棒材精軋機組平軋機接軸改造

王 偉

（青島特殊鋼鐵有限公司，山東 青島266409）

1 前 言

目前，棒材生產線平軋機組軋機與減速機之間的連接軸一般采用十字軸式萬向接軸結構，受軋機機組運行速度、萬向接軸自身重量等客觀因素影響，萬向接軸在運行時存在擺動、壽命短等問題，給車間生產帶來一定的影響，特別是對精軋機組產品質量穩定性影響比較明顯。為此，通過對精軋區域軋機接軸進行改造，消除萬向接軸設計缺陷對生產造成的影響，延長接軸使用壽命，降低設備故障率及設備維修費用。

2 優化設計思路

2.1 現狀分析

1）萬向接軸重量大，僅精軋區域萬向接軸單根重量達452 kg，加上兩端軸套重量，整個軸系重量達916 kg，平衡性較差，因此適用于在低速重載的工況下運行。而精軋區域軋機速度在800 r/min，屬于高速旋轉，接軸在運行時擺動幅度較大。

2）由于萬向接軸擺動大，造成軋機端軸套在運行時產生一定的跳動量，很容易造成成品尺寸產生誤差，特別是在生產精軋螺紋和錨桿鋼的時候對精度的影響更為明顯。

3）由于萬向接軸的擺動以及受軋機軸向軋制力的影響，接軸托架壽命大大縮短，容易損壞。

2.2 方案設計

精軋機組軋機轉速較高，鼓型齒接軸更符合其運行工況，因此考慮將萬向接軸結構改造成鼓型齒接軸。

軋機端與減速機端全部使用鼓型齒結構，因原減速機輸出軸不是空心軸結構，傳統的鼓型齒接軸結構無法滿足現場使用要求，沒有鼓型齒接軸伸縮空間。針對此問題，制定解決方案，將減速機端葫蘆頭位置前移，在減速機端葫蘆頭內齒圈位置焊接軸套，作為鼓型齒接軸伸縮空間，即將減速機端葫蘆頭與輸出軸空心軸全部外移；軸套另一端焊接法蘭盤與減速機端連接。

2.3 優化設計條件

棒材生產線平軋機組軋機與減速機之間采用十字軸式萬向接軸，受結構、軋機機組運行速度、萬向接軸自重等客觀因素影響，萬向接軸在運行中存在較多的問題，嚴重影響車間正常生產，此次改造主要是通過更改接軸的結構形式，提升零件材質來消除原接軸存在的問題。改造時需要解決的關鍵問題:1）原萬向接軸重量大，在旋轉過程中擺動量大，引起設備振動；2）改造成鼓型齒接軸，鼓型齒伸縮量以及減速機端葫蘆頭結構形式選擇；3）新型接軸托架匹配性設計。

3 具體實施方案［1］

1）為了確保軋輥定位精度，最大限度地降低軋輥徑向跳動，軋機端葫蘆頭保留了原定位套結構。2）軋機端葫蘆頭側面設計緩沖裝置，降低軋輥對接軸的沖擊力，延長接軸使用壽命。3）所有內齒圈、外齒圈、花鍵軸全部采用35CrMo材質，齒面氮化處理，提高齒面的強度。4）軋機端葫蘆頭內齒圈焊接位置采用止口定位，配合公差選用H7/t6；減速機端葫蘆頭內齒圈與軸套之間采用止口定位，配合公差選用H7/t6。5）所有焊接部位全部使用超聲波探傷，評定等級為國標Ⅰ級。6）鼓型齒接軸結構中軸套與減速機端葫蘆頭內齒圈焊接，作為鼓型齒接軸伸縮空間。7）根據鼓型齒接軸尺寸，重新設計接軸托架［2］，接軸托架底部安裝尺寸與原托架相同；其余尺寸根據接軸尺寸重新進行設計。8）備件主要技術參數:①所有內齒圈、外齒圈、花鍵軸全部采用35CrMo材質，齒面氮化處理，提高齒面的強度；②軋機端葫蘆頭內齒圈焊接位置采用直口定位，配合公差選用H7/t6；減速機端葫蘆頭內齒圈與軸套之間采用直口定位，配合公差選用H7/t6。

經過以上優化、改進，制作出符合現場使用要求的新型鼓型齒接軸，如圖1所示。

圖1 改造后鼓型齒接軸結構

4 結語

1）將減速機端葫蘆頭位置前移，在減速機端葫蘆頭內齒圈位置焊接軸套，作為鼓型齒接軸伸縮空間，解決目前減速機輸出軸不是空心軸，鼓型齒接軸無收縮空間的問題；2）所有焊接部位全部使用超聲波探傷，評定等級為國標Ⅰ級；3）所有內齒圈、外齒圈、花鍵軸全部采用35CrMo材質，齒面氮化處理，提高齒面的強度。

通過對平軋機組接軸進行改造，將萬向接軸改造成鼓型齒接軸，達到了改造的目的。目前，已平穩使用8個月。據現場運行反饋，鼓型齒接軸運行平穩可靠，能夠滿足車間生產需求，特別是車間品種鋼的生產，確保了尺寸精度，降低了備件消耗。