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1、全连轧棒材生产线精轧机组传动装置优化邓军攀枝花钢城集团有限公司轧钢厂摘要:（本文针对攀枝花钢城集团有限公司轧钢全连轧生产线精轧机组传动装置因转速高、传动距离长、托架装置采用万向联轴器型式结构不尽合理、故障频繁的问题进行优化研究,改进为鼓型齿联轴器结构型式，成功解决了精轧传动装置故障问题.)将现用320平轧机有托架轴承座抖动严重、轴承容易烧损和托架磨损快等故障。平均每个月要造成5小时的故障时间，一年算下来,影响产量500多吨,还造成万向连接轴、轴承等备件耗费20多万元。同时因为抖动严重,不得不降低轧机的转动速度，严重限制轧制速度的提高。（此段放在前言）关键词: 托架 万向联轴器 鼓形齿联轴器bt
2、ra： Te urrent 30 il bearinracke jiter ar seros， bearing easily ad bun aidly，suchaswear antarrackt falur. esuled in an aveag montht5 6 hrs o dowtim 。a yea afctotputore th 500 tons， is als casd y unveal connectinshaft， beangs ndother spar prtsost more tan20 illi.At the se tim， becase the jter erus，ha
3、torec he milsrotationa sped,severely liits oling speed。Kyword： nveral Joit bracet drum ear couplig一、前言（对轧钢厂全连轧生产线进行介绍，00-500字,引出精轧传动装置转速高，故障频繁，制约生产的问题)二、现用传动装置结构特点分析托架作用及改造原因攀枝花钢城集团有限公司轧钢厂所用全连轧机组9、11和1架32平轧机列的传动方式是通过万向联接轴连接减速机和托架,而托架通过轴承座扁头套与轧机轧辊扁头连接。平轧轧机的传动是通过十字万向联接轴连接减速机和轧机。在减速机和轧机之间距离长达2.3米,并形成花键
4、轴和花键套、轧辊和扁头套以及托架上的轴承座等五个关节点。扁头套、万向联轴器自身重量大，当轧机运转速度较快时,偏心力矩也大；加上关节点太多、传动距离长,在主传动系统上引发和出现了如下一些故障和弊端：1)托架本体上对称平衡连杆机构的连杆销子容易磨损,连杆调整较难。调整后由于冲击大,拉杆不能锁死,只能靠焊接固定拉杆，以保持调整后的状态,几次调整后拉杆失效不能满足h=，如图一所示，调整失效而造成托架剧烈振动。2)扁头套内孔磨损很快，扁头套内的衬板紧固螺栓断后,衬板脱落;3）大大缩短了减速箱齿轮、轴承和轧辊以及轧辊轴承的正常使用寿命。4)造成现用320平轧机托架轴承座抖动严重、轴承容易烧损和托架磨损快等
5、故障。平均每个月要造成5小时的故障时间,一年算下来：影响产量50多吨，还造成万向连接轴、轴承等备件耗费20多万元。同时因为抖动严重，不得不降低轧机的转动速度,严重限制轧制速度的提高。如果再不对其进行改造，就不能很好解决托架稳定和速度两者之间的关系，将影响轧钢厂即将进行的全连轧改造，使其在产量上难以充分发挥.每月该部位的故障时间都达几个小时，严重影响我厂生产的顺利进行，打乱了生产节奏,造成生产中的轧制废品、中间废、回炉钢等数量增加。为改变这一生产现状，有必要对托架结构或传动结构进行优化改造. 图一三、改造思路及具体方案1、320平轧机托架及万向联轴器传动结构特点:托架与减速机通过万向联接轴连接，
6、以轴承座为支点，轴承座前连扁头套，后连万向联轴器，轴承座设计上只能在托架滑道进行上下滑动，不能转动，开口度完全由万向联接轴调节，由于托架与减速机输出轴之间传输距离长,导致万向联轴器外型尺寸大,自重大，同时万向联轴器活动节点多,转角极大，自由度很大,几乎没有刚性。2、我厂使用十字轴式万向联轴器的最大的特点是容许两轴间具有较大的角位移。在轧机上是以两个单十字轴式万向联轴器利用中间轴(通常带花键副结构)串联使用的结构来解决轧辊间中心距变化带来的位移调整的要求。但这种结构只有同时满足：（1)中间轴与主从传动轴的轴间角相等;（2)中间轴两端的轴叉应在同一平面内;（)主从动轴和中间轴的轴线应在同一平面这三
7、个条件才能保证主、从动轴同步旋转。但是即使满足等速条件，只要主动轴与中间轴两者之间有轴间角存在，当主动轴匀速转动时(即C），中间轴的转速仍将会在cs到/os之间周期变化【1】。随着我厂轧制精度和速度等方面的要求愈来愈高，同时结构上要求花键副的伸缩量越来越大，这些都给十字轴万向联轴器带来了技术上的难题。1)中间轴转速不均匀性随着轧机高速要求的提高而加剧,带来了附加的冲击和振动；2)在制造和安装时，很难保证三个等速条件的完全满足，这样主、从动轴间的转速不均匀势必难以满足轧机愈来愈高的精度要求；)对大伸缩联轴器来讲,由于花键副、花键轴、套间的同轴度误差及配合间隙的存在，导致轴线的弯曲,且随着伸缩量的
8、加大，花键副配合处离开十字轴处的位置愈来愈大，其弯曲现象则更加严重，甚至影响联轴器的正常运行；4)由于十字轴万向联轴器的叉头均为异形件，形状复杂这些非回转类零件极易引起高速时的不平衡,导致振动和冲击。3、 鼓形齿长伸缩联轴器结构特点:通过托架前的花键鼓形齿及托架后的扁头套处鼓形齿来进行传动方向的调节,以轴承座为支点,同时轴承座通过对称耳轴与滑块连接，通过耳轴的转动及滑块在托架的滑道滑动来调节开口度与轧辊连接，由于鼓形齿允许转角小，不超过15【2】，因此,自由度较少,具有一定刚性，同时，该结构长度小，自重轻，这一系列结构特点，客观上限置了其运转中心线与轴的几何中心线的偏离值不可能很大,从而控制了
9、其对托架的离心冲击力在一定范围内,不致产生大的破坏性。而该转角刚好能满足轧辊中心距的变化，因此，要求轧机安装时中心位置相对固定，否则,将会造成扁头入套困难甚至不能入套的困境.其次鼓形齿联轴器补偿性能好,由于外齿轴套为鼓形齿，联轴器工作时可避免内外齿棱角接触,允许两轴轴线角位移1。度，当角位移在23时也能可靠地工作。综上所述，鼓形齿长伸缩联轴器结构具有长度短、活动度小、自重轻、刚性大、易定位的优点，恰能克制万向联轴器的运行缺点.怎样才能将鼓形齿长伸缩联轴器结构运用到20平轧轧机上呢？我们必须解决上、下两轴之间的中心距；托架的安装高度；减速机到托架的间距三个问题，下面我们来逐一解决这三个问题。、上
10、、下两轴之间的中心距设计:320轧机轧辊的中心距调整范围是50308mm一样，考虑改造后的互换性，上、下两轴之间的中心距不变。2、托架的安装高度设计:2轧机高度一致， 、14架的轧机底座与11、13架的轧机底座可以互换,因此托架的安装高度可以不变。3、减速机到托架的间距设计：唯一需变动的是减速机到托架的间距，现11(13)架托架到减速机输出端距离是150000m，1(14）架只有0000mm，差异明显。我们需设计一过渡装置来消化安装距离的差异。我们考虑增加一中间轴来做过渡。为了平衡该轴的重量,增加该装置的刚性,我们将在该过渡轴的一端设一支架固定安装在地面。该过渡轴的另一端安装半齿联轴器与减速机
11、连接。用半齿联轴器与减速机连接，对安装的精度要求要低一些，但设备运行后投入的维护保养力量将较多,今后备件的更换费用较高。采用刚性接手与减速机连接时,对安装及备件的制造精度要求很高。综合考虑,我们将采用半齿联轴器与减速机连接的方案，来保证改造的成功率。根据我厂设备的实际维护情况,新增支架考虑采用铸钢件，带双孔的轴承座，剖分结构方式.该结构形式使用维护更方便，安装精度主要由支架的制造精度决定.轴承座安装时有可能遇到现有的托架油缸约束，在确定制作轴承座尺寸时将尽可能不对现有油缸安装尺寸作改动,通过支座底部镂空的方式来避让油缸的约束.托架用现有备件改制制作，安装高度等基础都不需变动，只对安装轴承座的支
12、架滑道相关尺寸及中心线进行修改。托架改制前需对现场安装的设备进行实测:1、测量减速机输出轴中心线的延长线的投影线与安装轧机的基础中心线的偏差，如两线重合，则轴承座中心线与现有基座中心线一致，否则，轴承座中心线应视偏差值大小作适当偏移,方便改造后的扁头套与轧辊连接。2、测量减速机两输出轴之间中心高与轧机两轧辊之间中心高是否在同一水平线上，根据测量情况，核算鼓形齿偏转角能否满足轧辊的调整要求。改造后的传动连接示意图如图二：1、半齿联轴器;、中空轴；刚性支座；4、鼓形齿伸长联轴器；5、托架；、扁头套7、油缸53126地 面减速机侧74 图二四、 使用效果 经过近半年时间的使用,平均每月托架的事故时间
13、减少至3分钟左右，大大的提高了生产作业率，节约了生产成本。不但延长了托架、轧机及轴承、减速机等的使用寿命，同时也节约下了每天30分钟左右的托架调整时间。同时，同种规格的螺纹钢轧制速度提高20%后，仍然没有发现托架有严重振动现象。此次改造成功解决了托架的振动问题，达到了优化目的。（能有对比数据表更好）五、结论（通过对攀枝花钢城集团有限公司轧钢全连轧生产线精轧机组传动装置优化研究, 将 改进为 ,可以较好地解决高转速传动装置的 等问题）参考文献:【1】：【2】：参考文献1徐灏。机械设计手册z北京：机械工业出版社,19912。周明衡,常德功机械传动基础部件标准联轴器手册【z.沈阳：辽宁科学技术出版社,19953沅忠唐。联轴器、离合器设计与选用指南.北京：化学工业出版社，2126 责任编校：张勇4臧勇,崔超.十字型万向接轴强度分析及结构优化J重型机械，2000（5）：3235 胡仁喜，王庆五,闫石机械设计高级应用实例M。北京:机械工业出版社，2000。6邹家祥。轧钢机械（修订版)北京：冶金工业出版社，1996文中如有不足，请您指教！ /
