轧机机械设备安装的质量管控对策与创新

孟令飞

众所周知，设备的初始安装质量情况决定了设备本身是否能够达到设计的设备功能要求、是否能够运转稳定、是否能够生产出合格的产品。诚然，在正常情况下，随着设备的老化、磨损，也会造成设备的非正常运转，进而影响设备的功能，影响设备的运行，甚至丧失设备功能，但一般情况下可以通过检修等手段，恢复设备功能，恢复设备精度，保证设备及产品的质量。而设备的“胎带毛病”，即设备初始的安装质量不合格，对设备的正常稳定运转及生产产品品质的影响，却是终身的、不可逆的，除非拆除重建。即使通过检修管理、备件管理等手段可以恢复，那么这些投入也是额外成本，而不是设备老化、磨损等必然的折旧成本。在这样一种背景下，轧机设备的初始安装质量就显得极为关键，必须满足相关标准、规范的要求，以更好的为后续的设备稳顺运行及稳定生产服务。

1 底座垫铁的选用与设置

1.1 垫铁的选用

按现行国家有关轧机设备安装及验收标准的内容，其中并未对垫铁的选用做出具体要求，但明确指出需要符合一般通用机械设备安装规范中关于垫铁的要求，这里面对垫铁的尺寸、组数等内容做了明确的规定，需要按照规定进行垫铁的选型，使之符合规范要求，做好选用过程中的质量管控。

当垫铁的面积确定完成后，制作垫铁的过程中，应保证每组配对垫铁的接触良好，每组垫铁由三块组成，分别是底部的一块平垫铁和平垫铁上方与之相配合的两块斜垫铁。斜垫铁要求接触的两斜面接触面积达到70%～75%，通过抹红丹粉的方式进行检测。斜垫铁组合后，上下表面平行度要求达到0.1mm/1000mm，通过螺旋测微器测量检测。平垫铁要求与斜垫铁接触面积达到70%～75%，通过抹红丹粉的方式进行检测。上下表面平行度要求达到0.1mm/1000mm，通过螺旋测微器测量检测。

接触面积可以通过目视的方法进行确定，但平行度的确定方法不是唯一的，这里推荐用螺旋测微器进行检查确定，可以说是一种创新。传统水平仪测量垫铁上下两面的平行度，需要将垫铁组放在一个绝对水平的位置，这本身就不容易实现。而通过螺旋测微器，可以直接卡住垫铁组的上下表面进行读数，不同位置的读数差值通过0.1mm/1000mm的换算，就是平行度的具体数值，不仅快速，而且准确，相比传统方式效率要高出很多。

一般情况下，配对垫铁的接触面积都不是一次性合格的。因此注意在安装过程中一定要做好垫铁接触面积的测试，确保垫铁接触的规范化和稳定性。一般的操作方法如下：首先，将红丹粉稀释，但不能稀释的太稀，以免造成上下垫铁的接触面沾满浆液无法观测，要有一定的粘稠度。其次，准备好将要测试接触面积的两块垫铁，将一面用布团蘸红丹进行涂抹，一定要做到涂抹均匀。第三，将另一块配对垫铁轻轻放在涂抹完成红丹的垫铁表面，用力按住这块垫铁进行前后的研磨，保证接触面的各个点位都能够研磨到位。第四，研磨一定时间后，揭开上层垫铁，此时就可以观察到这两块垫铁的接触面积情况。判断方法为亮面为高点，红丹未磨到的地方为低点。如果某一个部位的高点、低点分布较差，且不均匀，则证明接触面积不合格，需要打磨高点，并再次重复此做法。直至研磨的结果为亮点分布较多且均匀，则证明垫铁的接触良好。可以配对使用进行下道工序的施工。

此外，垫铁选用过程中的质量管控除了垫铁面积需要符合要求外，还要注意对垫铁的厚度进行管控，虽然标准和规范对厚度并无明确要求，一般只需满足调整范围即可，但需要考虑垫铁太薄带来的形变影响。加工过程会产生热量，热量即会造成垫铁的变形，从而无法保证成组垫铁的整体水平度，因此垫铁越薄越会增加加工难度。

1.2 垫铁的设置

垫铁的设置主要包括垫铁的位置点位选取和放置方法两个方面。

根据针对轧机设备安装及验收所设定的规范要求，垫铁的设置应保证每条螺栓旁至少有一组垫铁。斜垫铁应成对使用，同时在重载荷的设备下方，应配合平垫铁使用，并且每组垫铁应焊接牢固。

例如，某轧机设备安装过程中，垫铁共布置了13组，这13组垫铁的设置不仅考虑了螺栓的位置，保证了每条螺栓旁有两组以上的垫铁组，而且在螺栓间距较大的中间位置，也布置了垫铁组，这样就充分考虑了底座的整体平稳性。是垫铁组位置设置的一个创新点。后续此轧机设备的稳定运行也证明了此垫铁设置的合理性，垫铁的质量管控对策是有效的。

当垫铁的位置点位选好以后，即可放置垫铁。垫铁的放置方法主要有座浆方式、压浆方式及研磨方式等。而座浆有拍浆的方法和灌注的方法两种方法，一般设备垫铁座浆可采用拍浆的方式进行座浆，拍实座浆料后放置垫铁组，使垫铁与座浆料紧密贴合。而高精度或重要设备可采用灌注的方法来放置垫铁，因为灌注的方式座浆具有施工速度快、更能保证座浆质量的优点。

例如，某轧机设备安装过程中，受温度变化的影响，对垫铁的形变影响较大，不同时间测量的垫铁水平度总是不同，无法达到要求的0.05mm/1000mm精度。为了解决这种情况，便将拍浆的方式改为了灌注的方式。具体的操作方法如下：首先将螺钉固定在基础上。其次，通过螺母调整垫铁组的标高将其固定。第三，将灌浆料灌注到垫板底部，在此过程中，用细线拉几次垫板底部，去除与浆液接触面的起泡。改变为适宜现场的座浆方法后，垫铁水平度得到了十分明显的改善。证明此种质量管控对策是合理的。

2 轧机底座的安装与找正

2.1 底座安装的依据

根据现行轧机设备安装及验收所设定的规范要求，轧机底座的主要控制项目如下（注：括号内为二级精度）：

（1）标高依据：±0.30mm（±0.50mm），使用激光跟踪仪或水准仪检查。

（2）中心线依据：0.5mm（1.0mm），用激光跟踪仪或全站仪或拉钢丝线、吊线锤、钢尺检查。

（3）水平度依据：单个底座为0.05mm/1000mm（0.1mm/1000mm），用水平仪检查。同台轧机两底座间为0.05mm/1000mm（0.1mm/1000mm），用平尺和水平仪检查。相邻轧机两底座间为0.05mm/1000mm（0.1mm/1000mm），用平尺和水平仪检查。

（4）平行度依据：单个底座为0.05mm/1000mm（0.1mm/1000mm），用内径千分尺检查。同台轧机两底座间为0.05mm/1000mm（0.1mm/1000mm），用内径千分尺检查。相邻轧机两底座间为0.05mm/1000mm（0.1mm/1000mm），用内径千分尺检查。

螺栓的预紧力，一般应根据设备厂家提供的图纸或者技术要求进行紧固，若没有明确要求，则需要符合相关规范标准。例如可采用《机械设备安装工程手册》中关于地脚螺栓紧固力的具体要求。

2.2 底座的安装过程

轧机安装采用的主要测量工具包括：框式水平仪、水准仪，千分尺等，主要安装工具包括液压螺栓拉拔器（或扭矩扳手）及液压千斤顶等。

安装过程一定要保证在垫铁摆放平整、清洁以及底座清洁的情况下进行，避免污物对测量精度造成影响。设备的吊装要采用吊装螺栓，而不能直接用钢丝绳进行吊装，避免钢丝绳对设备造成损伤或出现吊装安全隐患。底座的标高、水平和中心线位置精度尺寸一定要边调整边测量，同时在测量的过程中，测量部位防锈漆一定要清除，避免影响位置尺寸精度。调整过程中切记不可用大锤直接敲击设备本体和垫铁，设备本体的挪移应采用千斤顶，垫铁的松紧采用小锤轻轻敲击，直至各尺寸符合标准要求。安装过程中细节的质量管控对策是十分重要的，与安装的结果是否合格直接相关相联系。

除底座的各项安装尺寸符合国家标准规范外，尤其需要注意的是，检测垫铁是否压紧，各接触面需满足0.05mm的塞尺不入要求。

3 轧机牌坊的安装与找正

3.1 牌坊安装的依据

根据现行轧机设备安装及验收所设定的规范要求，牌坊的主要控制项目如下（注：括号内为二级精度）：

（1）垂直度依据：窗口侧面为0.05mm/1000mm（0.1mm/1000mm），使用激光跟踪仪或全站仪、内径千分尺、灯光等进行检查。机架侧面为0.05mm/1000mm（0.1mm/1000mm），采用激光跟踪仪或全站仪、内径千分尺、灯光等进行检查。

（2）水平度依据：0.05mm/1000mm（0.1mm/1000mm），采用水平仪进行检查。

（3）两机架窗口中心线的水平偏斜及窗口在水平方向的扭斜依据：0.20mm/1000mm（0.20mm/1000mm），使用激光跟踪仪或全站仪、内径千分尺、灯光等进行检查。

（4）机架中心线依据：0.5mm（1.0mm），采用拉钢线的方式检查。

（5）平行度依据：0.05mm/1000mm（0.1mm/1000mm），采用拉钢线的方式检查。

（6）各接触间隙依据：四周75%不入，局部允许0.10mm间隙，采用0.05mm塞尺进行检查。

除此之外，还要考虑设备厂家的图纸是否有要求，若图纸有特殊要求，则同时需要满足图纸和规范二者的要求，择优确定。

例如，某轧机安装过程中，图纸明确要求其牌坊垂直度在通长4.2m范围内为0.3mm，同时两机架窗口偏差在0.15mm以内。而国家标准的主要控制项目要求垂直度为0.05mm/1000mm，同时窗口的偏差为0.2mm/1000mm。这种情况下就需要综合考虑，一般采用每项更高精度的要求，择优而用，即垂直度要求在0.05mm/1000mm（实测范围为3.2m），窗口偏差为0.15mm。确保牌坊安装质量的万无一失。可以说，这也是质量管控策略中需要着重注意的一环。

3.2 牌坊的安装过程

轧机安装采用的主要测量工具包括：框式水平仪（精度0.02mm），Trimble（天宝）水准仪，千分尺等，主要安装工具包括液压螺栓拉拔器（或扭矩扳手）及液压千斤顶等。

牌坊吊装前应及时清除测量面、设备接触面的防锈贴纸及防锈油，如果等到吊装完成后再清理，根据经验来讲，将造成大量的人力浪费。牌坊的起吊要充分考虑好天车的吊装能力。一般的厂房天车属生产用天车，基本无法单独吊运牌坊。双机抬吊是比较稳妥及主流的方法，顾名思义双机抬吊是指两天天车配合吊装牌坊，需要注意提前制作好吊具工装，两台天车吊装能力不同的情况下还要对吊点位置进行计算，保证吊具可以平稳的吊起牌坊。牌坊的调整与底座类似，需要保证标高、水平和中心线的位置精度要求。但不同的是，牌坊还涉及到窗口尺寸、开档尺寸的调整，每架牌坊互相之间也有相应的位置尺寸要求。同样在调整过程中切记不可用大锤直接敲击设备本体，基准钢线要反复、多次的复测，保证基准线的万无一失。设备本体的挪移应采用千斤顶，直至各主控尺寸符合标准规范的要求。

需要明确的是，牌坊安装过程中的数据测量，是在横梁安装完成、螺栓紧固完成的情况下测量的。即牌坊的合格，指的是牌坊的最终状态的合格，而非自由状态下的合格。

4 质量管控下的技术摸索

轧机机械设备的安装过程，应该在严格的安装规则下进行，但一定会遇到诸多突发问题，需要去摸索、探索，需要用创新的方式方法思考并解决。例如，在某轧机安装的各个细节中，通过经验总结，从以下三个方面进行了探索创新，解决了突发问题，具备一定的借鉴性。

4.1 垫铁选用与设置中的探索创新

在垫铁的选用与设置过程中，出现了垫铁加工不合格的情况。在铣床吸盘吸住垫铁的工况下测量垫铁的水平度时，水平度尺寸合格，但恢复到自然状态下测量，结果却不合格。车床亦如此，判断为垫铁太薄，加工时出现形变造成的此问题。这种情况下，采用了垫铁成组整体加工的方式，有效的解决了形变问题。在安装过程中，出现了温度影响垫铁安装精度的情况。通过改变座浆方式、创造现场恒温环境的方式有效解决了温度对设备安装的影响。是一次未有过的探索创新。

4.2 底座安装过程中的探索创新

在底座安装过程中，需要注意两方面问题。

一方面，同轧机相邻两底座之间或两轧机相邻两底座之间的水平度按要求应为水平尺和水平仪配合检查。考虑到此案例中，测量标高用水准仪为高精度Trimble水准仪，精度十分高，因此直接通过标高差值及两标高点之间的距离得出两底座间的水平度数值，以此来判断水平度是否合格，不再采用平尺和水平仪检测。同时单个底座需要用水平仪进行检测，标高差值可作为参考。这是测量新方法的一种尝试。

另一方面，考虑到轧机牌坊具体安装中底座需要有一定的档距才能保证牌坊顺利下落，因此需要根据实际情况考虑两底座间的平行度是否需要测量、中心线要求十分必要。按大多数牌坊的安装方法及日后生产过程中牌坊的受力方向，牌坊下落后，其与底座接触的立面需要与出口底座的立面贴紧，因此，入口底座的立面与牌坊的立面会有间隙。间隙的消除依设备厂家的设计不同而不同。有的通过在入口底座和牌坊立面之间加垫的方法消除间隙，这就要求底座要满足平行度的要求、中心线的要求；有的通过挪移入口底座与牌坊贴紧的方法消除间隙，这样对入口底座平行度的要求及中心线的要求意义不大。而出口底座中心线必须符合规范要求。

4.3 牌坊安装过程中的探索创新

在此案例中，牌坊的找正过程中，存在垂直度存在超差现象。而根据以往轧线的安装经验，牌坊的找正从未通过调整底座的方式来进行，在底座验收合格的情况下，牌坊垂直度基本无需找正。

根据现行轧机设备安装及验收所设定的规范要求，由于基础的不均匀沉降、轧机机架加工精度和底座安装精度的积累误差引起的牌坊某些项目超差，当无法满足机架牌坊安装精度时，可通过调整底座的方法来满足机架牌坊的安装精度。

通过再次调整底座来满足牌坊的安装精度后，牌坊各项数据确实达到了规范要求。但底座的个别数据存在超差现象，而在必须保证轧机机架安装精度的大前提下，必须对不重要的部位做出取舍。此案例轧机的安装考虑了以上因素，同时也做了适当的调整，是轧机安装过程中在保证安装质量前提下的一次有效探索创新。

5 结论

轧机的安装应在严格的质量管控对策下进行，同时进行必要的探索创新。轧机机械设备安装的最终目的是轧机的初始安装符合规范要求，保证日后设备的设备功能、稳定运行、产品达标。在这一过程中，以下几点需要考虑：第一，随着时代的变化和技术的革新，测量仪器在更新、变化，在安装过程中测量手段也应更新，眼光投向更精准、更便捷高效的测量手段、计算方法。第二，设备安装期间的温度影响不可小觑。同样的设备在不同的温度下会有不同的结果，如果存在温差较大的情况，需要采取相关措施保证安装质量。第三，要用综合的眼光整体来看设备安装这项工作，在保证最终质量的大前提下，应有方案的随机应变和控制项目的合理取舍，要么就进入死胡同。

所有中间过程的控制、技术的探索与改进，都应服务于最终的质量要求，质量的保证才能有最终投产后效益的保证。没有质量则没有效益。