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(huì)）
摘 要：通過對(duì)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(duì)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(yùn)行狀態(tài)。達(dá)到了穩(wěn)定設(shè)備運(yùn)行、延長了在線使用時(shí)間、減少了備件費(fèi)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(jì)最高軋制速度為18米/秒。
平立轉(zhuǎn)換16、18、20#軋機(jī)傳動(dòng)方式是電機(jī)通過地面減速機(jī)實(shí)現(xiàn)第一次減速。當(dāng)軋機(jī)水平位使用時(shí)，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(gè)輸出軸分別帶動(dòng)2個(gè)萬向接軸通過兩個(gè)自調(diào)心套筒連接上下兩個(gè)軋輥，反向旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)水平軋制。當(dāng)軋機(jī)立位使用時(shí)，地面減速機(jī)通過快裝接手直連傘齒輪箱(i=1)，通過一對(duì)圓錐齒輪傳動(dòng)改變傳動(dòng)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(dòng)兩個(gè)軋輥，反向旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)立式軋制。
2、問題提出
隨著設(shè)備管理的精細(xì)化，對(duì)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(shí)間長短、事故頻度的關(guān)鍵性因素，從而決定設(shè)備各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)是否優(yōu)良，因此對(duì)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(diǎn)蝕現(xiàn)象：第四運(yùn)行中存在噪聲。
4、結(jié)構(gòu)分析
對(duì)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?zhàn)虞S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(duì)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(dòng)條件，潤滑油膜瞬問被破壞，滑道受損，同時(shí)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(dòng)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(gè)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(yùn)行過程中， 在負(fù)荷F1的作用下，對(duì)于件5外圈產(chǎn)生軸向沖擊。當(dāng)負(fù)荷F1減少時(shí)．軸承壓蓋又對(duì)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(yùn)動(dòng)，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(huì)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(yùn)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?yàn)檩S向串量的加大，引起一軸和二軸不平行，同時(shí)偏斜。反映到傳動(dòng)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(shí)間的延長，串量會(huì)不斷增加，齒面開始出現(xiàn)點(diǎn)蝕和剝落現(xiàn)象，減速機(jī)響聲會(huì)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(yàn)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(dòng)大，高速軸打齒而換下來的損壞件相片。
為了改變這一對(duì)設(shè)備運(yùn)行及其不利的結(jié)構(gòu)。我們主要從以下兩個(gè)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(yàn)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(duì)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(duì)于軸承及軸承位的劣化影響，所以對(duì)于一軸受力軸承外圈定位做一改動(dòng)，改為雙向定饑確保件5外圈無軸向運(yùn)動(dòng)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(tái)肩見件號(hào)17。見圖3改造后翻轉(zhuǎn)減速機(jī)結(jié)構(gòu)圖。
通過以上分析得出翻轉(zhuǎn)減速機(jī)更換頻繁的主要癥結(jié)點(diǎn)在軸承的預(yù)留游隙及定位方式上。把這兩個(gè)問題解決后，通過實(shí)踐檢驗(yàn)設(shè)備達(dá)到了穩(wěn)定運(yùn)行的目的，延長了在線使用時(shí)間，減少了備件費(fèi)用，效果明顯。
5、結(jié)束語
筆者認(rèn)為使用此種結(jié)構(gòu)形式的減速機(jī)比較普遍，由于沖擊負(fù)荷的不同其損壞程度有所差異。如果單用途減速機(jī)且只承受單向負(fù)荷，建議在設(shè)計(jì)時(shí)或檢修時(shí)此改進(jìn)方案可以借鑒。
2012年全國軋鋼生產(chǎn)技術(shù)會(huì)論文集(下)
（版權(quán)歸原作者或機(jī)構(gòu)所有）
