輥端軸套的優(yōu)化設(shè)計(jì)，提高壽命，降低成本

來源：金屬加工 2020-05-05 瀏覽：2616

【緊固件工業(yè)網(wǎng)】某鋼廠2 032mm熱軋粗軋主傳動接軸出現(xiàn)晃動，傳動軸兩端分別以電動機(jī)和工作輥為固定支撐點(diǎn)，傳動軸大部分質(zhì)量由平衡油缸支撐，工作輥扁頭與輥端軸套是間隙配合且無潤滑，在工作過程中會發(fā)生相對運(yùn)動，產(chǎn)生磨損，由于輥端軸套及工作輥扁頭磨損，導(dǎo)致傳動軸晃動，引起設(shè)備工況惡化，十字包壽命降低，各部緊固螺栓斷裂，輥端軸套圓角產(chǎn)生裂紋，導(dǎo)致設(shè)備停機(jī)。十字包及扁頭套使用周期短，維修頻繁，維修成本高，若處理不當(dāng)甚至?xí)斐芍卮笤O(shè)備損壞事故。

從使用監(jiān)測數(shù)據(jù)觀察，輥端軸套內(nèi)孔磨損呈外大內(nèi)小擴(kuò)口形式。通過現(xiàn)場查看以及和其他輥端軸套對比，最終確定原因?yàn)閭鲃虞S輥端以扁頭套圓弧及襯板安裝面為定位面，由于該兩面存在磨損，導(dǎo)致接軸不能完全定位，產(chǎn)生晃動。

一、輥端軸套結(jié)構(gòu)

輥端軸套是連接萬向接軸與軋輥的重要傳動件。圖1所示為該鋼廠輥端軸套結(jié)構(gòu)，其主要由軸套和襯板兩部分組成。該結(jié)構(gòu)在使用過程中，由于輥端軸套扁孔圓弧面及襯板槽各面磨損量大，與工作輥配合間隙變大，導(dǎo)致主傳動軸產(chǎn)生晃動，設(shè)備壽命不及預(yù)期。

圖1　輥端軸套結(jié)構(gòu)

二、輥端軸套組件磨損量大的原因分析

分析造成輥端軸套組件磨損量較大的原因如下：

1）如圖1所示，該輥端軸套與軋輥配合面較短，且無內(nèi)、外定心結(jié)構(gòu)。輥端軸套實(shí)際裝配與軋輥為間隙配合，且使用過程中輥端軸套會出現(xiàn)周期性的輕微徑向擺動，最終出現(xiàn)孔口磨損大、底部磨損小的錐型，從而導(dǎo)致接軸出現(xiàn)晃動。

2）輥端軸套中僅襯板面淬火處理，軸套扁孔圓弧面及襯板槽各面均為調(diào)質(zhì)硬度，表面擠壓強(qiáng)度較低，使用過程中易磨損。

3）使用過程中，軋輥端冷卻水容易從軋輥與軸套端面縫隙處進(jìn)入輥端軸套內(nèi)部，引起各配合面銹蝕，加速輥端軸套的磨損。

三、優(yōu)化設(shè)計(jì)

優(yōu)化后結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2　優(yōu)化后結(jié)構(gòu)

（1）整體結(jié)構(gòu)　原輥端軸套為襯板結(jié)構(gòu)，襯板通過螺栓與軸套聯(lián)接，工作過程中襯板受力作用造成螺栓松動。改進(jìn)后設(shè)計(jì)方案為無襯板整體結(jié)構(gòu)，避免螺栓松動的發(fā)生。

（2）扁孔位熱處理　軸套內(nèi)孔扁位平面淬火，硬度45～50HRC，深度2.0～2.5mm。提高軸套表面的接觸強(qiáng)度，從而降低軸套扁面的磨損。

（3）圓弧面激光熔覆　軸套內(nèi)孔圓弧面（φ 700mm）進(jìn)行激光熔覆處理，堆焊耐磨合金，熔覆層硬度45～50HRC，深度2mm，提升耐磨、耐沖擊性能。

（4）增加與軋輥的定心裝置　將輥端軸套φ 500mm圓弧面表面淬火處理，用以起定心作用，在軋輥端面增加定心環(huán)與φ 500mm圓弧面配合，如圖3所示。

圖3　軋輥改制結(jié)構(gòu)

優(yōu)化后輥端軸套在線磨損量大大降低，接軸傳動平穩(wěn)，使用壽命明顯提升，降低了維護(hù)成本以及更換頻率，滿足了鋼廠的使用需求。

（5）軸套與軋輥間增加密封結(jié)構(gòu)　軸套端面與軋輥之間的間隙用密封圈來包裹，密封圈一端固定在輥端軸套端面，另一側(cè)套在軋輥頭部，避免使用過程中軸套扁孔進(jìn)水引起銹蝕而加速軸套的磨損。

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