ESP熱連軋機組卷取機助卷輥接軸損壞分析

穆允全，葛盛濤，孟祥坤（日照鋼鐵控股集團有限公司設備處，山東 日照 276806）

ESP熱連軋機組卷取機助卷輥接軸損壞分析

穆允全，葛盛濤，孟祥坤
（日照鋼鐵控股集團有限公司設備處，山東 日照 276806）

日照鋼鐵控股集團有限公司ESP全連鑄連軋產線是一條僅180米長，可以生產國際一流的0.8mm超薄熱軋鋼卷的全球第二條生產線，填補了國內空白，產線生產的以熱代冷的優質鋼卷廣泛應用于食品包裝、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助卷輥傳動機構使用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擔，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提出建議。

ESP；助卷輥；接軸；損壞

助卷輥傳動機構使用SWC型萬向軸，接軸正常使用壽命應在12個月以上，但ESP自投產后接軸頻繁損壞，接軸平均使用壽命不足6個月，接軸損壞下線后公司設備處對其進行了修復跟蹤并對接軸損壞原因進行分析。

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，驅動其工作的萬向軸即為助卷輥萬向軸，負責將動力傳遞到工作輥。因為卷取的過程中，需要有大量的冷卻水進行降溫，帶鋼頭部沖擊、同時鋼卷直徑由小到大，而動力端電機減速機的位置固定不動，因此萬向軸工作過程中，不間斷地做擺動以及拉伸的運動。

圖1　ESP卷取機助卷輥萬向接軸外形圖

2　接軸損壞統計

每條ESP生產線助卷輥接軸在線12根。自2015年1月份調試至2016年1月兩條ESP產線共損壞下線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及帶負載的情況下進行頻繁變化，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下的拉伸運動，花鍵副特別容易出現磨損，因此花鍵副齒面要求進行硬化處理，通常采用氮化或者涂塑處理。花鍵一旦出現磨損，花鍵處間隙變大，萬向軸的動平衡狀態將會被破壞，易造成成萬向軸的跳動、甩動等，直接導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；如果萬向軸制造設計過程中，角度達不到實際使用工況的要求，會造成十字包十字叉相互干涉，十字叉的相互干涉會產生較大的切力將導致萬向軸在很短時間內損壞。

3.3助卷輥萬向軸轉速較高

萬向軸轉動速度一般在 1000轉/min以上，（ESP助卷輥為 980轉/min），ESP卷取機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行加工減少軸體不平衡量；動平衡測試后應選擇合適位置進行焊接配重，確保萬向軸的動平衡性能滿足使用要求。現場使用萬象接軸動平衡配重焊接不規范、配重較大，過量焊接容易導致接軸本體焊接應力變形。

3.4受設備冷卻水沖刷

現場工作環境較差，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，受設備冷水沖刷，十字包長期處于進水狀態，大量的水容易進入十字包軸承，果沒有好的密封，極易導致軸承缺油損壞。

4　損壞的萬向軸拆檢結果

萬向軸的核心部件軸承密封件損壞，潤滑裝置缺失，導致潤滑油不能儲存；花鍵付齒側間隙過大，同時部分萬向軸動平衡配重較大，而且處于接管中間位置，焊接位置無統一要求，造成整軸彎曲，十字軸總成已經磨損嚴重，關節間隙過大，已不具備動平衡檢查的條件，因此無法進行動平衡實驗。

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要求表，十字包軸承密封建議使用進口Viton（氟橡膠）密封圈、要求對十字軸以及軸承花鍵副進行鍍鎳處理，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，減少配重塊質量、配重塊焊接位置應位于十字包附近，避免在接軸中部焊接，并控制焊接量。

5.2日常維護建議

①合理修改潤滑周期，尤其是靠近卷取機側十字包軸承，可適當縮短潤滑周期增加潤滑量。定期對伸縮軸位置進行適當潤滑。

②調節設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水。延長軸承使用壽命。

③基于接軸工作位置無法做到不進水的實際情況，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致異常接軸振動的發生，建議縮短萬向軸聯軸器螺栓緊固周期，提高緊固螺栓強度等級保證緊固到位。

［1］王建農等.JB/T 5513-2006SWC型整體叉頭十字軸式萬向聯軸器［S］.中國機械工業聯合會，2006.

［2］楊貴明 .SWC型十字軸式萬向聯軸器［M］.機械工程師，1994（01）. ［3］陳天宇.萬向十字軸式聯軸器選型分析［M］.研究與應用，2007（01）.

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

穆允全（1986-），男，助理工程師，軋延技術工程師。