輥速度帶入輥縫間的油膜厚度較薄（báo），此時（shí）為滑動摩擦，摩擦係數相對較（jiào）大。隨著軋製速度（dù）的提升，進入輥縫間的油量越來越大，厚度增加，由滑動摩（mó）擦轉為液體動壓潤滑摩（mó）擦（cā），摩（mó）擦係數下降，部件間的咬合（hé）力同時降低。
　　軋製速度的增加導（dǎo）致摩擦係數的（de）降低，從而（ér）摩擦力矩減小，容易造成負阻尼現象。當主（zhǔ）傳動係統形成初始激勵之後，負阻尼現象的效果就不會再消（xiāo）失。軋機隨（suí）之在（zài）此負阻尼的作（zuò）用下將產生自激振（zhèn）動。因此如果要從軋製潤（rùn）滑液的角度考慮對冷軋機的扭轉振動實（shí）現減（jiǎn）振和消除（chú），則應當適當增加軋製液的摩擦係數，防止負阻尼（ní）現象的產生。
　　2.2軋製潤滑對軋機垂直振動的影響
　　負阻尼特性一直存（cún）在於機械（xiè）運轉過程的幾種（zhǒng）受（shòu）力之間。冷軋機在軋製過程中常常發生頻率為124HZ左右（yòu）的自激振動，其（qí）自激振動的（de）機（jī）理就為（wéi）負阻（zǔ）尼（ní）特性，主要是由軋件的入口張力造成（chéng）的。
　　在軋製過程中，將會伴隨著軋輥的運行波動（dòng）進（jìn）行（háng）波動。一旦軋輥沿著垂直方（fāng）向出現一次波動時，軋（zhá）件的出（chū）口（kǒu）厚（hòu）度便緊跟著作一次波動。同時根（gēn）據（jù）金屬的秒流量相等原理，軋件的入（rù）口（kǒu）處厚度並不能改變，這樣與入口速度相對應的波動（dòng）與上一個機架之間的波動就會出現一定的（de）延伸量（liàng），導致入口（kǒu）張力的變化，Z終（zhōng）上使其軋製力存在一（yī）個（gè）波動量。這相（xiàng）當於在輥縫間產（chǎn）生一個負阻（zǔ）尼，從而使自激振動更易發生。
　　潤滑摩擦（cā）在軋機垂直振動時實際起到（dào）了增加正阻尼的作用，可（kě）抵消由上述負阻尼產生的振動（dòng）能量。所以適當的增加軋製液的（de）摩擦係數，可抵消一部分振動能量，以避（bì）免冷軋機自激振動（dòng）。
　　3.影響軋製潤滑液的摩擦係數的因素
　　我們在（zài）討論冷軋機的振動時（shí），無論是軋機出現扭轉振動還是垂直（zhí）振動，有利於出現消除和減少軋機振動效果的Z佳方法就是（shì）適當的增加軋製液的摩擦係數，因此能逐項列舉並（bìng）剖析影響軋製液摩擦係數的因素，對這些因素進行可行的適當調整，就能（néng）達（dá）到增加摩擦係統，進而消除和減振的（de）預期目的。影響軋（zhá）製潤滑液摩擦係數的（de）因素主要有軋製速度、壓下量、軋製液濃度、溫度、固體微粒含量，以（yǐ）下進行逐一（yī）分析：
　　3.1軋製速度
　　如同很多機械設備一樣（yàng），一旦（dàn）在（zài）運行或者使（shǐ）用中的控製速（sù）度超出既（jì）定的區間，設備自身的工藝水平達不到這樣的速度要求，就會出現極度不（bú）適應性，反映在劇烈振動、發熱、轟鳴等現象。冷軋廠內的冷軋機在（zài）長期運行中高速軋（zhá）製時（shí）一旦出現振動，操作人員勢必首（shǒu）先將減小軋製速度，振動將會減少或消失。這樣的做法多數出自本能保護，出自長期摸索冷（lěng）軋機的（de）實（shí）踐經（jīng）驗，固然產生了消振的快速（sù）反應，但減速帶來的Z大的問題就是直接導致（zhì）生產進度的放緩或停（tíng）滯（zhì），導致生產效率的下（xià）降，影響（xiǎng）冷軋廠的產能（néng），所以一般除應急外，不將此方法作為軋機消振減振的有（yǒu）力途徑。
　　3.2壓下量
　　壓下量即軋製時（shí）軋件在高度方向受（shòu）壓，導致金（jīn）屬本體沿著長度和寬度方向產生延（yán）伸和寬展的數值。壓下量愈（yù）大，相應的延伸和寬展也愈大。在軋輥與軋件接（jiē）觸麵的油膜強度範圍內，軋機對功率的（de）要求直接的體現（xiàn）在壓下量上。軋（zhá）機壓（yā）下量越大，其軋製（zhì）壓力也就越大，軋輥與軋件接（jiē）觸的也（yě）就越緊密，分子間的引力也就越大，分子間的相對運（yùn）動需要更大的切向（xiàng）力克服受到的摩擦，因此摩擦係數就變得越（yuè）來越大。由此我們可以得出，壓下（xià）量越大，壓力越大（dà），摩擦係數越大。在油膜強度（dù）範（fàn）圍（wéi）內，適當的增加壓下量可提（tí）高軋製液的摩擦係數，有利於改善軋機的（de）振（zhèn）動。
　　當然，由於軋製工藝、軋製道（dào）次不同產生的壓下量分配不（bú）同等原因，軋機不可能將某一（yī）壓下量在原有基礎上增大很多（duō）。因此當壓下量達（dá）到某個閥（fá）值時，需要合理的控製（zhì）好（hǎo）軋製的壓下（xià）量，找（zhǎo）準由（yóu）Z大壓下量引發的摩擦係數的臨（lín）界值，從（cóng）而可以持（chí）續保持軋機的平（píng）穩運行，無振動感出現。
　　3.3軋製液濃度
　　軋製潤滑液（yè）濃度（dù）與其（qí）摩擦係數之間的關係較為簡單。在其他條（tiáo）件不變（biàn）的情況下，增加濃度將加大單位體積內所含（hán）的潤滑液量（liàng）。潤滑液量的增加，直接反應出（chū）潤滑（huá）的介質增多，起到的潤滑效果（guǒ）越好，摩擦係數自然越小。所以要擺脫（tuō）軋機的振動現象，提高摩擦係數，從軋製液入手考慮就要在保證其必須（xū）的潤滑性、附著性等特性的前提下（xià）適（shì）當的降低濃度（dù），以提升摩擦係數（shù）。通過實驗我（wǒ）們可以證實，當軋製液的濃度為（wéi）Z佳比時（shí），對濃度的微（wēi）調（diào）可顯著影響軋製過程中油膜厚（hòu）度和摩擦係數。所（suǒ）以（yǐ）預期可通過調節軋製液濃度來改變（biàn）其摩擦係數，並可在濃度小於實驗Z佳比的情況下進行實驗對比，從而得到適當的（de）濃度。

　　3.4軋製液溫度
　　利用正交設計法對軋製液的溫度分析可得，隨著溫度（dù）的升高，其摩（mó）擦係數基本保持不變。所（suǒ）以不便（biàn）通過（guò）此途徑改變軋製（zhì）液（yè）的摩（mó）擦係數。
　　3.5固體微粒含量
　　由於（yú）軋（zhá）製潤滑液（yè）中含有的固體微粒的直徑較小，故（gù）在軋製潤滑液中對液體的跟隨性較好。然（rán）而微粒運動具有隨機性，受氣溫、材質、擠（jǐ）壓情況等影響可能出現微粒聚集等現象（xiàng），使（shǐ）摩擦係數在較小範圍內起伏不定，無規律性可言（yán），大大降（jiàng）低對摩擦係數調整的可操作性。
　　在軋製潤（rùn）滑液中加入彼此互斥的固體微粒時，其微粒聚集（jí）現象將不易發生。隨著含量的增大，單位體積內潤滑液量減小，潤滑性（xìng）降低，摩擦係（xì）數有（yǒu）所增（zēng）加。在相（xiàng）同潤滑液的含量下，隨著微粒直徑的增（zēng）大，摩擦係數增（zēng）大效果加強。但其直徑應小於軋製液的油膜厚度，以（yǐ）防止再次形成大片顆粒聚集現象，造成（chéng）軋件表麵無法（fǎ）平整光滑，導（dǎo）致質量的下降（jiàng）。通過加入互斥微（wēi）粒的方法雖然也能夠達到增大軋製液（yè）摩擦係（xì）數的效果，但此方法（fǎ）相（xiàng）當於減小了進入（rù）軋製區軋（zhá）製液的總體積，所以（yǐ）須提高軋製液中其他添加劑的性能，以達到（dào）原有的效果。在首先實現壓（yā）下量控製、軋製液濃度降低的方法（fǎ）能夠（gòu）達到所需的摩擦係數時，不建議（yì）使用此方法。
　　綜上（shàng）所述，在影響摩擦係數的幾個因素中，改變冷軋機的軋製速度將直（zhí）接影響（xiǎng）產量；增大固體微粒的含（hán）量對（duì）摩擦係數有所增加，但需加入互斥性質的（de）固體微粒，還要控製與（yǔ）油膜厚度（dù）的比例，且對軋製液中其他添加劑性能要求（qiú）較高；軋製液溫度的改變使摩擦係數基本保持不變（biàn），因此可調節軋件的壓下量和軋製潤滑（huá）液濃（nóng）度，以達到增加摩擦係數的目的。但無論何（hé）種調節，輥縫中油膜的平均厚度要大於所需的Z小值，否則（zé）在軋（zhá）製時易發生（shēng）油膜破（pò）裂，引起軋（zhá）製力的波動，導致整（zhěng）個係統自身剛性的波動，同（tóng）樣再次引發軋機振動。
　　4.結語（yǔ）
　　本文（wén）從軋（zhá）製潤滑（huá）液的角度出發，針對（duì）冷軋（zhá）機的扭轉振動（dòng）或垂直振動進行分析，適當地增加軋製液的摩擦係數有（yǒu）利於消除和減少由於負阻尼作用（yòng）而（ér）產生的自激振動。從（cóng）軋（zhá）製速度（dù）、壓下量、軋製液（yè）濃度、溫度、固體微粒含量五個方麵（miàn）分析了軋製液摩擦係數的增減性質。得出對（duì）於軋機振動可從壓下量和軋製（zhì）液濃度兩個方麵進行調節，在以上調節未能達到所需摩擦係數的情況下可從固（gù）體微粒含量方麵進行調節，其他因素（sù）的調整不做考慮，以達到軋機消振減振的目的。
　　【參考文獻】
　　[1]林鶴，鄒家祥，嶽海龍.軋製液對帶（dài）鋼冷（lěng）軋機顫振的影響[J].鋼鐵，1996，31（10）：60-79.
　　[2]孫誌輝，鄒家樣.軋（zhá）製潤滑（huá）摩擦對（duì）軋機振動（dòng）的影響[J].重型（xíng）機械，1998，（6）：25-27.
　　[3]鄒家祥，徐樂（lè）江.冷連軋機係（xì）統振動（dòng）控製[M].北京：冶金工（gōng）業出版社，1998.

來源：《科（kē）技致（zhì）富向導》2015年10期