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　　摘　要：萊鋼中型線精軋機(jī)組E1軋邊機(jī)十字萬向接軸故障頻繁，經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)萬向接軸的軸線折角過大，使接軸在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生二次力偶矩，從而加速了十字軸及軸承的磨損。采取將減速機(jī)移位，增大萬向接軸十字軸中心距，從而減小接軸軸線折角的改進(jìn)措施，改造后，E1軋機(jī)的接軸故障明顯降低，接軸備件消耗量約為改造前的一半。
　　關(guān)鍵詞：軋邊機(jī)；萬向接軸；軸線折角
　　1　前言
　　萊鋼型鋼廠H型鋼生產(chǎn)線精軋機(jī)組由5臺萬能軋機(jī)和2臺軋邊機(jī)組成。軋邊機(jī)對軋件成型質(zhì)量至關(guān)重要，是型鋼生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備。軋邊機(jī)的傳動系統(tǒng)是該設(shè)備的重要組成部分，主要由500kW的主電機(jī)，通過一根1200mm長的浮動軸連接主減速機(jī)，減速機(jī)上下兩輸出軸通過萬向接軸與軋輥連接，實(shí)現(xiàn)軋機(jī)的動力輸入。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，軋邊機(jī)重要傳動部件萬向接軸故障頻繁，使用壽命短，成為制約生產(chǎn)穩(wěn)定、順行的瓶頸環(huán)節(jié)。為此，對軋邊機(jī)接軸故障原因進(jìn)行分析，采取相應(yīng)措施延長接軸使用壽命，降低萬向接軸故障率，以保障生產(chǎn)順行。
　　2　萬向接軸故障分析
　　2臺軋邊機(jī)與萬能軋機(jī)交叉布置，按軋制順序，分別為E1和E2軋邊機(jī)，設(shè)備參數(shù)如下：E1轉(zhuǎn)速87.3～175r/min，Z大扭矩41kN•m；E2轉(zhuǎn)速183.3～370r/min，Z大扭矩19kN•m。萬向接軸故障主要出現(xiàn)在E1軋機(jī)，故障表現(xiàn)為：使用1個月左右即出現(xiàn)異音，接軸工作側(cè)十字包軸線擺動大，進(jìn)而出現(xiàn)接軸十字包螺栓斷裂現(xiàn)象，接軸使用壽命低。
　　E1和E2的傳動方式和布置形式均完全相同，區(qū)別在于軋制力和軋制速度，E1傳動電機(jī)功率為500kW，電機(jī)轉(zhuǎn)速為500～1000r/min，減速機(jī)速比為1：5.7；E2傳動電機(jī)功率為300kW，電機(jī)轉(zhuǎn)速為500～1000r/min，減速機(jī)速比為1：2.7。主傳動電機(jī)的正常Z大負(fù)載為175%。E1和E2軋機(jī)傳動系統(tǒng)都是由電機(jī)、齒式聯(lián)軸器、減速機(jī)、萬向接軸和軋機(jī)組成，因?yàn)檐堉乒に嚨牟煌螅?架軋邊機(jī)的電機(jī)功率和減速機(jī)速比有明顯差別，但它們采用的萬向接軸的規(guī)格型號完全相同，其型號為SWZ285，接軸總長度1555mm，十字軸間距735mm。在生產(chǎn)過程中，E2軋邊機(jī)的萬向接軸故障率明顯低于E1軋邊機(jī)。根據(jù)設(shè)備檔案記錄，E2接軸的使用壽命比E1高4倍以上，同時，E1下接軸的使用壽命是上接軸2倍以上。從2臺軋邊機(jī)萬向接軸使用情況的對比分析，接軸的實(shí)際轉(zhuǎn)矩和軸線折角是導(dǎo)致2架軋機(jī)接軸壽命出現(xiàn)差異的原因，因此對這兩項參數(shù)進(jìn)行了測算、比較和分析。
　　1）接軸的轉(zhuǎn)矩測算。經(jīng)計算，E1接軸的轉(zhuǎn)矩為109.43kN•m，E2接軸的計算轉(zhuǎn)矩值更小，均小于SWZ285十字萬向接軸器的公稱轉(zhuǎn)矩（120 kN•m）。接軸轉(zhuǎn)矩測算沒有問題，因此，要提高E1接軸的使用壽命，只需從減小接軸的軸線折角方面采取措施。
　　2）萬向接軸軸線折角的驗(yàn)算與分析。E1減速機(jī)與軋輥的配置關(guān)系如圖1所示。

圖1 E1減速機(jī)與軋輥配置

　　在實(shí)際生產(chǎn)中，隨著軋輥尺寸的變化，軋機(jī)上下軋輥中心線的距離要通過調(diào)整墊片使其在498～589.2mm范圍內(nèi)。E1減速機(jī)的輸出軸中心距為670mm，接軸的兩十字軸之間的距離為735mm。減速機(jī)的實(shí)際中心線較軋制中心線偏高15mm。按照以上尺寸參數(shù)及其相對配置關(guān)系，經(jīng)計算，E1軋機(jī)上、下萬向接軸的實(shí)際軸線折角分別為7.9°～4.3°和5.5°～1.9°。E2減速機(jī)的輸出軸中心距為550mm，其他參數(shù)與E1相同。經(jīng)過計算，E2上、下接軸的軸線折角分別為3.19°～0°和0.85°～0°。
　　實(shí)際生產(chǎn)過程中，軋機(jī)調(diào)整零墊片的情況很少，上下軋輥中心距大都在540mm 左右，即E1上接軸工作的軸線折角大都＞6.2°，下接軸工作的軸線折角也都＞3.8°，而接軸的實(shí)際軸線折角太大，將會增加十字軸及軸承工作過程中的二次力偶矩，嚴(yán)重降低接軸的使用壽命。相反E2上、下接軸工作的軸線折角則大都在2°和0.8°以下。從E1和E2上、下接軸的軸線折角參數(shù)及使用壽命的對比，也證明了接軸的使用壽命與軸線折角密切相關(guān)。中型線接軸的軸線折角也不允許超過6°，而E1接軸（尤其是上接軸）的軸線折角已超出其設(shè)計許用范圍，要減少E1接軸的備件消耗，延長其使用壽命，就要對E1接軸的軸線折角參數(shù)進(jìn)行修正和優(yōu)化。
　　3　改進(jìn)措施
　　受軋機(jī)負(fù)荷和軋制速度設(shè)備參數(shù)的制約，E1減速機(jī)的規(guī)格不可能進(jìn)行縮小，既減速機(jī)的輸出中心距不能縮小，這也就意味著要降低E1接軸的軸線折角，只有采取加長接軸的辦法。
　　1）增大接軸長度。取消E1電機(jī)與減速機(jī)之間的中間軸，將減速機(jī)東移，增大減速機(jī)與軋機(jī)之間的距離，增大萬向接軸的長度，以降低接軸實(shí)際軸線折角。因減速機(jī)與電機(jī)之間有一根長為1200mm的浮動軸，可將浮動軸去掉，將減速機(jī)東移，使電機(jī)和減速機(jī)聯(lián)軸器直接相連，接軸的長度可增加1200mm，接軸加長后，其軸線折角將會大大減小，上接軸的軸線折角將由原來的6.2°左右降低到2.3°左右，下接軸的軸線折角將會控制在1.5°左右。這樣軸線折角可接近E2的水平，由于其轉(zhuǎn)速較E2低很多，因此其使用壽命將會超過或接近E2。接軸加長后（1935mm），計算得出E1上接軸的軸線折角為1.7°～1.6° ，下接軸的軸線折角為0.8°～0.75°。可見，把E1接軸加長，增大接軸十字軸中心距，接軸的軸線折角會明顯降低，將大幅改善接軸運(yùn)行平穩(wěn)性。因此，將接軸加長方案可行。
　　2）接軸選型核定。因E1電機(jī)功率、電機(jī)轉(zhuǎn)速和減速機(jī)速比等設(shè)備參數(shù)沒有改變，接軸轉(zhuǎn)矩仍為109.43kN•m，仍然小于SWZ285接軸的公稱轉(zhuǎn)矩。因此，確定改造后E1接軸仍然采用SWZ285型號。在更換軋機(jī)時，需要接軸支撐裝置托住接軸，接軸加長后其重量會增加，因此需要驗(yàn)算接軸支撐的能力。經(jīng)驗(yàn)算，接軸支撐液壓缸完全滿足改造后接軸的使用要求。
　　4　改進(jìn)效果
　　E1萬向接軸采取改進(jìn)措施后，運(yùn)行非常平穩(wěn)，故障率明顯降低，E1接軸的更換次數(shù)與E2接軸基本持平，其備件消耗量約為改造前的一半。E1接軸軸線傾角的改進(jìn)取得了很好的效果，為萊鋼中型線的生產(chǎn)順行提供了保障。