鄧立群，胡世標(biāo)，余峰

（湖南科美達(dá)重工有限公司，湖南 岳陽 414000）

1 前言

熱軋卷取機(jī)卷筒在整個(gè)連軋機(jī)組中屬于工作條件最惡劣，也是最容易出故障的設(shè)備，為了確保在整個(gè)生產(chǎn)周期內(nèi)卷筒正常工作，熱軋卷筒引入了潤滑系統(tǒng)，潤滑系統(tǒng)是保證機(jī)械設(shè)備正常運(yùn)行的必要條件，通過潤滑脂減少摩擦副的摩擦、表面破壞和降低溫度，使設(shè)備具有良好的工作性能，延長使用壽命。

潤滑系統(tǒng)一般分為分散潤滑和集中潤滑，分散潤滑一般指人工方式加注潤滑劑，集中潤滑通常有潤滑站、管路及附件等組成，通過管路輸送定量有壓的潤滑脂到各分配點(diǎn)，熱軋卷筒采用集中潤滑系統(tǒng)，通過分配閥定量供油到指定的潤滑點(diǎn)，其中芯軸與柱塞之間的斜面潤滑和連桿槽潤滑是最重要的一路潤滑路線，簡稱芯軸潤滑系統(tǒng)。

熱軋卷筒主要有花鍵-連桿柱塞式結(jié)構(gòu)、聯(lián)軸器-連桿柱塞式結(jié)構(gòu)、花鍵-雙柱塞式結(jié)構(gòu)，其中花鍵-連桿柱塞式結(jié)構(gòu)（圖1）的潤滑系統(tǒng)最獨(dú)特且經(jīng)常出現(xiàn)故障，由于線上無法維修，只能將卷筒下線維修，卷筒下線需要生產(chǎn)長時(shí)間停機(jī)，嚴(yán)重降低了生產(chǎn)效率，增加了后期維護(hù)成本和人員勞動(dòng)強(qiáng)度，所以潤滑系統(tǒng)能否正常工作直接決定著卷筒能否正常工作，針對花鍵-連桿柱塞式結(jié)構(gòu)卷筒芯軸潤滑系統(tǒng)的故障重新進(jìn)行設(shè)計(jì)與分析，找出問題并提出改進(jìn)方案。

圖1 花鍵-連桿柱塞式卷筒

2 結(jié)構(gòu)介紹

芯軸潤滑系統(tǒng)組成主要有脹縮油缸、連接軟管、芯軸、油管組成、分配閥組成等（見圖2）。

分配閥組成主要有通油塊、過渡板、分配閥、防護(hù)罩、緊固件等（見圖3）。

油管組成主要有油管、左隔環(huán)、格萊圈等（見圖4）。

芯軸潤滑系統(tǒng)裝配關(guān)系：油管組成置于芯軸內(nèi)部，油管搭配格萊圈一起插入通油塊內(nèi)部，通油塊與芯軸外止口和芯軸內(nèi)止口同時(shí)配合，再通過緊固件將通油塊固定與芯軸頭部，過渡板裝在通油塊上，再將分配閥裝在過渡板上，然后，再安裝一塊防護(hù)板將分配閥固定（見圖3、圖4）。

圖3 分配閥組成示意圖 圖4 油管組成示意圖

芯軸潤滑系統(tǒng)工作路徑：潤滑脂從脹縮油缸通過2路連接軟管從芯軸內(nèi)部的內(nèi)置油管傳送到通油塊，再通過通油塊上的過渡板傳送到分配閥，分配閥把2路輸入的潤滑脂轉(zhuǎn)化成多路支路返回到過渡板，再返回到通油塊，最后將潤滑脂定量輸送到芯軸各潤滑斜面和連桿槽（見圖2～4）。

圖2 芯軸潤滑系統(tǒng)示意圖

芯軸潤滑系統(tǒng)潤滑點(diǎn)：芯軸分為2斜面結(jié)構(gòu)和3斜面結(jié)構(gòu)，其潤滑的原理一致，只是最終潤滑的點(diǎn)數(shù)有區(qū)別，2斜面共5條支路潤滑，3斜面共7條支路潤滑，最終出油口都是芯軸斜面和連桿槽（見圖5）。

圖5 芯軸潤滑點(diǎn)示意圖

3 問題分析

結(jié)合大量維修實(shí)例和鋼廠現(xiàn)場人員反饋，該結(jié)構(gòu)目前主要存在以下問題（見表1）。

表1 問題點(diǎn)

（1）外部因素。由于卷取機(jī)卷筒使用工況惡劣，機(jī)組設(shè)備（卷取機(jī)、外支撐、助卷棍、踏步控制系統(tǒng)、電動(dòng)液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)等）自身帶來的沖擊、振動(dòng)不能完全消除，隨著設(shè)備使用年限的增加，電氣輔助系統(tǒng)開始出現(xiàn)差異，機(jī)械零部件開始出現(xiàn)磨損、變形、損壞等，沖擊和振動(dòng)等現(xiàn)象加劇，所以當(dāng)出現(xiàn)上述問題后，現(xiàn)場管理人員應(yīng)對機(jī)組設(shè)備開始逐個(gè)排查進(jìn)行保養(yǎng)和修復(fù)，使設(shè)備盡量恢復(fù)到正常狀態(tài)。

（2）內(nèi)部因素。由于現(xiàn)有通油塊設(shè)計(jì)為非對稱偏心結(jié)構(gòu)（見圖6），通油塊上的過渡板、分配閥、防護(hù)罩等都安裝于偏心面上，與延伸軸安裝空間緊湊（見圖7），當(dāng)卷筒高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，產(chǎn)生了不平衡的離心力，高速旋轉(zhuǎn)下，不平衡質(zhì)量產(chǎn)生的離心力將引起劇烈振動(dòng)，惡化工作條件，加劇芯軸銅套的磨損，隨著芯軸與銅套間隙越來越大，旋轉(zhuǎn)不平衡離心力也越來越大，振動(dòng)也越來越大，循環(huán)反復(fù)，就會出現(xiàn)上述問題。

圖6 偏心結(jié)構(gòu)

圖7 空間示意圖

4 結(jié)構(gòu)改造

不考慮外部因素機(jī)組帶來的影響，下面主要對通油塊和芯軸進(jìn)行分析與改進(jìn)。

4.1 通油塊設(shè)計(jì)改造

（1）改造前，潤滑脂經(jīng)過通油塊再通過過渡板達(dá)到分配閥，改造后減去過渡板，潤滑脂從通油塊直接達(dá)到分配閥，減少分配閥組成零部件的裝配數(shù)量，降低裝配精度（見圖8、圖9）。

圖8 分配閥組成改造前

圖9 分配閥組成改造后

（2）減小通油塊外形尺寸,同時(shí)增大通油塊和分配閥及其附件到延伸軸內(nèi)孔壁間隙。（3）減小通油塊的重量，對稱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，安裝面布置在軸心，同時(shí)，增加緊固件數(shù)量，保證連接的可靠性(見表2）。

表2 通油塊結(jié)構(gòu)對比

4.2 芯軸與油管的設(shè)計(jì)改造

主要針對芯軸內(nèi)止口斷裂/損壞,油管格萊圈損壞,油管加工變形，后期維修麻煩等問題進(jìn)行分析與重新設(shè)計(jì)，見表3。

表3 芯軸改造前后對比

4.3 整體結(jié)構(gòu)改造分析

綜上所述，新芯軸潤滑系統(tǒng)整體改造如圖10所示，潤滑脂從芯軸芯軸內(nèi)部2路深孔進(jìn)入通油塊，再通過通油塊進(jìn)入分配閥，再由分配閥返回通油塊和芯軸，最后達(dá)到需求點(diǎn)，整個(gè)結(jié)構(gòu)加工簡單，安全可靠，整體居中布置，詳見圖11新芯軸潤滑系統(tǒng)頭部放大圖。

圖10 新芯軸潤滑系統(tǒng)示意圖

圖11 新芯軸潤滑系統(tǒng)頭部放大圖

5 結(jié)語

本次通過對原有芯軸潤滑系統(tǒng)出現(xiàn)的問題進(jìn)行分析與改進(jìn)，后期通過現(xiàn)場實(shí)際驗(yàn)證，目前效果滿意，暫未發(fā)現(xiàn)改進(jìn)后的新結(jié)構(gòu)出現(xiàn)同類故障，同時(shí)本次分析、改進(jìn)也為后續(xù)其他卷筒出現(xiàn)類似問題的處理提供了解決思路。