φ550mm初軋機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)技術(shù)改造

姚曉鋒

（山東鋼鐵股份萊蕪分公司特鋼事業(yè)部，山東 萊蕪 271104）

φ550mm初軋機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)技術(shù)改造

姚曉鋒

（山東鋼鐵股份萊蕪分公司特鋼事業(yè)部，山東 萊蕪 271104）

本成果針對(duì)山鋼股份萊蕪分公司特鋼事業(yè)部中型、小型成材車(chē)間φ550mm初軋機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)存在的缺陷進(jìn)行技術(shù)改造，將軸瓦式中硬齒面減速機(jī)、三聯(lián)箱分體的傳動(dòng)系統(tǒng)，改為滾動(dòng)軸承式硬齒面組合減速機(jī)；并將組合減速機(jī)軸承外圈均增設(shè)套杯，杜絕軸承外圈與箱體殼體孔之間相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)磨損；自行設(shè)計(jì)了結(jié)構(gòu)合理可行的萬(wàn)向節(jié)快換裝置，明顯提高了拆裝效率；實(shí)現(xiàn)無(wú)人監(jiān)控系統(tǒng)，做到了減人增效,具有較高的推廣應(yīng)用價(jià)值。

軋機(jī)；減速機(jī)；傳動(dòng)系統(tǒng)；萬(wàn)向節(jié)

1 改造前存在的問(wèn)題

特鋼事業(yè)部中型成材車(chē)間目前采用φ550mm×1＋φ300mm×4＋φ350mm×1橫列式軋機(jī)的生產(chǎn)工藝，生產(chǎn)坯料斷面由原來(lái)120mm×120mm換成180mm×220mm連鑄坯，軋機(jī)負(fù)荷進(jìn)一步加大，造成“小馬拉大車(chē)”的局面。改造前φ550mm初軋機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)存在以下問(wèn)題。

（1）減速機(jī)及三聯(lián)箱與軋機(jī)能力不相匹配，減速機(jī)、三聯(lián)箱經(jīng)常出現(xiàn)齒面磨損、塑性變形、打齒等失效現(xiàn)象。

（2）中型成材車(chē)間三聯(lián)箱輸出軸中心距為420mm，軋輥中心距約600mm左右，中間采用萬(wàn)向節(jié)軸傳動(dòng)，其傾角大，傳動(dòng)效率低，產(chǎn)生的振動(dòng)大。由于傳動(dòng)系統(tǒng)不穩(wěn)定，影響料形穩(wěn)定性和軋制過(guò)程連續(xù)性，繼而對(duì)后道工序影響較大，同時(shí)萬(wàn)向節(jié)容易損壞，備件消耗大。

（3）中型成材車(chē)間按1、5、9道次交叉過(guò)鋼計(jì)算減速機(jī)低速軸扭矩為39t·m，而原減速機(jī)低速軸額定扭矩為18.75t·m，屬嚴(yán)重超負(fù)荷運(yùn)行，致使減速機(jī)地腳螺絲松動(dòng)頻繁，減速機(jī)、三聯(lián)箱合金軸瓦使用壽命僅為1年左右,小型車(chē)間也存在類似的問(wèn)題。

（4）拆裝軋機(jī)時(shí)，需天車(chē)吊裝拆卸萬(wàn)向節(jié)，存在天車(chē)歪拉斜吊安全隱患；拆裝萬(wàn)向節(jié)效率低，萬(wàn)向節(jié)拆裝時(shí)間平均30min左右，時(shí)間浪費(fèi)較多。

（5）因設(shè)備運(yùn)行可靠性較低，故障率較高，控制系統(tǒng)較落后，設(shè)馬力工進(jìn)行監(jiān)控，存在較大的人力資源浪費(fèi)。

2 改造方案

針對(duì)以上問(wèn)題，經(jīng)過(guò)系統(tǒng)分析，采用以下措施予以解決。

（1）設(shè)計(jì)600mm聯(lián)合齒輪箱中心距可與現(xiàn)用軋機(jī)匹配，萬(wàn)向節(jié)長(zhǎng)度尺寸根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行選型φ490mm×2500mm，萬(wàn)向節(jié)采用端面齒鉸直孔螺栓連接,萬(wàn)向節(jié)的傾角減小到0°左右，機(jī)列傳動(dòng)相比較之前明顯平穩(wěn)。

（2）采用滾動(dòng)軸承化、硬齒面組合齒輪箱設(shè)計(jì)，同時(shí)軸承外圈處均增設(shè)套杯，代替原來(lái)的合金瓦式減速機(jī)及三聯(lián)箱傳動(dòng)，其優(yōu)點(diǎn)如下：

①采用聯(lián)合齒輪箱由于減少了傳動(dòng)系統(tǒng)低速接軸環(huán)節(jié)，傳動(dòng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性大幅度提升，同時(shí)設(shè)備占地空間明顯降低，土建費(fèi)用可有效降低。

②軸承采用滾動(dòng)軸承，壽命高，穩(wěn)定性好，方便維修，可有效克服滑動(dòng)軸承故障率高、維護(hù)難度大、檢修時(shí)間長(zhǎng)的缺陷。

③采用硬齒面代替?zhèn)鹘y(tǒng)的中硬齒面，可明顯降低設(shè)備噸位，從而降低改造費(fèi)用。

④軸承外圈處均增設(shè)套杯，杜絕軸承外圈磨損箱體殼體孔。

⑤考慮初軋機(jī)機(jī)列沖擊載荷較大，所有聯(lián)合齒輪箱軸承均采用SKF進(jìn)口軸承。

（3） 取消萬(wàn)向節(jié)托架，在萬(wàn)向節(jié)下方設(shè)計(jì)一套萬(wàn)向節(jié)快換裝置。優(yōu)化設(shè)計(jì)方案如下：

①在上、中、下萬(wàn)向節(jié)十字包下方分別設(shè)計(jì)一平托裝置，將萬(wàn)向節(jié)十字包托水平，以便于水平拆裝軋輥扁頭。

②平托調(diào)整裝置采用墊板調(diào)整，效率明顯提升。

③設(shè)計(jì)油缸水平推拉托架裝置，實(shí)現(xiàn)萬(wàn)向節(jié)扁頭套與軋輥扁頭脫離。

④合理利用中精軋液壓系統(tǒng)做動(dòng)力源，節(jié)省液壓站一套，節(jié)約資金投入11萬(wàn)元。

⑤快換裝置托架在萬(wàn)向節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，處于脫離狀態(tài)，無(wú)需冷卻水進(jìn)行冷卻，保證萬(wàn)向節(jié)十字包軸承、花鍵軸、花鍵套上的潤(rùn)滑脂不被冷卻水沖刷走，可有效提高萬(wàn)向節(jié)的使用壽命。

（4）采用傳感器將主電機(jī)軸瓦溫度、聯(lián)合齒輪箱各軸承溫度、稀油系統(tǒng)的油壓、油溫、油位等參數(shù)經(jīng)PLC傳至電腦，當(dāng)參數(shù)出現(xiàn)異常（超出設(shè)定值），電腦出現(xiàn)報(bào)警，主機(jī)列延時(shí)自動(dòng)停車(chē)；這樣不再需要馬力工進(jìn)行監(jiān)護(hù)，生產(chǎn)工僅進(jìn)行定期崗位點(diǎn)檢，即可保證設(shè)備正常運(yùn)行。

表1 山東鋼鐵股份萊蕪分公司幾條生產(chǎn)線初軋機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)對(duì)比表

3 技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)

對(duì)比國(guó)內(nèi)其它軋鋼廠及萊鋼其它軋線初軋機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)，本次技術(shù)改造有以下創(chuàng)新點(diǎn)：

（1）將軸瓦式中硬齒面減速機(jī)、三聯(lián)箱組合的傳動(dòng)系統(tǒng)，改為滾動(dòng)軸承式硬齒面組合減速機(jī)。

（2）組合減速機(jī)軸承外圈均增設(shè)套杯，杜絕了軸承外圈與箱體殼體孔之間相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)磨損。

（3）自行設(shè)計(jì)了結(jié)構(gòu)合理可行的萬(wàn)向節(jié)快換裝置，明顯提高了拆裝效率，提高了生產(chǎn)效率。

（4）實(shí)現(xiàn)無(wú)人監(jiān)控系統(tǒng)，做到了減人增效。

（5）與山鋼萊蕪分公司其它幾條軋鋼生產(chǎn)線初軋機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)對(duì)比見(jiàn)表1。

4 應(yīng)用情況及效益

上述改造方案分別于2015年2～3月在萊鋼特鋼事業(yè)部中型成材車(chē)間實(shí)施改造，2015年9～10月在萊鋼特鋼事業(yè)部小型成材車(chē)間實(shí)施改造。φ550mm初軋機(jī)機(jī)列改進(jìn)示意圖，如圖1所示。

改造后兩條生產(chǎn)線φ550mm初軋機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行正常，改造效果良好，效益顯著。從節(jié)約備件費(fèi)用、設(shè)備維護(hù)費(fèi)用、提高產(chǎn)能效益、節(jié)省人工成本方面合計(jì)綜合效益每年340萬(wàn)元。

圖1 φ550mm初軋機(jī)機(jī)列改進(jìn)示意圖

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，φ550mm初軋機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)實(shí)施技術(shù)改造之后，傳動(dòng)系統(tǒng)較改造前更加平穩(wěn)、機(jī)列振動(dòng)明顯降低，軋制料型相對(duì)穩(wěn)定；傳動(dòng)系統(tǒng)故障率明顯降低，減少了備件及維護(hù)費(fèi)用。另外，萬(wàn)向節(jié)快換裝置操作方便可靠，拆裝萬(wàn)向節(jié)效率大大提高，具有較高的推廣應(yīng)用價(jià)值。

[1]馬濟(jì)泉. 軋機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的微機(jī)數(shù)字控制[J]. 電氣傳動(dòng)，2000(03) .

[2]金錚. 軋機(jī)主傳動(dòng)系統(tǒng)扭振分析的主從自由度模型[J]. 重慶工學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2007(12).

[3]黃富，陳新元，陳奎生，陳忱. 軋機(jī)壓下大型伺服液壓缸測(cè)試系統(tǒng)加載機(jī)架有限元模態(tài)分析[J]. 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造，2011(03).

[4]曾良才，吳海峰，陳奎生，孫國(guó)正. 軋機(jī)液壓厚度自動(dòng)控制系統(tǒng)試驗(yàn)技術(shù)及設(shè)備研究[J]. 液壓與氣動(dòng)，2003(04).

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