劉福勝
（廣西柳州鋼鐵集團公司熱軋廠）

　　摘　要：通過對軋機傳動軸和軋輥的連接結(jié)構(gòu)進行局部改進，提高傳動軸聯(lián)接套的使用壽命，改善設備工況，提高生產(chǎn)軋制板板質(zhì)量。
　　關鍵詞：傳動軸；穩(wěn)定；改造
　　引言
　　華南某鋼鐵廠熱軋1450生產(chǎn)線粗軋機傳動軸軋輥聯(lián)接套使用壽命短，在使用過程中，由于軋輥聯(lián)接軸內(nèi)孔磨損快，聯(lián)接套與軋輥配合間隙變大，導致粗軋機傳動軸產(chǎn)生晃動，存在嚴重的設備隱患，對軋制板形造成了嚴重影響。經(jīng)過和專業(yè)制造廠家溝通，傳動軸聯(lián)接套材料已進行了大幅改進，但使用效果仍不理想，需從現(xiàn)有設備結(jié)構(gòu)進行改進，以提高聯(lián)接套使用壽命，保證產(chǎn)品質(zhì)量。
　　1　傳動軸晃動原因分析
　　軋機傳動軸布置簡圖如圖1，傳動軸萬向關節(jié)回轉(zhuǎn)直徑1080mm，軸直徑720mm，整軸裝配長度10930mm，重量超過50噸，傳動軸兩端分別以電機和軋輥為固定支撐點，傳動軸大部分重量由中部平衡液壓機構(gòu)支撐，抵消傳動軸產(chǎn)生的自重，軋輥扁頭直接插入傳動軸聯(lián)接套，保證生產(chǎn)過程快速軋輥要求。生產(chǎn)過程中，聯(lián)接套內(nèi)孔和工作輥扁頭都會產(chǎn)生磨損，兩者配合間隙變大后，傳動軸在轉(zhuǎn)動中聯(lián)接套自身產(chǎn)生晃動，萬向關節(jié)及傳動軸隨之晃動，由于傳動軸質(zhì)量大，傳動軸晃動產(chǎn)生的徑向力會非常大，直接加劇聯(lián)接套磨損，導致設備工況惡化，萬向關節(jié)壽命降低，各部緊固螺栓斷裂，聯(lián)接套內(nèi)孔圓角部位產(chǎn)生裂紋，甚至導致聯(lián)接套破裂損壞。

　　2　改進方案
　　如圖2：在工作輥扁頭端面安裝一個定位環(huán)，該定位環(huán)與聯(lián)接套Φ520內(nèi)孔形成新的配合面。定位環(huán)磨損達到一定量后，可快速更換定位環(huán)，保證兩者在合理的配合間隙內(nèi)。

　　3　方案論證
　　（1）由于生產(chǎn)過程中上下軋輥輥縫會改變，上軋輥上下運動，上傳動軸擺角隨之改變，聯(lián)接套相對于上軋輥會發(fā)生相對軸向移動。設計時需保證新裝定位環(huán)與關節(jié)端面空間充足，防止新裝定位環(huán)頂對關節(jié)端面，損壞設備。軋機上傳動軸Z大擺角為4.429°，下軋輥處于Z高位置，下傳動軸Z大擺角為3.535°。此時軋制中心線距扁頭套內(nèi)孔端面尺寸為2850mm。設計上下傳動軸都在Z大擺角狀態(tài)下新裝定位環(huán)端面與聯(lián)接套距關節(jié)端面安全距離為35mm，新裝定位環(huán)與Φ520聯(lián)接套內(nèi)孔接觸長度為65mm。經(jīng)過精確軟件模擬計算，上軋輥在不同高度位置時，定位環(huán)端面與聯(lián)接套內(nèi)壁至少有約13.69mm安全間隙，用于補償電機軸及軋輥之間竄動。安裝的定位環(huán)起到有效定位長度范圍為65～86.303。下軋輥在不同位置高度時，定位環(huán)端面與聯(lián)接套內(nèi)壁有34.7～35mm安全間隙，用于補償電機軸及軋輥之間竄動。定位環(huán)起到有效定位長度范圍為61.705～65。此處計算的為極限尺寸，實際工作過程中，上下工作輥都不處于極限位置，所有設備完全是在安全的尺寸范圍內(nèi)運行。
　　（2）安裝有定位環(huán)的軋輥在下線進行磨削時，磨床定位頂頭可通過新定位套的內(nèi)孔頂入軋輥扁頭端面的定位孔，軋輥軸線未發(fā)生變動，不會影響軋輥磨削精度。
　　（3）定位環(huán)由6個M42，12.9級高強度內(nèi)六角螺栓把合緊固，由于扁頭套與定位環(huán)之間不傳遞扭力，僅存在傳動軸晃動產(chǎn)生的徑向力，螺栓強度足夠。
　　（4）更換新的定位環(huán)，只需拆解6個把合螺栓，更換步驟簡單。軋輥換輥周期為約為2天，更換頻繁，可及時下線檢查各把合件有無斷裂，更換磨損的定位環(huán)等。
　　（5）聯(lián)接套Φ520內(nèi)孔深度為110mm，即為壁厚Z大位置，設備結(jié)構(gòu)Z強。該部位為整體圓孔面，無易集中應力的邊、角部位，定位環(huán)與該孔位配合，不會導致該孔們產(chǎn)生裂紋，損壞設備。
　　4　設備改造
　　改造后的軋輥如下圖4，增加的定位環(huán)嵌入軋輥扁頭端面深度10mm，可有效防止定位環(huán)因緊固螺絲松動發(fā)生移位，新定位環(huán)Φ300的內(nèi)孔可有效減輕定位環(huán)重量，便于安裝。

　　定位環(huán)結(jié)構(gòu)如下圖：

　　定位環(huán)質(zhì)量約為127.6KG，2個27的直通螺孔有利于定位環(huán)的裝配及拆卸，10×30°外端面倒角有利于換輥時定位環(huán)順利裝進入工扁頭套內(nèi)孔，3×45°內(nèi)端面倒角有利于定位環(huán)裝配入工作輥扁頭端面止口中。
　　軋輥改造流程：
　　如圖5。

圖5

　　步驟一：
　　在工作輥扁頭端面車削加工一個Φ520×Φ320的環(huán)形沉槽，沉槽深度為10mm。
　　步驟二：
　　在沉槽內(nèi)均勻鉆6個M42的螺紋孔，孔深60軋輥改造步驟簡單，費用較低，周期短改造后增加安裝定位環(huán)的工作輥子如圖6。

圖6

　　5　改造效果
　　聯(lián)接套相同磨損情況下、改造后的傳動軸平衡壓力波動范圍降低約0.8MPa，傳動軸運行穩(wěn)定。
　　聯(lián)接套磨損變慢，使用壽命得到較大增加，維修費用降低。
　　傳動軸工況改善，有利于生產(chǎn)產(chǎn)生質(zhì)量穩(wěn)定。
　　參考文獻

來源：《科技創(chuàng)新與應用》2017年9期