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棒材軋機(jī)翻轉(zhuǎn)減速機(jī)結(jié)構(gòu)分析與改進(jìn)

2024-08-21

朱永利　徐蘭俠　高紅心　張秋燕

（河北省冶金學(xué)會）

摘　要：通過對平立交替短應(yīng)力線軋機(jī)翻轉(zhuǎn)減速機(jī)損壞問題的類比分析，對損壞方式進(jìn)行總結(jié)，得出維修過程中齒輪軸軸向串量預(yù)留的重要性。通過改變設(shè)備維修工藝及技術(shù)要求和軸承的定位方式加強(qiáng)。優(yōu)化了軸承的運行狀態(tài)。達(dá)到了穩(wěn)定設(shè)備運行、延長了在線使用時間、減少了備件費用的目的。

1、簡介

第二鋼軋廠一棒生產(chǎn)線全線共20架軋機(jī)，平立交替布置，粗軋機(jī)8架，中軋機(jī)6架，精軋機(jī)6架。其中16、18、20ral機(jī)為平立可轉(zhuǎn)換卡盤式短應(yīng)力線軋機(jī)。該生產(chǎn)線設(shè)計最高軋制速度為18米/秒。

平立轉(zhuǎn)換16、18、20#軋機(jī)傳動方式是電機(jī)通過地面減速機(jī)實現(xiàn)第一次減速。當(dāng)軋機(jī)水平位使用時，地面減速機(jī)通過快裝接手直連翻轉(zhuǎn)減速機(jī)輸入軸，經(jīng)過翻轉(zhuǎn)減速機(jī)第二次減速，翻轉(zhuǎn)減速機(jī)兩個輸出軸分別帶動2個萬向接軸通過兩個自調(diào)心套筒連接上下兩個軋輥，反向旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)水平軋制。當(dāng)軋機(jī)立位使用時，地面減速機(jī)通過快裝接手直連傘齒輪箱(i=1)，通過一對圓錐齒輪傳動改變傳動方向，傘齒輪箱與韶轉(zhuǎn)減速機(jī)相連，翻轉(zhuǎn)減速機(jī)帶動兩個軋輥，反向旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)立式軋制。

2、問題提出

隨著設(shè)備管理的精細(xì)化，對設(shè)備完好率和長周期使用的要求也越來越高。設(shè)備維修質(zhì)量及結(jié)構(gòu)的優(yōu)劣已經(jīng)成為設(shè)備在線時間長短、事故頻度的關(guān)鍵性因素，從而決定設(shè)備各項經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)是否優(yōu)良，因此對相關(guān)問題進(jìn)行探討非常必要。下面結(jié)合一棒16#、18#、20#軋機(jī)翻轉(zhuǎn)減速機(jī)頻繁損壞問題做進(jìn)一步探討。

3、使用情況分析

精軋機(jī)翻轉(zhuǎn)減速機(jī)更換、維修情況及分析：

從以上翻轉(zhuǎn)減速機(jī)更換及維修內(nèi)容可以看出，設(shè)備存在的主要問題如下：第一，一軸、二軸軸承使用存在問題；第二，齒輪存在嚴(yán)重的偏載現(xiàn)象，集中反映到一軸、二軸齒輪軸上；第三，軸承存在點蝕現(xiàn)象：第四運行中存在噪聲。

4、結(jié)構(gòu)分析

對翻轉(zhuǎn)減速機(jī)一、二齒輪軸結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，結(jié)構(gòu)圖如附圖(一)所示。

軸承的配置方式為預(yù)調(diào)整軸承(X型)配置，這種配置方式需要兩端定位。一、二齒輪軸選用的是單列圓錐輥子軸承支撐結(jié)構(gòu)，均為壓蓋定位軸承方式通過調(diào)整壓蓋的軸向尺寸來保證軸承內(nèi)部游隙(串量)的要求。

該減速機(jī)的一軸軸向負(fù)荷F1主要作用在附圖(一)圖示方向上，一軸的軸承(件4)不承受軸向負(fù)荷，主要起到配對支撐作用，軸向負(fù)荷主要由件5承擔(dān)。鋼料出、入軋機(jī)過程中，在附加沖擊負(fù)荷作用下，使件5產(chǎn)生不良的滾動條件，潤滑油膜瞬問被破壞，滑道受損，同時增加保持架承受的應(yīng)力，無法充分發(fā)揮軸承的負(fù)載能力，產(chǎn)生噪聲和破壞。加劇了件5的滑道磨損。件5磨損反應(yīng)到件4的結(jié)果就是軸向串量繼續(xù)增加(也就是軸承的游隙都集中到件4的軸承上。受徑向力的作用，一軸要向遠(yuǎn)方移動以消除間隙。最后的結(jié)果是一軸與二軸在右側(cè)的中心距逐步變大)，造成整個齒輪軸偏斜現(xiàn)象，也就是輸入端向下偏斜，反應(yīng)到齒輪上就是齒輪偏載，偏向左側(cè)，齒面受損。另外，受力軸承件5外圈采用件6定位方式。設(shè)備運行過程中，在負(fù)荷F1的作用下，對于件5外圈產(chǎn)生軸向沖擊。當(dāng)負(fù)荷F1減少時．軸承壓蓋又對軸承外圈產(chǎn)生反向的回彈。在交變力作用下，軸承外圈反復(fù)運動，造成件5軸承他磨損及軸承壓蓋與外圈接觸面的磨損，齒輪偏載狀態(tài)會更加惡劣，加劇設(shè)備的損壞和噪聲的增加。

綜上，在設(shè)備運轉(zhuǎn)中極易形成兩種破壞現(xiàn)象：第一，件5的軸承滑道磨損，使得一軸軸向串量進(jìn)一步加大，軸的旋轉(zhuǎn)精度降低；第二，件5軸承位磨損；第三，因為軸向串量的加大，引起一軸和二軸不平行，同時偏斜。反映到傳動齒輪上就是斜齒輪受力面接觸部位偏，發(fā)生偏載現(xiàn)象。

減速機(jī)在線使用中，串量檢查、調(diào)節(jié)困難，所以隨著使用時間的延長，串量會不斷增加，齒面開始出現(xiàn)點蝕和剝落現(xiàn)象，減速機(jī)響聲會越來越大，達(dá)到一定程度后隨著齒輪承載能力的進(jìn)一步降低，齒輪最終打齒。為避免事故，設(shè)備只能通過頻繁更換，下線檢修更換軸承來延長齒輪的壽命。

而這一分析在近期減速機(jī)更換后設(shè)備維修中已經(jīng)得到了驗證，偏載、軸承損壞是普遍現(xiàn)象?？梢詤⒖几綀D(二)2010.2.2因振動大，高速軸打齒而換下來的損壞件相片。

為了改變這一對設(shè)備運行及其不利的結(jié)構(gòu)。我們主要從以下兩個方面做工作。第一，首先改變設(shè)備維修工藝及技術(shù)要求。圖紙的原始要求軸向串量調(diào)整至0.28-0.32mm，而且裝配過程中檢驗串量是在壓蓋與箱體間沒打膠的條件下進(jìn)行的，根據(jù)這一數(shù)掘確定軸向串量并最終裝配后，軸向串量加大0.10-0.12mm(密封膠補(bǔ)償厚度0.10-0.12mm)，因此我們對于該串量要求數(shù)镕進(jìn)行了調(diào)整變?yōu)?.18-0.20mm，確保裝配完成后軸向串量的要求，達(dá)到最佳的初始裝配軸承游隙要求。第二，軸承的定位方式加強(qiáng)。件5作為受力端軸承承受大的軸向力，為消除負(fù)荷F1交變中對于軸承及軸承位的劣化影響，所以對于一軸受力軸承外圈定位做一改動，改為雙向定饑確保件5外圈無軸向運動傾向。方法就是軸承外圈位補(bǔ)焊加工出不影響軸承拆卸的定位臺肩見件號17。見圖3改造后翻轉(zhuǎn)減速機(jī)結(jié)構(gòu)圖。