輥道軸頭斷裂修復方法探討

田　偉，劉慧勇，李　凱（山東魯中鋼鐵物流有限公司重型機械廠，山東　萊蕪　271133）

輥道軸頭斷裂修復方法探討

田偉，劉慧勇，李凱
（山東魯中鋼鐵物流有限公司重型機械廠，山東萊蕪271133）

摘要：輥道經常運用于萊鋼板帶、寬厚板、H型鋼等軋鋼廠的生產中，主要功能是用于輸送板坯和成品鋼材。輥道軸頭斷裂是輥子使用中經常出現的狀況，為了減少報廢率，降低設備成本，需要對輥道軸頭的斷裂修復技術進行深入研究，加強技術創新，不斷完善改進現有技術，以提升軋鋼廠的經濟效益。本文就軌道軸頭的斷裂修復方法進行了研究探討。

關鍵詞：輥道；軸頭斷裂；修復方法

0　前言

輥道軸頭斷裂的情況在輥子使用中經常會出現，一般對于出現這種情況的輥子，軋鋼廠都會采取報廢的形式進行處理，輥子價格昂貴，這種處理方式大大的提高了軋鋼廠的設備成本，并不利于工廠長期效益的發展，因此，輥道軸頭斷裂的修復方法逐漸受到重視，人們開始積極研究更有效的辦法解決輥道軸頭斷裂情況，力求降低設備成本，促進工廠發展。

1　輥道的使用

在萊鋼板帶、寬厚板、H型鋼等軋鋼廠生產中，常用的輥道有兩種：一種是空心輥，其制造材料一般采用厚壁無縫鋼管，通常被用作輸送經精軋軋制后的成品鋼材；另一種是實心輥，其制造材料主要是鍛件，通常被用作輸送板坯或是粗軋軋制后的中間坯，價格十分昂貴。在軋鋼廠中，一旦實心輥出現軸頭斷裂的情況，就會對輥子進行報廢處理，大大提高了設備成本，因此，需要加強對輥道軸頭斷裂修復方法的研究，延長設備壽命，減少成本耗費。

2　輥道軸頭斷裂修復方法

2.1輥道軸頭斷裂原因

輥道的軸頭是輥子中的最遠位置，在使用時，需要連接傳動軸或電機，實現扭矩的直接傳遞。輥道軸頭的直徑只有輥身直徑的1/4～1/5，是棍子整體中最細、最為脆弱的部分，因此在使用中極易被扭斷。另外，在電機額外的作用力影響下，軸頭切應力常常會超過極限，也十分容易引起斷裂[1]。

2.2焊接修復

焊接修復在機械修復方法中極為常見，在輥道軸頭斷裂時，也可以考慮利用這一方法進行修復。

首先需要對輥道進行檢查，明確焊接電源的使用類型，保證材料質量和對焊轉臺速度的穩定。并要求焊劑在使用前必須在480～500℃高溫下烘烤5個小時[2]。在準備工作完成后利用機加工進行補焊，再通過預熱、保溫去除應力，確定焊接參數并進行焊接，在焊接過后需要進行冷卻處理，冷卻至常溫后方可出爐。最后再對焊接部分進行檢查、試驗，以保證焊接后的輥道能正常投入使用。

雖然焊接修復方便快捷，但同時也存在著嚴重的缺陷。一旦焊接深度不夠，焊接的強度就會受到影響，焊接強度的不足會直接導致修復后的輥道再次投入使用時焊接部位快速斷裂。在進行焊接修復時，也經常會為了加強焊接強度而加大焊接深度，輥道軸頭直徑只有輥體的1/4～1/5，直徑相對較小（Φ＜100），加大焊接深度會使焊接后的熱影響區同時加大，導致軸頭強度降低，修復后的輥道在投入使用時一樣會在短時間內出現軸頭斷裂的情況。

2.3鑲軸修復

焊接的方式不太適用于輥道軸頭斷裂的修復，因此需要考慮能夠避開焊接的修復方式，而鑲軸修復正好可以實現這一目的。鑲軸修復就是采用過盈配合的方式來連接斷裂的軸頭并傳遞扭矩[3]。主要修復方式是在輥道斷裂部位打上內孔，制作新軸頭并將其安裝到內孔中，內孔與軸頭利用過盈配合的方式，采用熱裝的方式進行內孔中軸頭的安裝。為了保證強度，避免進入水汽，需要在安裝完成后，在內孔外端和軸頭相連接的地方再次進行焊接，并進行圓角過渡處理。

3　鑲軸修復可行性分析方法

在實行鑲軸修復方案時，可以進行可行性的分析，以確保方案的有效性。這里簡述一下分析方法：首先，要了解輥道與電機的相關參數，包括輥道的長度和直徑、軸頭的長度和直徑、材質、電機功率、轉數等。確定新軸頭和內孔的設計方案，并確定過盈配合量，即鑲軸能傳遞輥道的最大扭矩。隨后進行疲勞強度校核，利用公式計算危險截面的安全系數，并將其與需用安全系數進行比較，得出疲勞強度的高低程度，以確定經過鑲軸修復后的軸頭在使用時是否容易扭斷。如果確定軸頭并不容易疲勞扭斷，便說明鑲軸修復方案可行。

4　鑲軸修復工藝

首先對輥道斷裂的地方進行處理，拆卸輥道附件并進行清洗。拆卸后的光輥上C6100車床搭中心架校調，遵照圖紙上的相關要求對輥道軸頭的斷裂面進行機加工，并打好內孔，以備鑲軸修復時使用。重新制作新軸頭，要求軸頭長度為L+1。隨后對輥道進行加熱，當其溫度達到250℃時，插入新軸頭，等待其自然冷卻后，在內孔外端口和軸頭交接的地方再次增加1圈至2圈焊接。最后再次上C6100車床搭中心架校調，對中心孔進行加工，頂上中心尾架，將中心架拆除，并按照圖紙上的要求對軸頭進行加工，直到其尺寸與原來尺寸相符。

鑲軸修復技術主要用于實心輥軸頭斷裂的修復，其修復費用與再次購買新輥的費用相比十分經濟合理，能夠為工廠節省一筆相當可觀的設備成本，是一種有效修復輥道軸頭斷裂的方法。

5　結論

隨著我國經濟水平的不斷提升，各個行業都開始注重對自身的管理，尤其是對成本的控制。輥道是板帶軋鋼廠中普遍運用的輸送工具，對于軋鋼廠的生產運行有著至關重要的作用。在輥道使用過程中，經常會出現輥道軸頭斷裂的情況，以往的處理辦法是直接將輥子進行報廢處理，但是這種方式大大提高了設備成本，不利于工廠發展，因此，人們加大了對輥道軸頭斷裂修復技術的研究。經研究表明，焊接修復技術并不能從根本上解決這一問題，而鑲軸修復技術相對來說更具有效性，能夠保證輥道軸頭的使用壽命得到延長，可以有效降低軋鋼廠設備成本，提高經濟效益，十分值得相關工作人員持續、深入的研究。

參考文獻：

[1]胡乃碩.連鑄機出坯區輥道輥子軸頭斷裂分析與改進[J].一重技術,2014,3(3):6-9.

[2]楊慧.鋼廠輥道堆焊修復技術[J].包頭鋼鐵學院學報,2010,9(3):286-288.

[3]李林.輥道軸頭斷裂修復技術研究與應用[J].寶鋼技術,2010,6(6):61-64.

作者簡介：田偉（1983-），男，山東萊蕪人，助理工程師，研究方向：冶金、軋鋼、礦山設備維修、機械加工等。