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(chǎn)線平軋機(jī)組軋機(jī)與減速機(jī)之間的連接軸一般采用十字軸式萬(wàn)向接軸結(jié)構(gòu)，受軋機(jī)機(jī)組運(yùn)行速度、萬(wàn)向接軸自身重量等客觀因素影響，萬(wàn)向接軸在運(yùn)行時(shí)存在擺動(dòng)、壽命短等問(wèn)題，給車(chē)間生產(chǎn)帶來(lái)一定的影響，特別是對(duì)精軋機(jī)組產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性影響比較明顯。為此，通過(guò)對(duì)精軋區(qū)域軋機(jī)接軸進(jìn)行改造，消除萬(wàn)向接軸設(shè)計(jì)缺陷對(duì)生產(chǎn)造成的影響，延長(zhǎng)接軸使用壽命，降低設(shè)備故障率及設(shè)備維修費(fèi)用。

2 優(yōu)化設(shè)計(jì)思路

2.1 現(xiàn)狀分析

1）萬(wàn)向接軸重量大，僅精軋區(qū)域萬(wàn)向接軸單根重量達(dá)452 kg，加上兩端軸套重量，整個(gè)軸系重量達(dá)916 kg，平衡性較差，因此適用于在低速重載的工況下運(yùn)行。而精軋區(qū)域軋機(jī)速度在800 r/min，屬于高速旋轉(zhuǎn)，接軸在運(yùn)行時(shí)擺動(dòng)幅度較大。

2）由于萬(wàn)向接軸擺動(dòng)大，造成軋機(jī)端軸套在運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生一定的跳動(dòng)量，很容易造成成品尺寸產(chǎn)生誤差，特別是在生產(chǎn)精軋螺紋和錨桿鋼的時(shí)候?qū)鹊挠绊懜鼮槊黠@。

3）由于萬(wàn)向接軸的擺動(dòng)以及受軋機(jī)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(shè)計(jì)

精軋機(jī)組軋機(jī)轉(zhuǎn)速較高，鼓型齒接軸更符合其運(yùn)行工況，因此考慮將萬(wàn)向接軸結(jié)構(gòu)改造成鼓型齒接軸。

軋機(jī)端與減速機(jī)端全部使用鼓型齒結(jié)構(gòu)，因原減速機(jī)輸出軸不是空心軸結(jié)構(gòu)，傳統(tǒng)的鼓型齒接軸結(jié)構(gòu)無(wú)法滿(mǎn)足現(xiàn)場(chǎng)使用要求，沒(méi)有鼓型齒接軸伸縮空間。針對(duì)此問(wèn)題，制定解決方案，將減速機(jī)端葫蘆頭位置前移，在減速機(jī)端葫蘆頭內(nèi)齒圈位置焊接軸套，作為鼓型齒接軸伸縮空間，即將減速機(jī)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(pán)與減速機(jī)端連接。

2.3 優(yōu)化設(shè)計(jì)條件

棒材生產(chǎn)線平軋機(jī)組軋機(jī)與減速機(jī)之間采用十字軸式萬(wàn)向接軸，受結(jié)構(gòu)、軋機(jī)機(jī)組運(yùn)行速度、萬(wàn)向接軸自重等客觀因素影響，萬(wàn)向接軸在運(yùn)行中存在較多的問(wèn)題，嚴(yán)重影響車(chē)間正常生產(chǎn)，此次改造主要是通過(guò)更改接軸的結(jié)構(gòu)形式，提升零件材質(zhì)來(lái)消除原接軸存在的問(wèn)題。改造時(shí)需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題:1）原萬(wàn)向接軸重量大，在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中擺動(dòng)量大，引起設(shè)備振動(dòng)；2）改造成鼓型齒接軸，鼓型齒伸縮量以及減速機(jī)端葫蘆頭結(jié)構(gòu)形式選擇；3）新型接軸托架匹配性設(shè)計(jì)。

3 具體實(shí)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(dòng)，軋機(jī)端葫蘆頭保留了原定位套結(jié)構(gòu)。2）軋機(jī)端葫蘆頭側(cè)面設(shè)計(jì)緩沖裝置，降低軋輥對(duì)接軸的沖擊力，延長(zhǎng)接軸使用壽命。3）所有內(nèi)齒圈、外齒圈、花鍵軸全部采用35CrMo材質(zhì)，齒面氮化處理，提高齒面的強(qiáng)度。4）軋機(jī)端葫蘆頭內(nèi)齒圈焊接位置采用止口定位，配合公差選用H7/t6；減速機(jī)端葫蘆頭內(nèi)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(píng)定等級(jí)為國(guó)標(biāo)Ⅰ級(jí)。6）鼓型齒接軸結(jié)構(gòu)中軸套與減速機(jī)端葫蘆頭內(nèi)齒圈焊接，作為鼓型齒接軸伸縮空間。7）根據(jù)鼓型齒接軸尺寸，重新設(shè)計(jì)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(jù)接軸尺寸重新進(jìn)行設(shè)計(jì)。8）備件主要技術(shù)參數(shù):①所有內(nèi)齒圈、外齒圈、花鍵軸全部采用35CrMo材質(zhì)，齒面氮化處理，提高齒面的強(qiáng)度；②軋機(jī)端葫蘆頭內(nèi)齒圈焊接位置采用直口定位，配合公差選用H7/t6；減速機(jī)端葫蘆頭內(nèi)齒圈與軸套之間采用直口定位，配合公差選用H7/t6。

經(jīng)過(guò)以上優(yōu)化、改進(jìn)，制作出符合現(xiàn)場(chǎng)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(jié)構(gòu)

4 結(jié)語(yǔ)

1）將減速機(jī)端葫蘆頭位置前移，在減速機(jī)端葫蘆頭內(nèi)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(jī)輸出軸不是空心軸，鼓型齒接軸無(wú)收縮空間的問(wèn)題；2）所有焊接部位全部使用超聲波探傷，評(píng)定等級(jí)為國(guó)標(biāo)Ⅰ級(jí)；3）所有內(nèi)齒圈、外齒圈、花鍵軸全部采用35CrMo材質(zhì)，齒面氮化處理，提高齒面的強(qiáng)度。

通過(guò)對(duì)平軋機(jī)組接軸進(jìn)行改造，將萬(wàn)向接軸改造成鼓型齒接軸，達(dá)到了改造的目的。目前，已平穩(wěn)使用8個(gè)月。據(jù)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行反饋，鼓型齒接軸運(yùn)行平穩(wěn)可靠，能夠滿(mǎn)足車(chē)間生產(chǎn)需求，特別是車(chē)間品種鋼的生產(chǎn)，確保了尺寸精度，降低了備件消耗。