軋機減速機傳動方向對工作穩定性的影響分析

摘要：使用軋機減速機可以加強生產質量與效率， 但在實際使用過程中，軋機減速機的傳動方向會對運行穩定性產生影響。因此本文主要分析了軋機減速機傳動方向對工作穩定性產生的影響，之后提出利用Kisssys進行軋機減速機模塊化設計的方案，以期對其傳動方向形成有效控制，加強工作穩定性。

關鍵詞：軋機減速機；傳動方向；工作穩定性；模塊化設計

一、 軋機減速機相關內容概述

軋機減速機中包含齒輪、軸、軸承、箱體、箱蓋等部分。軋機減速機的結構形式經常會使用一級二級甚至多級圓柱齒輪減速機，經常會以I、II、III、IV幾種形式作為主要的安裝形式。由于軋機減速機具備以上特點，相比于通用減速機設計來說，主減速機的設計過程存在差異。

二、 軋機減速機傳動方向對工作穩定產生的影響分析

使用不同方式對軋機主減速機進行布置，之后對其運行過程的受力情況進行分析，本文將以兩級為例開展分析。

從圖片中可以看出，F1（F1）主動輪會對中間輪產生驅動力[1]；f1（f1）中間輪會對主動輪形成反作用力；F2（F2）中間輪會對工作輪形成驅動力；f2（f2）工作輪會對中間輪形成反作用力。

（一） 軋機減速機主傳動軸受力向上工況

第一，從圖1展示的傳統方式可以看出，軋鋼機在進行正常軋制與空負荷運行過程中，主傳動軸的受力方向f1處于向上的狀態，中間軸的受力方向（F1+f2）處于向下狀態，與此同時，工作軸的受力方向為F2，處于向上的狀態。軋機減速機在運行過程中，若發生咬鋼或卡鋼情況，工作軸會受到沖擊載荷影響，使F2驟然增加，從而使f2、F1、f1都隨之增加[2]，也會增加電機的負荷。第二，這種現象反應會發生在減速機的內部當中，雖然中間軸向下力會持續增加，但并不會對中間軸的承壓蓋造成受力影響，固定軸承蓋的螺母也不會發生松脫情況，但在該過程中，主動軸會基于較大f1力沖擊作用基礎上，瞬間發生上跳情況，對齒輪側隙與軸承調整間隙產生十分嚴重的危害與影響，與此同時還會造成以下情況：（1）每一次的進鋼過程都會產生沖擊現象，從而造成輸入軸與上軋輥傳動軸瞬間出現上跳，從而大幅增加噪聲程度。（2）使軋機減速機主動軸出端發生密封不良問題，最終導致漏油情況發生。（3）高速軸的聯軸器與電機軸會隨之產生強烈的顫動，對聯軸器與電機的使用壽命產生極大危害。（4）會大幅增加主動齒輪齒軸的磨損程度，降低齒輪傳動的平穩性安全性，還會縮短主傳動齒輪軸的使用期限。

（二） 軋機減速機主傳動軸受力向下工況

從圖3可以看出，在這種傳統方式基礎上，軋鋼機處于正常軋制與空負荷運行過程中，主傳動軸的受力方向f1處于向下狀態，中間軸的受力方向（F1+f2）處于向上的狀態，工作軸的受力方向F2為向下狀態。如果軋機減速機在運行過程中進行咬鋼或卡鋼操作，就會使工作軸受到較強的沖擊載荷，使F2瞬間攀升，最終造成f2與F1、f1都會增加，也會持續加大電機的整體負荷。

這種現象會在軋機減速機的內部發生，從而瞬間增加中間軸向上的力，還會使連接中間軸承壓蓋螺栓受到強大的拉伸沖擊力，如果沒有對螺栓進行合理選擇，或沒有設計合理的結構，都會造成螺栓松脫或斷裂現象發生。但在該過程中，軋機減速機的主傳動軸與工作軸的受力方向處于向下狀態，傳統過程具備很強的穩定性，并不會將沖擊力傳送到軋機減速機外部的聯軸器與電機軸中，也不會傳遞至起到驅動軋機減速機作用的萬向聯接軸中，因此可以確保整體傳動系統處于平穩狀態運行，同時還具備以下優勢：（1）由于減速機的輸入與輸出軸受力呈現為向下的狀態，并不會使外界與軋機減速機相鄰的設施發生振動情況，從而降低噪聲程度。（2）可以對高速軸聯軸器與主傳動電機軸軸承使用期限起到一定的延長作用。（3）不會受到振動因素造成的影響，從而加強軋機減速機輸入、輸出軸軸端密封性。（4）降低振動幅度與頻率后，也會降低齒輪軸輪齒的磨損程度，從而延長使用期限。

從圖4與圖3可以看出，兩種軋機減速機的傳統方式會取得相同的效果，可以被廣泛應用于板帶軋機與棒線材軋機傳動系統中。

三、 基于Kisssys的軋機減速機模塊化設計方案

（一） 統計傳統典型傳動結構形式

對T鋼廠使用的各種軋機減速機類型進行了匯總，之后將其傳動結構形式與速比范圍進行類型劃分，對經常使用的傳動結構形式進行統計。其中將水平式軋機減速機依據速比范圍劃分成齒輪基座、一級、二級、三級減速傳動；將立式軋機減速機依據速比范圍劃分成一級、二級、三級減速傳動。

（二） 構建典型結構形式傳動系統模型

通過匯總與分類將傳動結構形式進行統計，之后使用Kisssys構建與其對應的傳動系統模型。使用Kisssys構建傳動系統模型之后，可以更加清晰地觀察到軋機減速機各級齒輪參數、強度、軸承實際受力等方面內容。

四、結束語

通過分析軋機減速機傳動方向對工作穩定性產生的影響，可以看出，在進行軋機減速機設計過程中，無論是單級、兩級還是多級，設計人員需要全面分析其受力方向，才能確保傳動方向合理，加強整體結構的運行穩定性，避免對生產質量與效率產生影響。

參考文獻：

[1]裴云龍.利用Kisssys進行軋機減速機模塊化設計的研究[J]. 山西冶金，2017，40（03）：24-25.

[2]姚曉鋒.ф550mm初軋機傳動系統技術改造[J]. 中國設備工程，2017（12）：62-63.

（作者單位：中國鋁業西南鋁業（集團）有限責任公司壓延廠電氣車間）

作者簡介：劉林鑫，1992年3月，男，漢族，重慶市，助理工程師，研究方向：電氣傳動。