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板圧延機の故障の概要

板圧延機の故障の定義と種類

通常、板圧延機が所定の機能を喪失または低下させ、通電中に信頼性の高い運転を継続できなくなる現象は、機械故障と呼ばれます。圧延機が故障すると、様々な技術指標が明らかに正常な曲げ要求を満たせなくなります。例えば、主電動機の出力低下、伝動システムの安定運転の喪失、機械の振動や騒音の増加、動作温度の上昇などは、いずれも故障現象です。この記事では、板圧延機の故障の種類と解決策を紹介し、故障を回避する方法を説明します。

圧延機の故障の定義

板圧延機の構造上発生する故障は、主に部品の損傷や部品間の組立関係の破壊により、変形、破損、緩み、締結装置の緩みや故障などが発生します。

システムの観点から見ると、障害には 2 つの意味があります。

まず、板ロール曲げ機システムの正常機能からの逸脱は、主に圧延機システムの動作状態（部品を含む）の異常によって引き起こされます。パラメータ調整または部品の修理により、正常な機能を回復できます。

第二に、 板曲げロール システムが正常な機能から継続的に逸脱し、その程度が悪化し続けることで、圧延機設備の基本機能を保証できなくなる状態（いわゆる故障）を指します。一般的な部品の故障は交換可能ですが、重要な部品の故障は、多くの場合、全体の機能の喪失につながります。

障害の種類

障害は、その特性と状態に基づいて次の種類に分類できます。

断層の発生時期により突発断層と漸進断層に分類される

突発故障とは、様々な予期せぬ内部要因、偶発的な外部影響、あるいは複合的な影響によって引き起こされる故障であり、ランダム性を特徴とします。作業工程中に機械の過負荷や部品の損傷、あるいはタイヤ式歩行機構が鋭利な物体によって穴を開けられるなど、予期せぬ要因が発生した場合、これらの故障は使用時間とは無関係であり、予測が困難です。しかし、突発的な故障は一般的にトラブルシューティングが容易であり、圧延機の寿命に影響を与えることはほとんどありません。

進行性故障とは、部品の運転中に発生する摩耗、腐食、疲労、老化などの現象が徐々に進行・形成されることです。その特徴は、発生確率が使用時間と関連しており、時間の経過とともに、特に機械の有効寿命の後期に、故障現象が徐々に顕在化することです。進行性故障が発生した場合、圧延機設備の修理が必要であることを示しています。この種の故障は徐々に進行するため、一般的に予測可能であり、完全な故障が発生する前であっても、特定の修理計画を講じて故障を排除することができます。

障害の発生 - 実際の障害と潜在的な障害

実故障とは、板圧延機の運転中に作業能力が著しく低下したり、完全に失われたりした現象を指します。実故障は通常、オペレーターが直接知覚したり、出力の技術的パラメータを測定したりすることで判断できます。重要な部品の損傷による設備のダウンタイム、指定された生産性目標の達成不能など、これらはすべて実故障です。この種の故障により、設備は本来の機能を失ってしまうため、機能故障と呼ばれることがよくあります。

潜在故障とは、機械の正常な機能が徐々に消失していく状態を指しますが、まだ明らかな故障の兆候はなく、進行性故障と密接に関連しています。装置の機能が失われていないにもかかわらず、徐々に故障が進行していく過程でこの状態を診断できる場合、一般的に機械に潜在的な故障があると考えられます。潜在的な故障が継続すると、最終的には実際の故障の発生につながります。したがって、機械の潜在的な故障を特定した後、実際の故障が発生する前にトラブルシューティングを実施し、機械を良好な状態に保ち、実際の故障によって発生する可能性のあるその他の影響を回避する必要があります。この故障対応の観点は、現代の圧延機メンテナンス理論の重要な内容と目的の一つです。

故障の原因 - 偶発的な故障と自然故障

偶発的な故障は、不適切なメンテナンス、使用中の不適切な調整、操作手順の違反、製造・修理時の不適格な部品・材料の使用などによって引き起こされます。偶発的な故障は人的要因によって引き起こされることが多いため、人的ミスに分類され、管理体制の強化によって回避する必要があります。

自然故障とは、機械の使用中に様々な自然要因によって引き起こされる故障です。過度の摩耗、激しい腐食、部品の疲労破壊などの損傷によって引き起こされる故障も、すべて自然故障です。客観的に言えば、自然故障は避けられないものですが、様々な損傷の原因とパターンを理解し、適切な対策を講じ、保守管理レベルを向上させることで、機械の耐用年数を延ばし、重大事故を回避することができます。

障害と障害管理の特徴

機械の運転プロセスは動的なプロセスです。同時に、板圧延機の故障の発現は、板圧延機の機種によって異なります。同じ機種の板圧延機であっても、組み立て、設置、試運転、運転条件の違いにより、動作状態や故障形態が異なる場合があります。しかし、共通の特徴があります。それは、板圧延機およびシステムの故障の多くはランダム性を持つということです。したがって、圧延機システムの稼働状態と故障を研究するための基本的な出発点は、確率過程の基本原則に従うことです。

圧延機とそのシステムの故障の基本的な特徴は、2つの点にまとめられる。

故障発生のランダム性

ここで言うランダム性には、2 つの意味があります。1 つ目は、異なる時間における観測データが再現不可能である、つまり、機械の現在の動作状態は変化していないか、過去のある時間と同じであり、その観測値に有意な統計的差異がないとしか理解できないということです。2 つ目は、機械の動作状態を特徴付ける特性値が一定ではなく、一定の範囲内で変化するということです。

したがって、実際の作業工程における特定の検出データを用いて直接的に作業工程を判断することは信頼性に欠けます。圧延機の実際の作業状態を判断するには、異なる時点で検出されたデータが統計的に一貫しているか、または有意な差がある場合にのみ可能です。

圧延機における機器故障の多段階的性質

圧延機は一般的に数百から数千の部品が組み合わされて構成されており、部品間の結合が板圧延機の故障の多層的な性質を決定します。故障は多くの場合、複数のレベルの故障原因で構成されており、故障と現象の間には一対一の因果関係はありません。故障を一面からのみ判断すると、正しい判断を下すことが困難になります。

さらに、圧延機の故障には、突発性、断続性、遅さ、継続性などの特徴もあります。

CNC 4ローラープレートローリングマシンと3ローラープレートローリングマシンの欠陥

板圧延機は機械構造が異なるため、機械の故障もそれぞれ異なります。 CNC 4ローラープレート圧延機 CNC コントローラー、油圧システム部分、機械駆動部分で構成されており、機械の故障はこれら 3 つの部分によって発生する可能性があります。

3ローラープレート圧延機 圧延機には様々な種類があります。SW11機械式対称型3ローラー圧延機とSW11X-B機械式水平下降型3ローラー圧延機は機械部分のみで構成されており、機械構造がシンプルで故障箇所の特定が容易です。SW11SNC上部ローラー型ユニバーサル3ローラープレート圧延機は、NCコントローラー、機械駆動部、油圧ステーションで構成されており、これらの機械部品の検査が必要です。