φ950軋機壓下傳動裝置離合器問題分析與改造

肖正娟

（四川鴻艦重型機械制造有限責任公司，四川攀枝花617063）

φ950軋機壓下傳動裝置離合器問題分析與改造

肖正娟

（四川鴻艦重型機械制造有限責任公司，四川攀枝花617063）

軌梁廠φ950可逆式軋機的壓下裝置電磁離合器在使用時故障率較高，制約了正常生產運行。文中詳細分析了出現故障的原因及如何排除故障。改造后的離合器裝置運行平穩、生產率及產品質量提高，降低了能耗及維修成本，取得了顯著的經濟效益。

壓下裝置；離合器；改造

0 引言

φ950可逆式軋機是軌梁廠軋制釩鈦重軌的重要設備，其壓下裝置用于調整軋輥在機架中的相對位置，以保證要求的壓下量，從而獲得需要的輥縫和給定的壓下量。在軋制過程中，由于現有電磁離合器故障率較高，容易連接失效，嚴重制約了正常生產，從而影響了釩鈦重軌的質量。

1 改造前現狀及存在的問題

改造前，φ950軋機壓下傳動裝置電機功率為250kW，額定轉速1 488 r/min，實際使用轉速約為350 r/min；釩鈦重軌軋制現場環境溫度較高且粉塵大、振動大，工況惡劣。軋機為24 h工作制，動作頻繁。由于設備老化，現兩臺減速機蝸桿軸中心線存在偏差約2 mm，且無法調整。

改造前的離合器裝置如圖1所示，它由連接軸1和電磁離合器2組成。電磁離合器2靠線圈的通斷電來控制其自身的合離，從而帶動連接軸1的旋轉和停止。由于電磁離合器許用轉矩較低，安裝時要求兩臺壓下電機同軸度及端面平行度很高，安裝找正非常困難，且軋制現場粉塵較大，容易粘連在離合器內部，導致離合器摩擦扭力大為降低，離合器的靈敏度變差，其壽命較短，故障率高，主要表現為：

圖1 改造前的離合器裝置

1）離合器主動部分與從動部分軸之間的同軸度要求高，而現場實際安裝在一側帶鼓形齒式聯軸器的連接軸上，由于軸向無法固定，存在浮動，造成連接軸旋轉時甩動較大，離合器存在軸向竄動，容易連接失效，無法適應實際工作狀況。

2）離合器的軸向竄動，致使主動部分與從動部分在長期重力作用下嚴重變形，造成離合器在需打開時，出現打開不到位甚至打不開的故障。

3）原電磁離合器斷電后，離合部件存在剩磁，無法在短時間內再次工作，不能滿足軋機頻繁操作的工況條件。

4）重軌軋制現場金屬粉塵較多，容易粘連在離合器內部，使摩擦扭力大大降低，離合器的靈敏度變差，摩擦片磨損加快。

2 具體改造方案

改造后的離合器裝置如圖2所示，主要由連接軸1、軸承座2、帶自潤滑球軸承的底座3、液壓缸4、ZWS290離合器5、撥爪6、固定座7和SBE接近開關8等部分組成。

圖2 改造后的離合器裝置

工作原理：液壓缸4在液壓系統的驅動下，推動撥爪6在離合器5的離合齒上滑移，從而控制離合器的連接和切離：離合器連接時就帶動連接軸1旋轉，離合器切離時連接軸1停止。

采用SBE接近開關8來限制撥爪6的行程，從而很好地控制離合器上離合齒的連接或切離位置，實現了離合器迅速、準確的連接與切離功能。具體改造方案如下：

1）針對原來使用的電磁離合器故障率高，容易連接失效的問題，經過研究，其它形式的離合器很難滿足現場工況的使用要求，而且改動量較大。參照軌梁廠萬能線采用的德國FLENDER公司的ZWS型離合器聯軸器，使用情況良好，工況基本相同。由于其特殊的定心設計，以及采用的鼓形齒，具有承載能力高、傳動效率高、箱體振動小、密封性好和互換性高等優點，能夠較好地滿足現有使用要求，而且最大允許軸心對中偏差值達到2.9 mm。根據φ950軋機現有設備情況，離合器選型為ZWS290型，并根據現有設備進行了結構上的調整。具體實施方案、離合器結構型式及主要參數見圖2、圖3和表1。

圖3 ZWS290離合器

表1 ZWS290型離合器主要參數

2）針對連接軸在旋轉時甩動較大，造成離合器軸向竄動、容易連接失效的問題，在連接軸上增加了帶自潤滑球軸承（型號HS34126NR）的固定軸承座2，用來對連接軸進行支撐，有效地改善了連接軸旋轉時的甩動，減少了對離合器離合齒的沖擊和磨損，離合器的軸向竄動明顯減少。

3）離合器的驅動方式由原來的電力驅動改為液壓缸驅動，液壓缸4（型號SN806 50/28X30）推動撥爪6在離合齒上滑移，從而來控制離合器的連接和切離。接近開關8限制了撥爪6的行程，實現了離合齒在滑移時定位更加精準。

4）原有設備其余部分均不需改動，以便于對生產影響最小。

3 改造后效果

改造后的離合器裝置安裝在φ950軋機壓下裝置上，經過數年運行，連接軸在工作中未出現明顯甩動，離合器滑移平穩，連接可靠，未出現失效故障，改進效果明顯。具體表現如下：

1）離合器在液壓系統驅動的撥爪作用下，鎖定牢靠，解決了軸向竄動問題，動作時離合齒滑移自如，長期工作未出現連接失效的問題。離合器裝置改造后使用至今狀態良好，延長了離合器的使用壽命，大大降低了更換周期。

2）連接軸在軸承座自潤滑球軸承中旋轉，平衡性高，轉動平穩，很好地杜絕了運行中的甩動問題，同時也減少了甩動對離合器的沖擊和磨損。

3）采用液壓驅動代替電磁驅動，具有以下優點：（1）快速響應好,調整精度高。尤其是有很大的加速度潛在能力。在頻率響應、位置分辨率等諸方面都大大優于電磁驅動。表2給出了液壓驅動與電磁驅動動態特性方面的比較。（2）采用了標準液壓元件，簡化了機械結構，減少了設備故障率。（3）比電磁驅動運行穩定。（4）液壓驅動徹底解決了電磁驅動不能在短時間內頻繁操作、不適應工況的問題。

表2 液壓驅動與電磁驅動動態特性比較

4）釩鈦重軌質量提高。設備調整好后狀態穩定，重軌尺寸控制良好，產品質量明顯好轉，廢品率大大降低。

4 結語

軌梁廠φ950軋機壓下傳動裝置離合器的改造效果顯著，目前軌梁廠采用該方案已經順利投入生產，運行情況良好，設備運行率大大提高，重軌尺寸控制精度大幅改善。

［1］ 鄒家祥.軋鋼機械［M］.北京：冶金工業出版社，1992.

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［6］ 汪建業.重型機械標準：第4卷［M］.昆明：云南科技出版社，2008.

（編輯：啟 迪）

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1002－2333（2014）04－0243－02

肖正娟（1984-），女，助理工程師，從事機械設備的設計工作。

2014-01-22