矯直機傳動輥頭改造

羅姜兵

摘要：矯直機是中厚板生產線上的重要設備，主要用于低碳鋼及低合金鋼熱板的矯平工作，經過矯正后的板材其平直度達到用戶要求。保證矯直機正常運行是保證鋼板不平度達標的關鍵，而矯直鋼板產生的負荷主要集中在主傳動萬向接軸上，但原扁頭式矯直輥連接由于磨損較快，造成扁頭與接軸軸端竄動，從而造成矯直輥扁頭斷裂或者軸承損壞。通過計算設計，將扁頭式連接改成花鍵式連接，較好的解決了矯直輥套筒磨損快的問題。

關鍵詞：矯直輥；扁頭；輥頭；花鍵；輥端接頭

中圖分類號TG3 文獻標識碼A 文章編號2095-6363（2016）06-0142-01

柳鋼中板廠的矯直機設備一共有3臺，其中1#及2#矯為11輥，厚矯為7輥。1#及2#矯為熱矯直，厚矯為冷熱矯。矯直機是中板廠矯正板材波浪彎及瓢曲等缺陷的一種機械設備，主要用于低碳鋼及低合金鋼熱板的矯平工作，經過矯正后的板材其平直度達到用戶要求。當前鋼鐵行業的不景氣，要贏得市場，必須實現降本降耗增效的目標，減少故障時間及停機時間是實現這個目標的重要一環。原1#及2#矯直機工作輥均采用扁頭式聯結，由于扁頭傳動的局限性，磨損較快，在矯直鋼板的過程中竄動量大，造成鋼板平直度常有誤差，以及輥頭斷裂或矯直輥軸承爛或支承輥斷或支承輥軸承爛損壞等。這造成中厚板生產線常被迫停機換輥，增加故障時間以及人工備輥勞動量。針對扁頭式傳動不穩定及定位不精的特點，結合現場實際情況，將矯直輥與接軸連接改為花鍵連接，解決了工作輥易竄動的特點，同時花鍵連接使工作輥起到自動定心的作用。

1.設計方案依據

中板廠2#矯直機由主傳動機構、壓下機構、活動梁、輥系等組成，而上下矯直輥裝置是進行板材矯直的主要部件。上下矯直輥交錯排列，上矯直輥軸承座及上支承輥軸承座固定在上輥盒上。下矯直輥的軸承座及下支承輥軸承座固定在下輥盒上。我廠矯直機的主傳動裝置由減速機、齒輪座、聯接軸和聯軸節組合帶動矯直機輥進行工作，白1998年我廠四輥生產線投產以來，隨著生產需求的不斷提高，輥端聯接結構形式也在不斷優化和改進，按照輥端聯接結構形式可分為扁頭式輥端套筒、齒式輥端套筒兩種結構形式

原輥系通過十字萬向聯軸器與矯直機主傳動連接，其包括輥端接頭、法蘭、聯軸器等組成。如下圖為十字萬向聯軸器。

柳鋼中板廠白矯直機投入使用以來，矯直機矯直輥輥頭斷、軸承爛或者支承輥斷、軸承爛的事故不斷發生，且頻率較為頻繁。1）矯直機矯直輥輥頭斷，主要斷裂面為軸承位輥頸處；2）矯直機矯直輥軸承爛，且多為傳動端軸承損壞；3）矯直機支承輥輥頸斷或軸承爛，且不易察覺，直至輥系下線維護才發現，造成設備隱患及矯直鋼板不平等問題；4）矯直輥扁頭傳動磨損快，造成矯板時接軸竄動，噪聲大，污染環境。

通過多年使用經驗以及現場分析，由于矯直輥扁頭傳動磨損快，造成矯板時接軸竄動，造成扁頭軸頸斷裂或者各支撐軸承爛。因此，考慮現將2#矯直機矯直輥系進行改造，將矯直輥輥頭換掉，重新鑲嵌輥頭，采用漸開線花鍵連接。

2.方案實施

2.1矯直輥輥頭改進

原扁頭連接形式結構簡單、易于維護也便于拆裝等，但扁頭部位磨損較快，在運轉過程中，扁頭與軸端接頭相對竄動，整根接軸晃動尤為明顯，對于整個主傳動機構產生不利影響。圖2為扁頭式矯直輥。

針對我廠2#矯直機輥備件數量眾多的特點，改造方案采用將原矯直輥扁頭斷車削掉，重新下料鑲嵌輥頭加工的方式，避免造成備件廢棄不用，并為本廠大大節約了成本。通過計算和設計，將扁頭式連接改為花鍵式連接。如圖3所示為花鍵式矯直輥。

2.2軸端接頭改造

原扁頭式矯直輥連接通過墊銅片、墊板等調整扁頭與軸端接頭套內的間隙，而扁頭磨損較快，也加速了墊板的更換速度，增加設備維護費用。如圖4為原扁頭連接式軸端接頭。

為了較少設備維護費用以及能夠與花鍵式矯直輥連接傳動，必須將原扁頭式軸端接頭也改造成花鍵式。首先，將原扁頭式軸端接頭內孔擴大到170mm；其次，將一個中170圓鋼鑲嵌入接頭套內，采用過盈配合，并通過3個定位銷固定，防止其竄動；最后，將接頭進行機加工花鍵。如下圖所示為花鍵式軸端接頭。

改造后的花鍵式連接，有效地增大了矯直輥輥頭與萬向接軸軸端接頭的接觸面積，從而增加了傳動扭矩，并且花鍵連接使工作輥起到自動定心的作用。

3.實施效果

在矯直輥未改造之前，矯直輥輥頭斷裂或軸承損壞不斷出現；頻繁更換輥系以及備輥，增大人力資源的投入，更造成了設備維護費用地不斷投入，卻不見設備維護工作得到明顯提高。而白2012年中板廠2#矯直機矯直輥傳動頭改造以來，效果非常明顯，并未再出現輥頭斷裂或者軸承損壞等故障的發生。改造后的效果主要有以下幾個方面：1）設備故障率明顯下降，近幾年未有因花鍵式矯直輥輥頭斷造成生產線停軋的事故；2）降低了矯直輥的維護費用，由原矯直輥系2個月的使用壽命提升到3個月的使用壽命；3）減少設備換輥及備輥的頻率，極大地減少維修工人的勞動量；4）降低了鋼板矯直時產生的噪音，實現了設備的高效運行，為中板廠創造了非?？捎^的經濟效益。

4.下步計劃

鑒于花鍵式矯直輥的良好運用，中板廠下步計劃將1#矯直輥扁頭式連接亦改為花鍵式連接，繼續為中板廠設備的正常運行創造更換的條件。