熱軋粗軋機(jī)主傳動(dòng)接軸在線使用周期分析

泰爾重工股份有限公司 安徽 馬鞍山 243000

1 主傳動(dòng)接軸剖分軸承問題

1.1 粗軋主傳動(dòng)軸承狀態(tài) 粗軋平輥軋機(jī)傳動(dòng)部分的兩根上下接軸結(jié)構(gòu)完全一樣,可互換,其平衡軸承統(tǒng)一型號(hào),均為雙列剖分式滾子軸承結(jié)構(gòu),僅平衡軸承座結(jié)構(gòu)有差異,但剖分軸承的上下接軸更換數(shù)量卻完全不同。上接軸基本是整體更換。

1.2 可能原因

1.2.1 安裝 SBNN750A型號(hào)的剖分式軸承,其配合尺寸為:軸承座Φ960mm內(nèi)孔(±0.045之間),軸外圓Φ750mm公差(0.03～0.08)。其對(duì)應(yīng)孔軸的配合尺寸為:Φ750mm內(nèi)孔(±0.03之間),Φ960mm外圓(-0.115～-0.055),皆要求小間隙配合。配合度全靠設(shè)計(jì)、加工質(zhì)量,現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)兩半的內(nèi)圈重合間隙,塞不入0.05mm塞尺,且兩半重合面與下部承載區(qū)避開,故排除軸承安裝原因。

1.2.2 受力 熱軋平輥軋機(jī)屬四輥軋機(jī),其結(jié)構(gòu)不存在軸向力,但因裝配誤差,來(lái)料存在厚度誤差,長(zhǎng)期使用時(shí)受環(huán)境中水、汽因素影響,部分零部件被磨損變形,會(huì)讓軋機(jī)生出軸向力。在加工工作輥平衡缸缸體滑板配墊,并檢修更換下支承輥牌坊窗口嚴(yán)重磨損的滑板后,其下部輥系軸線仍偏斜,軋鋼時(shí)存在軸向分力。未將軋輥軸向鎖緊板間隙控制在2mm以內(nèi),該滑板磨損后,與牌坊鎖緊板存在較大間隙,無(wú)法對(duì)軋輥軸向鎖緊。剖分軸承為圓柱滾子式,對(duì)角度偏差特敏感,工作輥與支承輥稍出現(xiàn)軸線傾斜,軸承就會(huì)受力不均,出現(xiàn)徑向力偏聚,形成附加軸向力。角度差得大,軸向分力也大,該軸向力全部加載到分剖軸承內(nèi)外圈止口,結(jié)果長(zhǎng)期往復(fù)承壓,相關(guān)部件會(huì)因疲勞而斷裂。

1.2.3 上下軸承座結(jié)構(gòu)差異 上托架設(shè)計(jì)的剖分軸承支撐臂結(jié)構(gòu)是兩端對(duì)稱的耳軸,承受的軸向力少,具體見圖1,無(wú)傾翻力矩,上接軸軸承座的兩側(cè)鉸接軸處為平衡力受力點(diǎn),若接軸存在軸向竄動(dòng),軸承座會(huì)隨托板同向擺動(dòng),將軸向力抵消。下接軸的軸承座正下方為平衡力受力點(diǎn),軸承座底部的油缸托塊傾斜上托接軸軸線,存在傾翻力矩,若軋輥存在軸向竄動(dòng),該傾翻力矩帶來(lái)沖擊載荷,損壞剖分軸承。下工作輥大幅軸竄一次,即可沖斷其鎖緊板上的四顆連接螺栓,下剖分軸承隨即被損壞,上剖分軸承很少因托板變形而損壞。

圖1 接軸剖分軸受力

2 主傳動(dòng)接軸輥端萬(wàn)向節(jié)

2.1 平輥軋機(jī)接軸輥狀態(tài) 在傳動(dòng)裝置兩根上下接軸當(dāng)中,各有輥端萬(wàn)向節(jié)1套,每年基本需換一次,萬(wàn)向節(jié)換下后需更換磨損件,對(duì)部分裂紋做補(bǔ)焊加工。連續(xù)3套萬(wàn)向節(jié)的更換皆因套筒斷裂。

2.2 可能原因

2.2.1 扁頭套頂角存在裂紋 (1)軋鋼斷輥、堆鋼事故瞬間形成過扭矩,襯板側(cè)隙大,使槽頂角因撞擊出現(xiàn)塑性變形,導(dǎo)致裂紋發(fā)散;(2)出現(xiàn)裂紋后,襯板側(cè)隙加大,使板側(cè)磨損惡化;(3)裂紋延伸到20mm后,頂角附近裂紋發(fā)散,裂口加寬尖角鈍化,是因零件大局部過載后,易出現(xiàn)塑性變形。

2.2.2 扁頭套被磨損 咬鋼沖擊軋輥一旦連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn),二者的裝配間隙雖然空轉(zhuǎn)時(shí)閉合不變,咬入軋件后,因軋輥受軋件頭部沖擊,輥縫會(huì)隨之變化,在變化瞬間,二者間隙脫會(huì)開合一次形成沖擊。主傳動(dòng)接軸當(dāng)中的間隙越大,這個(gè)咬入沖擊越強(qiáng)烈,襯板的磨損就越嚴(yán)重。長(zhǎng)時(shí)間使用會(huì)讓相關(guān)部位零件出現(xiàn)較大磨損,按經(jīng)驗(yàn)二者間隙>2mm時(shí),就會(huì)出現(xiàn)明顯擺動(dòng),主傳動(dòng)就會(huì)出現(xiàn)異響。

3 改進(jìn)方法

3.1 控制制定精度 (1)定期檢測(cè)牌坊對(duì)中度,檢測(cè)復(fù)核工作輥軸承座尺寸,一旦超標(biāo)即刻處理。(2)檢測(cè)工作輥的鎖緊板間隙、軸承座尺寸,保證尺寸精度。(3)檢測(cè)下電機(jī)推力軸當(dāng)前的瓦竄動(dòng)量,確保其不超差。

3.2 技術(shù)改進(jìn)

3.2.1 修復(fù)改進(jìn)扁頭套 對(duì)扁頭套頂角裂紋,通過挖除、焊補(bǔ)予以修復(fù)。通過螺栓、螺母,在扁頭套階梯孔內(nèi),分別連接內(nèi)十字襯板與外襯板一對(duì),由內(nèi)外襯板合成階梯襯板,把大拐角化成兩臺(tái)階小拐角,加大承載斷面;使扁頭孔受力不再集中。

3.2.2 增加定心環(huán) 為減緩襯板及扁頭套體的磨損,應(yīng)改造扁頭套配合結(jié)構(gòu),在套端增加一個(gè)定心環(huán),提高其定位精度,減少扁頭與套襯的相對(duì)滑動(dòng)。

3.2.3 激光熔覆修復(fù)扁頭套 以激光熔覆的方式,結(jié)合修復(fù)精軋接軸扁頭套的成功經(jīng)驗(yàn),修復(fù)粗軋扁頭套的受損圓弧面。激光熔覆后,與基體結(jié)合度強(qiáng)、質(zhì)量致密、熔覆層稀釋率小、影響面小,硬度更高,耐磨性更強(qiáng)。可讓扁頭套圓弧面不受嚴(yán)重磨損。

3.2.4 其它方法 參考上接軸剖分軸承座結(jié)構(gòu)改進(jìn)下接軸軸承座,改變其受力狀態(tài),使其剖分軸承上的軸向受力降低。

4 效果

表1 各配件改進(jìn)前后使用周期

5 結(jié)論

通過以上分析,為扁頭套設(shè)置定心環(huán)后,其耐磨性明顯加大。以激光熔覆為扁頭套修復(fù)圓弧面后,上線使用半年內(nèi)磨損情況比常規(guī)修復(fù)的扁頭套要低。持續(xù)改善設(shè)備的工作精度,可延長(zhǎng)軸承使用周期。