棒材轧机翻转减速机结构分析与改进

2024-08-21

朱永利 徐兰侠 高红心 张秋燕

(河北省冶金学会)

摘 要:通过对平立交替短应力线轧机翻转减速机损坏问题的类比分析,对损坏方式进行总结,得出维修过程中齿轮轴轴向串量预留的重要性。通过改变设备维修工艺及技术要求和云开·体育全站apply(kaiyun)(中国)官方网站平台的定位方式加强。优化了 云开·体育全站apply(kaiyun)(中国)官方网站平台的运行状态。达到了稳定设备运行、延长了在线使用时间、减少了备件费用的目的。

1、简介

第二钢轧厂一棒生产线全线共20架轧机,平立交替布置,粗轧机8架,中轧机6架,精轧机6架。其中16、18、20ral机为平立可转换卡盘式短应力线轧机。该生产线设计最高轧制速度为18米/秒。

平立转换16、18、20#轧机传动方式是电机通过地面减速机实现第一次减速。当轧机水平位使用时,地面减速机通过快装接手直连翻转减速机输入轴,经过翻转减速机第二次减速,翻转减速机两个输出轴分别带动2个万向接轴通过两个自调心套筒连接上下两个轧辊,反向旋转实现水平轧制。当轧机立位使用时,地面减速机通过快装接手直连伞齿轮箱(i=1),通过一对圆锥齿轮传动改变传动方向,伞齿轮箱与韶转减速机相连,翻转减速机带动两个轧辊,反向旋转实现立式轧制。

2、问题提出

随着设备管理的精细化,对设备完好率和长周期使用的要求也越来越高。设备维修质量及结构的优劣已经成为设备在线时间长短、事故频度的关键性因素,从而决定设备各项经济技术指标是否优良,因此对相关问题进行探讨非常必要。下面结合一棒16#、18#、20#轧机翻转减速机频繁损坏问题做进一步探讨。

3、使用情况分析

精轧机翻转减速机更换、维修情况及分析:

从以上翻转减速机更换及维修内容可以看出,设备存在的主要问题如下:第一,一轴、二轴云开·体育全站apply(kaiyun)(中国)官方网站平台使用存在问题;第二,齿轮存在严重的偏载现象,集中反映到一轴、二轴齿轮轴上;第三,云开·体育全站apply(kaiyun)(中国)官方网站平台存在点蚀现象:第四运行中存在噪声。

4、结构分析

对翻转减速机一、二齿轮轴结构进行分析,结构图如附图(一)所示。

云开·体育全站apply(kaiyun)(中国)官方网站平台的配置方式为预调整云开·体育全站apply(kaiyun)(中国)官方网站平台(X型)配置,这种配置方式需要两端定位。一、二齿轮轴选用的是单列圆锥辊子云开·体育全站apply(kaiyun)(中国)官方网站平台支撑结构,均为压盖定位云开·体育全站apply(kaiyun)(中国)官方网站平台方式通过调整压盖的轴向尺寸来保证云开·体育全站apply(kaiyun)(中国)官方网站平台内部游隙(串量)的要求。

该减速机的一轴轴向负荷F1主要作用在附图(一)图示方向上,一轴的云开·体育全站apply(kaiyun)(中国)官方网站平台(件4)不承受轴向负荷,主要起到配对支撑作用,轴向负荷主要由件5承担。钢料出、入轧机过程中,在附加冲击负荷作用下,使件5产生不良的滚动条件,润滑油膜瞬问被破坏,滑道受损,同时增加保持架承受的应力,无法充分发挥云开·体育全站apply(kaiyun)(中国)官方网站平台的负载能力,产生噪声和破坏。加剧了件5的滑道磨损。件5磨损反应到件4的结果就是轴向串量继续增加(也就是云开·体育全站apply(kaiyun)(中国)官方网站平台的游隙都集中到件4的云开·体育全站apply(kaiyun)(中国)官方网站平台上。受径向力的作用,一轴要向远方移动以消除间隙。最后的结果是一轴与二轴在右侧的中心距逐步变大),造成整个齿轮轴偏斜现象,也就是输入端向下偏斜,反应到齿轮上就是齿轮偏载,偏向左侧,齿面受损。另外,受力云开·体育全站apply(kaiyun)(中国)官方网站平台件5外圈采用件6定位方式。设备运行过程中, 在负荷F1的作用下,对于件5外圈产生轴向冲击。当负荷F1减少时.云开·体育全站apply(kaiyun)(中国)官方网站平台压盖又对云开·体育全站apply(kaiyun)(中国)官方网站平台外圈产生反向的回弹。在交变力作用下,云开·体育全站apply(kaiyun)(中国)官方网站平台外圈反复运动,造成件5云开·体育全站apply(kaiyun)(中国)官方网站平台他磨损及云开·体育全站apply(kaiyun)(中国)官方网站平台压盖与外圈接触面的磨损,齿轮偏载状态会更加恶劣,加剧设备的损坏和噪声的增加。

综上,在设备运转中极易形成两种破坏现象:第一,件5的云开·体育全站apply(kaiyun)(中国)官方网站平台滑道磨损,使得一轴轴向串量进一步加大,轴的旋转精度降低;第二,件5云开·体育全站apply(kaiyun)(中国)官方网站平台位磨损;第三,因为轴向串量的加大,引起一轴和二轴不平行,同时偏斜。反映到传动齿轮上就是斜齿轮受力面接触部位偏,发生偏载现象。

减速机在线使用中,串量检查、调节困难,所以随着使用时间的延长,串量会不断增加,齿面开始出现点蚀和剥落现象,减速机响声会越来越大,达到一定程度后随着齿轮承载能力的进一步降低,齿轮最终打齿。为避免事故,设备只能通过频繁更换,下线检修更换云开·体育全站apply(kaiyun)(中国)官方网站平台来延长齿轮的寿命。

而这一分析在近期减速机更换后设备维修中已经得到了验证,偏载、云开·体育全站apply(kaiyun)(中国)官方网站平台损坏是普遍现象。可以参考附图(二)2010.2.2因振动大,高速轴打齿而换下来的损坏件相片。

为了改变这一对设备运行及其不利的结构。我们主要从以下两个方面做工作。第一,首先改变设备维修工艺及技术要求。图纸的原始要求轴向串量调整至0.28-0.32mm,而且装配过程中检验串量是在压盖与箱体间没打胶的条件下进行的,根据这一数掘确定轴向串量并最终装配后,轴向串量加大0.10-0.12mm(密封胶补偿厚度0.10-0.12mm),因此我们对于该串量要求数镕进行了调整变为0.18-0.20mm,确保装配完成后轴向串量的要求,达到最佳的初始装配云开·体育全站apply(kaiyun)(中国)官方网站平台游隙要求。第二,云开·体育全站apply(kaiyun)(中国)官方网站平台的定位方式加强。件5作为受力端云开·体育全站apply(kaiyun)(中国)官方网站平台承受大的轴向力,为消除负荷F1交变中对于云开·体育全站apply(kaiyun)(中国)官方网站平台及云开·体育全站apply(kaiyun)(中国)官方网站平台位的劣化影响,所以对于一轴受力云开·体育全站apply(kaiyun)(中国)官方网站平台外圈定位做一改动,改为双向定饥确保件5外圈无轴向运动倾向。方法就是云开·体育全站apply(kaiyun)(中国)官方网站平台外圈位补焊加工出不影响云开·体育全站apply(kaiyun)(中国)官方网站平台拆卸的定位台肩见件号17。见图3改造后翻转减速机结构图。

通过以上分析得出翻转减速机更换频繁的主要症结点在云开·体育全站apply(kaiyun)(中国)官方网站平台的预留游隙及定位方式上。把这两个问题解决后,通过实践检验设备达到了稳定运行的目的,延长了在线使用时间,减少了备件费用,效果明显。 

5、结束语

笔者认为使用此种结构形式的减速机比较普遍,由于冲击负荷的不同其损坏程度有所差异。如果单用途减速机且只承受单向负荷,建议在设计时或检修时此改进方案可以借鉴。

2012年全国轧钢生产技术会论文集(下)

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