Φ177mm PQF連軋管機(jī)組脫管機(jī)聯(lián)軸器系統(tǒng)改進(jìn)

賈豹，胡曉東，趙海明，花曉多

（鞍鋼股份有限公司無縫鋼管廠，遼寧鞍山114000）

Φ177mm PQF連軋管機(jī)組脫管機(jī)聯(lián)軸器系統(tǒng)改進(jìn)

賈豹，胡曉東，趙海明，花曉多

（鞍鋼股份有限公司無縫鋼管廠，遼寧鞍山114000）

分析了Φ177mm PQF連軋管機(jī)組脫管機(jī)連桿聯(lián)軸器系統(tǒng)存在的3種設(shè)計(jì)缺陷，并據(jù)此提出改進(jìn)措施：將原鼓形齒等結(jié)構(gòu)取消，將連接軸與內(nèi)齒套設(shè)計(jì)成一個(gè)整體結(jié)構(gòu)，將外齒軸與齒接手設(shè)計(jì)成一個(gè)整體的外齒套，取消聯(lián)軸器內(nèi)部的連接螺栓，改用通孔螺栓將兩個(gè)整體結(jié)構(gòu)連接在一起，從而提升了聯(lián)軸器的整體強(qiáng)度，提高了聯(lián)軸器的使用壽命。

無縫鋼管；連軋管機(jī)；脫管機(jī)；連桿；聯(lián)軸器；改進(jìn)

三輥連軋管機(jī)組因其具有優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、高效、低消耗等優(yōu)點(diǎn)，近年來在國內(nèi)得到迅猛發(fā)展和應(yīng)用［1-2］，連軋減速機(jī)是熱軋無縫鋼管連軋管機(jī)組重要的動力傳遞媒介［3-15］。鞍鋼股份有限公司無縫鋼管廠Φ177 mm PQF連軋管機(jī)組連軋減速機(jī)是由弧齒錐齒輪與圓柱斜齒輪組合而成，具有傳動速比大、結(jié)構(gòu)緊湊、輸入與輸出在空間上可以構(gòu)成多角度傳動特點(diǎn)的組合式減速機(jī)。脫管機(jī)是連軋管機(jī)組的一個(gè)重要組成部分，當(dāng)連軋管機(jī)軋制完成后，長度約20m的鋼管緊緊地抱著芯棒，為了將鋼管與芯棒脫開，在芯棒端有限動齒條將芯棒拉回，鋼管通過脫管機(jī)軋輥反向旋轉(zhuǎn)將芯棒脫出鋼管，實(shí)現(xiàn)鋼管與芯棒分離。脫管機(jī)共有3個(gè)機(jī)架，每個(gè)機(jī)架中有3個(gè)軋輥，3個(gè)軋輥軸通過傘齒輪嚙合同步轉(zhuǎn)動，每個(gè)機(jī)架由一根連桿帶動其中一個(gè)軋輥轉(zhuǎn)軸實(shí)現(xiàn)軋輥驅(qū)動。脫管機(jī)3個(gè)軋輥的孔型大小無法調(diào)整，軋制不同外徑的鋼管需要不同輥型的脫管機(jī)機(jī)架，因現(xiàn)場更換機(jī)架頻次較高，為了減少換工具時(shí)間，實(shí)現(xiàn)機(jī)架快速上、下線，在連桿與機(jī)架之間設(shè)計(jì)了一個(gè)聯(lián)軸器，其內(nèi)齒套與機(jī)架上的外齒軸通過推拉機(jī)架實(shí)現(xiàn)快速連接與分離。Φ177 mm PQF連軋管機(jī)組脫管機(jī)有3個(gè)機(jī)架，每個(gè)機(jī)架的驅(qū)動連桿上有一個(gè)聯(lián)軸器，此脫管機(jī)自2008年投產(chǎn)開始聯(lián)軸器事故頻發(fā)，輕則脫管不成功（鋼管將芯棒抱住無法分離），重則出現(xiàn)堆鋼現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了生產(chǎn)的連續(xù)性，且增加了生產(chǎn)成本。因此，需對該脫管機(jī)聯(lián)軸器進(jìn)行改進(jìn)。

1 聯(lián)軸器系統(tǒng)組成

原連桿聯(lián)軸器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)如圖1所示，聯(lián)軸器的連接軸與連桿連接，齒接手與機(jī)架外齒套通過推拉機(jī)架實(shí)現(xiàn)快速連接、分離。聯(lián)軸器主要通過外齒軸、內(nèi)齒套的嚙合傳遞扭矩，連接螺栓將導(dǎo)向套、齒接手有效連接，支撐套對外齒套起到支撐及保護(hù)作用，支撐套上的密封圈起到防止灰塵進(jìn)入到外齒軸與內(nèi)齒套內(nèi)，打油時(shí)防止干油外溢的作用。聯(lián)軸器內(nèi)的彈簧使連桿齒接手與機(jī)架齒接手更好地嚙合，防止機(jī)架在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中與連桿發(fā)生脫離。

圖1 原連桿聯(lián)軸器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)示意

2 原聯(lián)軸器系統(tǒng)存在的缺陷

（1）內(nèi)部螺栓松動后不易檢查，螺栓盲孔螺紋易損且不易修復(fù)。由于鼓形齒存在齒側(cè)間隙和齒頂間隙，機(jī)架在脫管及空軋轉(zhuǎn)換期間存在一定沖擊，導(dǎo)向套與連接軸、齒接手與內(nèi)齒套之間的螺栓經(jīng)常松動而不能被及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理，長時(shí)間運(yùn)行將加速螺栓螺紋磨損，尤其是當(dāng)齒接手與機(jī)架外齒套齒面干涉，在更換機(jī)架時(shí)連接螺栓經(jīng)常被拉脫扣，修復(fù)困難。

（2）嚙合齒寬不易觀察及調(diào)整。聯(lián)軸器的扭矩傳遞主要通過外齒軸和內(nèi)齒套的嚙合傳遞，因其聯(lián)軸器在內(nèi)部，當(dāng)導(dǎo)向套或彈簧出現(xiàn)卡住情況，從外面觀察不到，出現(xiàn)外齒套與內(nèi)齒套或齒接手與機(jī)架外齒套的齒不能全齒寬嚙合的情況，齒輪嚙合部位承載力加大，分解時(shí)嚙合部位的齒面經(jīng)常磨損嚴(yán)重，而未嚙合的齒面保持良好的狀況，甚至出現(xiàn)嚙合不上的情況。

（3）潤滑油孔設(shè)計(jì)不合理。給聯(lián)軸器打補(bǔ)助油時(shí)，由于支撐套內(nèi)密封圈磨損，干油經(jīng)常從密封圈處泄漏，而不能進(jìn)入到齒面或彈簧內(nèi)實(shí)現(xiàn)有效潤滑，密封圈磨損后軋輥冷卻水會潛入到內(nèi)齒套內(nèi)加速鼓形齒齒面磨損，嚴(yán)重影響聯(lián)軸器的使用壽命。

3 改進(jìn)方案

（1）內(nèi)齒套結(jié)構(gòu)形式改進(jìn)。取消原鼓形齒、導(dǎo)向套及支撐套、壓蓋等結(jié)構(gòu)，將連接軸與內(nèi)齒套設(shè)計(jì)成一個(gè)整體結(jié)構(gòu)，其內(nèi)部設(shè)計(jì)成全長花鍵結(jié)構(gòu)，確保與外齒套的嚙合寬度，增加整體強(qiáng)度同時(shí)降低故障率。內(nèi)齒套內(nèi)的彈簧設(shè)計(jì)為伸縮自如，確保外齒套與機(jī)架外齒套有效嚙合；在內(nèi)齒套上設(shè)計(jì)潤滑油孔，打補(bǔ)助油時(shí)油只能從花鍵處流出，對齒面實(shí)現(xiàn)有效潤滑。

（2）外齒套結(jié)構(gòu)形式改進(jìn)。將聯(lián)軸器內(nèi)部的連接螺栓取消，將外齒軸與齒接手設(shè)計(jì)成一個(gè)整體結(jié)構(gòu)的外齒套，將與內(nèi)齒套嚙合部位的花鍵設(shè)計(jì)成全齒長花鍵結(jié)構(gòu)，確保與內(nèi)齒套的嚙合寬度；用螺栓連接及調(diào)整外齒套與內(nèi)齒套的嚙合，增強(qiáng)了聯(lián)軸器系統(tǒng)的實(shí)用性，提升了聯(lián)軸器的整體強(qiáng)度，延長了聯(lián)軸器的使用壽命。

改進(jìn)后的聯(lián)軸器系統(tǒng)如圖2所示。

圖2 改進(jìn)后的聯(lián)軸器系統(tǒng)示意

4 改進(jìn)效果

通過分析Φ177 mm PQF連軋管機(jī)組脫管機(jī)連桿聯(lián)軸器存在的設(shè)計(jì)缺陷，提出了改進(jìn)措施，即將原鼓形齒等結(jié)構(gòu)取消，設(shè)計(jì)成主要由內(nèi)齒套及外齒套兩部分結(jié)構(gòu)組成的全長花鍵結(jié)構(gòu)，確保內(nèi)齒套與外齒套的嚙合寬度。上述設(shè)計(jì)增加了聯(lián)軸器的整體強(qiáng)度，降低了故障率，潤滑油孔的設(shè)計(jì)能有效潤滑齒面。此項(xiàng)改進(jìn)自2014年使用至今，設(shè)備運(yùn)行平穩(wěn)，事故率明顯降低，維護(hù)量減少，效果良好。

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Mod ification o f Coup ling System of Extrac tor ofΦ177 mm PQFPipe M ill

JIA Bao，HU Xiaodong，ZHAOHaiming，HUA Xiaoduo（Seam less Steel Pipe Plant，Anshan Iron&Steel Co.，Ltd.，Anshan 114000，China）

Analyzed in the paper are the three shortcomings of the extractor link rod coupling system of the Φ177mm PQF pipemill as originated from the design thereof.Accordingly，countermeasures as follows are proposed. Taking out the existing drum gear structure；getting the connecting axel and inner gear bush integrated into one structure，and getting the external gear axel and the gear coupling integrated into a one-piece type external gear bush；replacing the connecting bolt within the coupling with a through-hole bolt which links the above said two entirety structures.As a result，the strength of the coup ling as a whole is increased，and so is the service span of it.

seam less steel pipe；mandrel pipemill；pipe extractor；link rod；coup ling；modification

TG333.8

B

1001-2311（2016）06-0046-03

2016-06-14）

賈豹（1981-），男，碩士，工程師，從事無縫鋼管設(shè)備的研究工作。