浅谈高线厂ORBIS测径仪常见故障处理及维护

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Treatment of Common Failure of ORBIS Gauge and MaintenanceYang Jing Chen Leiming(High Speed Wire Rod Mil1)Abstract：This article introduces the measuring principle and equipment structure of ORBIS Gauge，discussing treatmentof some common failures in daily maintenance.The Gauges has been operated normaly for several years，the precisionand surface quality of production can be ensured。

Key words：high speed wire rod；ORBIS Gauge；failure；maintenance前言 1 ORBIS测径仪工作原理简介高线厂通过2003年与2009年的两次技术改造 ，已经将轧线的轧制速度从原先的98 m/s提高到了110 m/s。随着轧制速度的加快、冷却线的加长，如不实现对轧件的在线动态测量 ，-旦出现尺寸超差，成品极易批量出现不合格 品，将会造成较大的经济损失。高线厂先后从英 国 SHAPE公司引进了三台ORBIS测径仪 ，通过测径仪实时在线检测线材的直径及表面缺陷，当生产过程中轧件尺寸发生偏差时可及时动态进行调整，为保证产品质量提供了有力的技术支持，满足了高速轧制节奏的需要。

初装测径仪时在使用过程中出现过测量不准、故障率偏高等问题，通过几年来的摸索和积累，已逐步掌握了测径仪的使用、维护规律，运行比较稳定。

本文简要介绍测径仪的检测原理和结构、常见故障及处理办法。

1.1 测量原理光学测量原理如 图 1，轧件在导管 内穿过测量头，沿该轴的中间有-矩形槽，光束通过槽投影到轴上，轧件在光束中产生-阴影，相应在摄像机芯片上- 部分光敏元件就出现了暗区，测量头内的传感摄像机探测到阴影图像，将数据传送至微处理器，其计算出的数量与所存贮的校准数据比较，即可计算出轧件的直径。测量时整个光学系统环绕轧件连续旋转，测量头旋转角度每增加 1.5度就测量轧件-次，图 1 测量原理南钢科技与管理 2013年第2期处理器对各个方向的轧件直径进行处理，即可显示出轧件的截面形状。摄像机内的滤光镜和光圈的调整可消除热轧时辐射对测量的影响。

1.2 测径仪设备组成测径仪主要 由以下设备组成：测量头、电气柜、水气站等配套装置、大屏幕显示器，见图2。下面对它们的功能作-简单的描述：图2 测径仪设备组成1)测量头：测量头由外壳、旋转装置、驱动电机、光学系统等组成。驱动 电机通过皮带带动旋转装置、光学系统旋转，旋转的轴为双层，里面有冷却水流过，轴上的窗口有专门的空气吹扫，以防窗 口上有氧化铁皮和灰尘碎屑遮挡而降低测量准确度。光学系统由-个 卤素灯泡光源 、透镜、反光镜片和摄像机组成，电源拈为灯泡和摄像头提供稳定的电源。

2)电气柜：电气柜内的电子处理设备对测量头提供的测量数据进行处理和转化，测量头信号由线材温度信号和测量头视频及控制信号组成。线材温度信号是由测径仪入口处的高温计通过检测轧件温度产生4～20 mA的电流信号，测量头视频信号是由光学系统摄像头产生的连续模拟信号，测量头的控制信号则是由测量头上自带的位置探测器给出的与摄像机扫描速度同步的连续脉冲信号。以上信号均由电气柜内的电子设备处理，线材温度信号经转换处理后用来产生-个计算线材常温下直径的修正系数，而测量头的视频信号经电子设备处理后从模拟量变成数字量精确计算出被测线材的直径。

3)配套装置有保证轧件通过测径仪时与轧制中心线吻合的导管、进行在线或离线快速切换的横移小车，提供测径仪导管吹扫和轴冷却所需的水气站，另外还有本地和远程控制终端、大屏幕显示器等。

2 测径仪常见故障处理及维护高线厂使用测径仪以来 ，虽然没有出现大的故障，但在使用过程中，也出现了-些问题，现将常见的故障举例并探讨相应的解决与维护方法。

2.1 测量头故障2.1.1 皮带磨损异常现象：测径仪停机后再开机无法转动，经拆检测径仪发现带动测量头旋转的皮带磨损严重并发生撕裂。

分析：通过检查驱动电机装置后发现，在原先的变频器设置下驱动电机转速使测量头的转速超过200转/分。初装测径仪时，测量头转速-般设定在200转/分，经过-段时间的旋转运行，机械部件逐步磨合 ，旋转阻力力矩有所减少，测量头的转速就会有- 定幅度的上升，转速增高加速了皮带的异常磨损，属电气和机械设置配合不当引发的故障。

措施：通过修改变频器参数，将测量头初始转速设定在 197转/分 ，并定期检查测量头的转速。这样 ，既保证了正常运转时的测量精度，又减少了因转速过高造成的皮带快速磨损。此方法实施后，测径仪测量头传动皮带使用正常，没有再出现传动皮带齿被打光或撕裂的故障。

2.1.2 测量头转速偏低现象 ：新装测径仪测量头运行时转速明显低于正常值，停机后人工盘动测量头阻力大，再次启动时困难。

分析：通过检查驱动电机及驱动变频器的设置没有问题后 ，检查轴承对中及润滑情况 ，发现是因为轴承内油脂添加过多造成堵塞，致使测量头旋转困难。

措施 ：在清除轴承内过多油脂后，测量头启动旋转恢复正常，新装测径仪在磨合期内-定要严格按2013年第2期 南钢科技与管理 45照说明书要求进行加油维护。

2.1.3 光通量减少严重现象 ：测径仪连续长时间工作后 ，光通量减少很多，正常维护后仍然不能使光通量恢复到 100%。

分析：轧钢现场的环境较为恶劣 ，在测径仪测量过程中，氧化铁皮、水、灰尘都会影响窗口的清洁度，窗口清洁度下降则直接影响光通量的大小，要减少此类故障必须做好光学系统的维护工作。

措施：首先是做好光学视窗的维护，定期擦拭保持清洁，必要时进行更换。第二是定期更换视 窗玻璃，因为在线材轧制过程中，规格和品种更换频繁，特别是轧制螺纹钢的时候，非常容易出现轧件在两段导管间打火的情况，这样会使视窗玻璃透光度和平整度降低。第三是做好光学系统的镜片维护，测径仪的光学系统非常脆弱，要求使用柔软的毛刷或光学玻璃擦镜布进行轻轻地擦拭，并且最大限度减少光学系统的擦拭次数。做好 以上三点 ，测径仪的光通量能恢复到较高水平，接近 100%。

2.2 测径仪显示器画面出现花脸”现象：测径仪在使用过程中，显示器画面出现花脸”，也就是信号出现失真，这时测径仪的测量数据无法读取，测径仪无法正常使用。

分析：此类故障属于电气故障，有两种不同的情况会造成以上故障，需要分别处理。①测径仪在正常运转状态下，由于长时间未清理光学视窗，光通量减少，视频信号线已经非秤近保护阀值线的下限，这时如果视频信号自身发生摆动就会造成信号在阀值上下晃动产生失真，致使显示画面出现花脸”。

②测量头中的电源输入、摄像头信号输出都是通过滑环与电刷接触进行的，而测量头在不停地旋转，若电刷与滑环接触不好 ，在电刷加速异常磨损的同时，使信号发生间断，影响信号的正常传输造成花脸”。

措施：①对于光学视窗不清洁原因造成的故障，只要及时清理光学视窗，保证 良好的光通量，就能使信号线回升远离阀值线，即可消除故障。②对于电刷与滑环接触不好造成的故障，要定期对电刷和滑环的状况进行检查 ，及时更换影响正常运行的刷架组件或电刷，每次更换后，要注意调整电刷刷架的位置，使弹簧既不过紧也不过松，这样就能使视频信号稳定传输，不出现间断，从而消除显示器画面的花脸”。

2.3 测径仪在高温季节偶尔停止工作现象：测径仪夏季高温环境中运行-段时间后会停止工作。

分析：在测径仪的使用过程中出现温度过高停止测量的故障是由于测径仪的热保护功能在温度异常情况下的保护动作。

措施：考虑到南京的夏季非常炎热，温度高且持续时间长，而轧钢时生产现场的环境温度还要高，这种情况下主要还是要做好 以下几项 日常维护工作。

①要做好水、气系统的维护，冷却水和吹扫空气都能对测径仪本体进行降温，-定要做到水、气畅通，压力正常，其中冷却水要求每日检查水压及流量，保证流过测径仪 内冷却水充足，另外还要根据现场水质的情况定期检查过滤器的污染程度，及时清洗过滤网。②要做好测径仪电气柜空调的检查维护工作，电气柜虽远离生产线，但钢厂温度高、污染大，电气柜空调常会因为灰尘过多堵塞过滤网而大大影响制冷效果，同时柜内的电子元件多对环境温度要求高，过热同样会造成停机，因此要做好电气柜空调的备件工作，及时拆洗更换空调过滤网，保证电气柜的温度在正常范围内。

3 结束语以上出现的故障涉及测径仪的主要关键部位，具有-定的代表性。因此 ，通过故障处理及做好 日常维护，能保证测径仪长期稳定工作，把好线材成品尺寸和表面质量的重要关卡。同时提供宝贵的实时数据进行工艺调整，提高合格率和成材率，为高线生产保驾护航。