ESP熱連軋機(jī)組卷取機(jī)助卷輥接軸損壞分析

穆允全++葛盛濤++孟祥坤

摘 要：日照鋼鐵控股集團(tuán)有限公司ESP全連鑄連軋產(chǎn)線是一條僅180米長，可以生產(chǎn)國際一流的0.8mm超薄熱軋鋼卷的全球第二條生產(chǎn)線，填補(bǔ)了國內(nèi)空白，產(chǎn)線生產(chǎn)的以熱代冷的優(yōu)質(zhì)鋼卷廣泛應(yīng)用于食品包裝、小家電面板、汽車板、集裝箱板等。成品鋼帶打捆收集裝置卷取機(jī)助卷輥傳動機(jī)構(gòu)使用SWC型萬向軸，接軸使用壽命較低更換較頻繁不但消耗大量備件也增加了維修人員的勞動負(fù)擔(dān)，通過對接軸對比分析找到接軸損壞的原因并對后期備件提報及維護(hù)提出建議。

關(guān)鍵詞：ESP；助卷輥；接軸；損壞

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.14.021

助卷輥傳動機(jī)構(gòu)使用SWC型萬向軸，接軸正常使用壽命應(yīng)在12個月以上，但ESP自投產(chǎn)后接軸頻繁損壞，接軸平均使用壽命不足6個月，接軸損壞下線后公司設(shè)備處對其進(jìn)行了修復(fù)跟蹤并對接軸損壞原因進(jìn)行分析。

1 助卷輥萬向軸工作介紹

助卷輥為輔助卷筒把鋼卷打捆夾緊的工作輥，驅(qū)動其工作的萬向軸即為助卷輥萬向軸，負(fù)責(zé)將動力傳遞到工作輥。因?yàn)榫砣〉倪^程中，需要有大量的冷卻水進(jìn)行降溫，帶鋼頭部沖擊、同時鋼卷直徑由小到大，而動力端電機(jī)減速機(jī)的位置固定不動，因此萬向軸工作過程中，不間斷地做擺動以及拉伸的運(yùn)動。

2 接軸損壞統(tǒng)計

每條ESP生產(chǎn)線助卷輥接軸在線12根。自2015年1月份調(diào)試至2016年1月兩條ESP產(chǎn)線共損壞下線28根。

3 萬向接軸工作特性

3.1 工作過程中長度變化

由于助卷輥處于卷鋼位置及打開位置時接軸長度在旋轉(zhuǎn)及帶負(fù)載的情況下進(jìn)行頻繁變化，因此對伸縮位置的花鍵副的耐磨要求很高針對萬向軸在受力狀態(tài)下的拉伸運(yùn)動，花鍵副特別容易出現(xiàn)磨損，因此花鍵副齒面要求進(jìn)行硬化處理，通常采用氮化或者涂塑處理。花鍵一旦出現(xiàn)磨損，花鍵處間隙變大，萬向軸的動平衡狀態(tài)將會被破壞，易造成成萬向軸的跳動、甩動等，直接導(dǎo)致十字包軸承的損壞。

3.2 工作過程中角度變化

由于助卷輥位置存在變化，萬向軸通過十字包完成角度變化，由于四個助卷輥的電機(jī)位置不同，個別位置工作角度近 20°，十字包許用工作角度在萬向軸的軸承壽命校核中，處于分母的位置，角度越大壽命越短。因此大角度直接影響了萬向軸的軸承壽命；如果萬向軸制造設(shè)計過程中，角度達(dá)不到實(shí)際使用工況的要求，會造成十字包十字叉相互干涉，十字叉的相互干涉會產(chǎn)生較大的切力將導(dǎo)致萬向軸在很短時間內(nèi)損壞。

3.3 助卷輥萬向軸轉(zhuǎn)速較高

萬向軸轉(zhuǎn)動速度一般在 1000轉(zhuǎn)/min以上，（ESP助卷輥為 980轉(zhuǎn)/min），ESP卷取機(jī)助卷輥接軸長度與直徑比大于10：1（長2395、直徑142），此軸屬于高要求部件，對動平衡有極高的要求。對該類萬向軸，一般采用高精密冷拔無縫管進(jìn)行加工減少軸體不平衡量；動平衡測試后應(yīng)選擇合適位置進(jìn)行焊接配重，確保萬向軸的動平衡性能滿足使用要求。現(xiàn)場使用萬象接軸動平衡配重焊接不規(guī)范、配重較大，過量焊接容易導(dǎo)致接軸本體焊接應(yīng)力變形。

3.4 受設(shè)備冷卻水沖刷

現(xiàn)場工作環(huán)境較差，密封要求高，通常要求十字軸鍍鎳處理，助卷輥萬向軸靠近助卷輥端的軸承，受設(shè)備冷水沖刷，十字包長期處于進(jìn)水狀態(tài)，大量的水容易進(jìn)入十字包軸承，果沒有好的密封，極易導(dǎo)致軸承缺油損壞。

4 損壞的萬向軸拆檢結(jié)果

萬向軸的核心部件軸承密封件損壞，潤滑裝置缺失，導(dǎo)致潤滑油不能儲存；花鍵付齒側(cè)間隙過大，同時部分萬向軸動平衡配重較大，而且處于接管中間位置，焊接位置無統(tǒng)一要求，造成整軸彎曲，十字軸總成已經(jīng)磨損嚴(yán)重，關(guān)節(jié)間隙過大，已不具備動平衡檢查的條件，因此無法進(jìn)行動平衡實(shí)驗(yàn)。

5 建議

5.1 新制備件建議

新備件提報計劃時建議提供技術(shù)要求表，十字包軸承密封建議使用進(jìn)口Viton（氟橡膠）密封圈、要求對十字軸以及軸承花鍵副進(jìn)行鍍鎳處理，建議軸體材料選用高精密冷拔無縫管，加工過程中注意控制接軸不平衡量，減少配重塊質(zhì)量、配重塊焊接位置應(yīng)位于十字包附近，避免在接軸中部焊接，并控制焊接量。

5.2 日常維護(hù)建議

①合理修改潤滑周期，尤其是靠近卷取機(jī)側(cè)十字包軸承，可適當(dāng)縮短潤滑周期增加潤滑量。定期對伸縮軸位置進(jìn)行適當(dāng)潤滑。

②調(diào)節(jié)設(shè)備冷卻水量及噴嘴角度，盡量減少冷卻水噴濺，避免造成十字包軸承進(jìn)水。延長軸承使用壽命。

③基于接軸工作位置無法做到不進(jìn)水的實(shí)際情況，建議選用含耐水基潤滑脂，減少油脂流失及乳化失效，保證潤滑效果。

④接軸連接螺栓松動也會導(dǎo)致異常接軸振動的發(fā)生，建議縮短萬向軸聯(lián)軸器螺栓緊固周期，提高緊固螺栓強(qiáng)度等級保證緊固到位。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡介：穆允全（1986-），男，助理工程師，軋延技術(shù)工程師。