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1　引言

天鐵熱軋生產(chǎn)線粗軋機(jī)采用雙向可逆式軋制，在板坯軋制過(guò)程中，由于輥系、平衡機(jī)構(gòu)及各種襯板間隙的原因，尤其在軋制速度較快的情況下，導(dǎo)致主傳動(dòng)萬(wàn)向接軸晃動(dòng)大，十字萬(wàn)向節(jié)頻繁損壞。

萬(wàn)向接軸的正常與否嚴(yán)重影響著生產(chǎn)的穩(wěn)定性，因此，解決接軸晃動(dòng)問(wèn)題，提高十字萬(wàn)向節(jié)的使用壽命，是保證整個(gè)軋機(jī)主傳動(dòng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵，是有效節(jié)約成本，減少故障時(shí)間，保障連續(xù)生產(chǎn)的重中之重。 

2　主傳動(dòng)結(jié)構(gòu)及故障原因

主傳動(dòng)萬(wàn)向接軸裝置應(yīng)用于四輥粗軋機(jī)主傳動(dòng)系統(tǒng)，安裝于主電機(jī)到粗軋機(jī)工作輥之間，其作用是將電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)和力矩傳遞給軋輥。上、下萬(wàn)向接軸的中間軸上各設(shè)置了一處平衡點(diǎn)，平衡裝置使上、下萬(wàn)向接軸位置變動(dòng)時(shí)處于平衡狀態(tài)。

當(dāng)工作輥開(kāi)口度變化時(shí)，保證軋鋼設(shè)備的正常工作。接軸平衡支承為SWP型軸承座式剖分式滾子軸承、上接軸平衡是由放置在平衡座上的上平衡缸通過(guò)杠桿及兩托板和軸承座進(jìn)行平衡。

下接軸平衡是由通過(guò)放在平衡座上的下平衡缸直接頂住下軸承座底部的支撐墊進(jìn)行平衡。萬(wàn)向接軸由兩個(gè)十字萬(wàn)向節(jié)組成，以實(shí)現(xiàn)不同軸線折角的等速運(yùn)轉(zhuǎn)傳遞轉(zhuǎn)矩。

萬(wàn)向接軸由兩套組合使用，結(jié)構(gòu)相同，但軸線傾角有一定差異，分別由輥端十字萬(wàn)向節(jié)、中間軸、電機(jī)軸端十字萬(wàn)向節(jié)3部分組成。這3部分的聯(lián)接采用法蘭端面鍵和18條 M72X4 螺栓把合裝配，傳遞電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩進(jìn)行鋼板軋制。

萬(wàn)向接軸與軋機(jī)工作輥采用扁頭軸與帶有襯板的扁頭孔聯(lián)接，傾斜角變化時(shí)的伸縮在此扁頭套內(nèi)完成。萬(wàn)向接軸與上電機(jī)軸端法蘭及下電機(jī)中間過(guò)渡軸法蘭均采用端面鍵和 20 條 M72X4 螺栓把合裝配、傳遞轉(zhuǎn)矩。輥端十字萬(wàn)向節(jié)，電機(jī)軸端十字萬(wàn)向節(jié)采用 SWP 型剖分軸承座式十字萬(wàn)向節(jié)、軸承壓蓋采用專(zhuān)用高強(qiáng)度螺栓與法蘭接頭預(yù)應(yīng)力裝配（見(jiàn)圖1）。

通過(guò)對(duì)主傳動(dòng)系統(tǒng)的介紹，主要從以下幾方面探討該故障的原因：

（1）工作輥扁頭與萬(wàn)向節(jié)扁頭孔間隙過(guò)大，造成扁頭孔在軸向上對(duì)工作輥沒(méi)有約束力，接軸轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生軸向力，造成電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)不穩(wěn)。

（2）工作輥或支撐輥間出現(xiàn)夾角，導(dǎo)致兩輥軸承座相對(duì)扭動(dòng)，受力不均，產(chǎn)生較大軸向力，軋制過(guò)程中，萬(wàn)向接軸隨軋輥出現(xiàn)擺動(dòng)現(xiàn)象或致使十字萬(wàn)向節(jié)軸承受力較大損壞。

（3）軋機(jī)輥系平衡系統(tǒng)或接軸平衡系統(tǒng)出現(xiàn)故障，導(dǎo)致接軸轉(zhuǎn)動(dòng)不穩(wěn)，出現(xiàn)較大幅度的晃動(dòng)。

（4）主電機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)故障、剖分軸承故障、十字萬(wàn)向節(jié)軸承故障同樣會(huì)導(dǎo)致接軸出現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)不平穩(wěn)、周期性擺動(dòng)現(xiàn)象。 

3　分析及解決

（1）工作輥扁頭與十字萬(wàn)向節(jié)扁頭孔之間設(shè)計(jì)上雖有一定間隙，但該間隙值較小，兩者的相對(duì)位移也較小，在接軸運(yùn)行過(guò)程中基本看不出。

但當(dāng)扁頭與扁頭孔間的磨損加大，間隙增加時(shí)，兩者間就會(huì)發(fā)生較大的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，接軸轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中就不會(huì)和軋輥中心線一致，從而產(chǎn)生一定的夾角，由于軋輥是固定在牌坊里的，這就導(dǎo)致接軸在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中出現(xiàn)周期性的晃動(dòng)。尤其在咬鋼瞬間，較大的沖擊使軋輥扁頭與扁頭孔迅速分離，兩者間隙偏向一側(cè)，加大了接軸的晃動(dòng)。

在正常軋制過(guò)程中，軋制力增大，接軸傳遞扭矩增大，軋輥扁頭與接軸十字萬(wàn)向節(jié)扁頭孔基本不再發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，但由于兩者較大間隙的存在，會(huì)使接軸在軋制過(guò)程中出現(xiàn)周期性的擺動(dòng)。

經(jīng)過(guò)檢修時(shí)的測(cè)量發(fā)現(xiàn)，除扁頭孔內(nèi)兩側(cè)襯板磨損嚴(yán)重超標(biāo)以外，扁頭孔內(nèi)圓弧面也磨損嚴(yán)重，另外工作輥扁頭尺寸也磨損超標(biāo)。為改善這一缺陷，對(duì)接軸十字萬(wàn)向節(jié)做出以下改造：

十字萬(wàn)向節(jié)扁頭孔兩側(cè)襯板可以通過(guò)更換新襯板來(lái)保證其設(shè)計(jì)尺寸，但萬(wàn)向節(jié)圓弧面是整體結(jié)構(gòu)，只能進(jìn)行堆焊，再加工來(lái)保證其設(shè)計(jì)尺寸，維修難度大，加工工藝復(fù)雜，成本較大，且不能保證維修后十字包的使用壽命。因此，決定對(duì)萬(wàn)向節(jié)圓弧處增加一圓弧襯板（見(jiàn)圖2），可以通過(guò)更換襯板的方式來(lái)保證其圓弧面的尺寸，從而有效保證了接軸扁頭孔與軋輥扁頭的間隙在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)。

（2）工作輥與支撐輥產(chǎn)生夾角的原因是多個(gè)方面的：

軋機(jī)牌坊工作輥襯板或支撐輥襯板磨損不均勻，尺寸偏差過(guò)大，不對(duì)稱(chēng)磨損導(dǎo)致整個(gè)輥系中心線不在同一平面上；壓下系統(tǒng)兩側(cè)壓下量不同或 AGC 油缸調(diào)整錯(cuò)誤，導(dǎo)致軋輥輥縫不一致，兩側(cè)軋制力和水平分力也不一樣；來(lái)料板坯溫度不均勻，出現(xiàn)橫向溫度差，導(dǎo)致兩側(cè)軋制力不同，造成軋輥出現(xiàn)交叉現(xiàn)象，對(duì)萬(wàn)向接軸產(chǎn)生軸向力；側(cè)導(dǎo)板?現(xiàn)偏差，導(dǎo)致板坯出現(xiàn)偏移，軋制過(guò)程中工作輥兩側(cè)軋制力不同，導(dǎo)致軋制力產(chǎn)生軸向分力；支撐輥下階梯墊不平，導(dǎo)致整個(gè)輥系處于傾斜狀態(tài)，軋制過(guò)程中產(chǎn)生軸向力，對(duì)十字萬(wàn)向節(jié)軸承有較大損害。

為避免上述幾個(gè)原因的產(chǎn)生，對(duì)工作輥、支撐輥襯板窗口尺寸定期測(cè)量，定期更換來(lái)保證尺寸精度，對(duì)軋機(jī)牌坊本體進(jìn)行?光修復(fù)，保證本體的尺寸精度；及時(shí)調(diào)整壓下系統(tǒng)偏差；精確控制調(diào)整加熱爐燒鋼溫度，保證板坯加熱均勻；側(cè)導(dǎo)板開(kāi)口度定期測(cè)量，保證其對(duì)中效果；定期檢查清理更換下階梯墊，保證下支撐輥的水平。

（3）工作輥平衡液壓缸自位桿工作不正常，導(dǎo)致工作輥有軸向竄動(dòng)時(shí)不能有效回位，使工作輥在軸向位置上不能到達(dá)原始位置，從而產(chǎn)生很大的軸向力，對(duì)接軸十字萬(wàn)向節(jié)損壞加大；工作輥平衡液壓缸存在內(nèi)泄現(xiàn)象，導(dǎo)致工作輥不平或與支撐輥貼合不上，致使接軸轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中出現(xiàn)晃動(dòng)；主傳動(dòng)接軸平衡力偏差較大，導(dǎo)致接軸上下浮動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中出現(xiàn)晃動(dòng)動(dòng)較大的現(xiàn)象。

對(duì)工作輥平衡液壓缸的自位桿進(jìn)行定期檢查，發(fā)現(xiàn)磨損嚴(yán)重或不能自動(dòng)復(fù)位的現(xiàn)象要及時(shí)更換，保證工作輥平衡缸在水平方向上約束住工作輥；定期檢測(cè)工作輥平衡液壓缸兩腔壓力，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)更換油缸活塞密封，保證工作輥平衡液壓缸在垂直方向上約束住工作輥；定時(shí)合理調(diào)整接軸平衡壓力，保證接軸平衡點(diǎn)處于正確的位置。

（4）主電機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)出現(xiàn)故障，頂起壓力不足或過(guò)大，潤(rùn)滑不到位，使電機(jī)傳動(dòng)軸摩擦力較大或瞬間卡頓；剖分軸承磨損嚴(yán)重，轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中出現(xiàn)瞬間卡頓導(dǎo)致接軸轉(zhuǎn)動(dòng)不平穩(wěn)，使十字萬(wàn)向節(jié)軸承受力較大；主傳動(dòng)接軸十字萬(wàn)向節(jié)軸承潤(rùn)滑不到位，導(dǎo)致軸承磨損嚴(yán)重而損壞，這些故障都加劇了十字萬(wàn)向節(jié)的損壞。

對(duì)主電機(jī)潤(rùn)滑站的油品定期檢測(cè)，對(duì)主電機(jī)各潤(rùn)滑點(diǎn)處軸瓦定期做油膜頂起高度的檢測(cè)工作，保證頂起高度在正常范圍內(nèi)；嚴(yán)格規(guī)范接軸剖分軸承潤(rùn)滑制度，給剖分軸承增加在線溫度監(jiān)測(cè)點(diǎn)，有效保證了剖分軸承的正常運(yùn)轉(zhuǎn)；對(duì)十字萬(wàn)向節(jié)軸承建立合理的潤(rùn)滑制度，保證軸承的潤(rùn)滑。

4　結(jié)束語(yǔ)

粗軋機(jī)主傳動(dòng)接軸十字萬(wàn)向節(jié)扁頭孔改造之后，通過(guò)定期對(duì)扁頭孔及扁頭尺寸進(jìn)行測(cè)量，及時(shí)更換襯板；對(duì)軋機(jī)窗口尺寸及各襯板尺寸的及時(shí)測(cè)量、更換；對(duì)軋機(jī)平衡系統(tǒng)的定期檢測(cè)與檢修，及軸承潤(rùn)滑制度的改進(jìn)之后，基本消除了因各類(lèi)原因引起的接軸晃動(dòng)故障，延長(zhǎng)了萬(wàn)向接軸的使用壽命，降低了成本，保證了設(shè)備的正常運(yùn)行。 

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