沈一名　吳世祥　杜德浪

（泰爾重工集團(tuán)股份有限公司）

從結(jié)構(gòu)優(yōu)化和激光熔覆耐磨材料兩個(gè)方面對(duì)某鋼廠輥端軸套進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，提高其使用壽命，降低了維護(hù)成本和更換頻率，滿足了鋼廠的使用需求。

某鋼廠2 032mm熱軋粗軋主傳動(dòng)接軸出現(xiàn)晃動(dòng)，傳動(dòng)軸兩端分別以電動(dòng)機(jī)和工作輥為固定支撐點(diǎn)，傳動(dòng)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(wú)潤(rùn)滑，在工作過(guò)程中會(huì)發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生磨損，由于輥端軸套及工作輥扁頭磨損，導(dǎo)致傳動(dòng)軸晃動(dòng)，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(cè)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(guò)現(xiàn)場(chǎng)查看以及和其他輥端軸套對(duì)比，Z終確定原因?yàn)閭鲃?dòng)軸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(dòng)。

1　輥端軸套結(jié)構(gòu)

輥端軸套是連接萬(wàn)向接軸與軋輥的重要傳動(dòng)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(guò)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(dòng)軸產(chǎn)生晃動(dòng)，設(shè)備壽命不及預(yù)期。

圖1　輥端軸套結(jié)構(gòu)

2　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(wú)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(guò)程中輥端軸套會(huì)出現(xiàn)周期性的輕微徑向擺動(dòng)，Z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(dòng)。

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(guò)程中易磨損。

3）使用過(guò)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。

3　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(guò)螺栓與軸套聯(lián)接，工作過(guò)程中襯板受力作用造成螺栓松動(dòng)。改進(jìn)后設(shè)計(jì)方案為無(wú)襯板整體結(jié)構(gòu)，避免螺栓松動(dòng)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)

（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(lái)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(guò)程中軸套扁孔進(jìn)水引起銹蝕而加速軸套的磨損。

4　結(jié)語(yǔ)

優(yōu)化后輥端軸套在線磨損量大大降低，接軸傳動(dòng)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。

來(lái)源：《金屬加工(冷加工)》 2019年11期