李东笃

(山钢股份莱芜分公司特钢事业部，山东 莱芜 271105)

一、前言

莱钢小型合金钢生产线主要生产12～60mm合金钢圆，年产36万t。自投产以来，连轧机组2#、4#机列出现减速机打齿、断轴、轴承损坏、联轴器磨损快等缺陷，故障频率高维修成本大，严重制约该线生产，为此，实施了针对性优化改造。

二、机组主要缺陷

(1)原减速机内部结构复杂，整体刚性差，轴承易损坏、轴肩位置易疲劳断裂；减速机内支撑筋板偏薄，整体刚度差，壳体严重变形(图1)。

图1 改进前减速机结构及传动原理示意图

(2)电机与减速机之间的弹性柱销联轴器磨损快，误差补偿量较小，磨损后受力不均，尼龙柱销经常被切断，导致电机振动严重，寿命降低。

(3)减速机输出轴联轴器允许角位移量小，导致齿面磨损快，使用寿命低，更换维修麻烦。

三、改进措施

1.减速机结构改进(图2)

(1)改进减速机的传动形式。在传动比、承载载荷不变的情况下，将原结构6级传动改为4级，结构简化，去掉原惰轮轴系。

图2 改进后减速机结构及传动原理示意图

(2)缩短各传动轴的长度，增大轴的刚度。其中输入轴的长度由1 700mm缩短到1 030mm；原最长轴1 760mm缩短到1 350mm；减速机壳体尺寸缩小，整机刚度大幅提高。

(3)所有齿轮毛坯均采用锻件，不再采用原焊接结构，增强了正轮抗交变载荷能力。

(4)优化设计壳体轴承孔的位置，便于加工和精度的提高。

(5)新轴承的最短计算寿命在3.5年以上，远高于原设计使用寿命。

(6)润滑系统由机外润滑改为机内润滑，减少泄漏。

2.电机与减速机间联轴器的改进

原电机与减速机之间的联轴器的是弹性柱销式联轴器，使用寿命低。

优化改进后采用鼓形齿式联轴器(图3)。此联轴器具有以下特点。

(1)承载能力强，规格相同时比原联轴器承载能力提高15%～20%。

(2)角位移补偿量大。鼓形齿式联轴器的许用角位移为1.5°，而原联轴器许用补偿量仅为径向0.15～0.25mm，角向0.5°。

(3)鼓形齿面使内、外齿的接触条件得到改善，齿面磨损慢，降低了噪声，维修周期长。

(4)外齿套齿端呈喇叭形状，使内、外齿装拆十分方便。

(5)传动效率高达99.7%。

3.减速机与轧机间万向节联轴器的改进

原使用的是GSL-Z355型齿式联轴器，其与减速机联接处为球面齿，存在以下缺。

(1)允许摆角度小(＜1.5°)，磨损快，寿命低，调整难度大，操作不便。

(2)由于垂直使用，润滑油容易泄漏造成磨损。

优化改进将原联轴器的上部齿式联接方式改为万向结构 (图 3)。

改进后具有以下优点。

(1)允许折角增大为2.5～5°，完全满足正常生产要求。

(2)减少了漏油现象，解决了润滑不良的问题。

(3)安装简单，使用方便，故障较少。

图3 改进后万向节联轴器

四、结论

通过对连轧2#、4#主传动系统的优化改造，运行3年多以来，设备运行稳定可靠，备件维修费用、维修工作量明显降低，经济效益显著，为该轧线的稳定顺行和产能的提升提供可靠的设备保证。

[1] 成大先. 机械设计手册[M]，北京: 化学工业出版社， 2002.

[2] 文斌. 联轴器设计选用手册[M]， 北京: 机械工业出版社，2009.

[3] 李曼云. 小型型钢连轧生产工艺与设备[M], 北京: 冶金工业出版社, 1999.