摘要：本文通过对河钢邯钢线棒材厂棒一轧钢车间热连轧机列传动轴在线运行故障状况进行分析，针对花键轴异常磨损及更换作业劳动强度过大等问题，提出了相对可行的解决对策和改进措施，提高设备运转稳定性，降低了生产成本，提升公司产品质量，同时减轻了职工劳动强度，取得了良好的经济效益和社会效益。
关键词：渐开线花键；矩形花键；胶木轴瓦；摩擦系数；抗压强度；弯矩负载
1、前言
河钢邯钢线棒材厂棒一轧钢车间热连轧机列各架次轧机在实际生产过程中由于机架窗口衬板与辊箱之间间隙大、接轴振动、压下压不住等原因造成该区域堆、顶钢事故较多，影响换辊节奏及轧钢生产稳定性，同时轧机机列传动轴在实际生产运行过程中因过载、振动、磨损等外界因素影响往往会出现十字关节轴承损坏、连接螺栓断裂、花键轴及花键套筒齿磨损等传动部件异常损坏，不仅导致传动设备功能精度无法保证影响轧机生产稳定运行，而且对产线备件成本费用的降低带来很大负担，尤其是粗轧机列传动轴与轧机辊脖配合的接轴轴套连接方式不合理问题，在事故抢修或计划检修作业过程中给职工带来很大的劳动强度，维修作业时间较长导致生产作业时间无法保证，不利于产量效益的有效提升。
2、原因分析
2.1 粗轧机列传动轴原设计为内、外花键连接，设计型式均为渐开线花键轴。该花键轴装配结构优点是齿数多、齿根部厚，承载能力强，安装精度高，且相同外形尺寸下花键小、径大，有利于增加轴的刚度，但在实际使用过程中因花键模数小，磨损后极易造成打齿事故，影响生产稳定性，停机处理增加了维修人员劳动强度，造成产量及成本指标的亏损。
2.2 粗轧机列传动轴由于受原有厂房位置改造限制，该传动轴设计较长，设计使用过程中，必须使用胶木轴瓦托架，以降低轴在传动过程中产生的弯矩负载，胶木轴瓦在使用中与轴之间产生旋转摩擦，需要浇冷却水进行降温，冷却水在使用过程中容易流进花键轴里，造成花键轴润滑困难，花键齿磨损较快。
2.3 因传动轴设计较长且整体跨越两个厂房，给更换作业带来很大的困
难，需要同时使用两步天车协调作业增加了不安全因素，容易造成人员及设
备的触碰伤害，同时原花键轴内花键套筒上没有设计加油孔装置，导致花键磨损较快，单纯从外侧花键抹油保证不了润滑效果。
3、解决对策和改进措施：
3.1 粗轧机列传动轴托架瓦材质改进
粗轧机列传动轴托架瓦原有材质为铜瓦，在实际使用过程中磨损周期较快、且减震性能不好，维护不方便，增加了设备维护强度，铜瓦成本较高，在目前钢铁市场情况不好的情况下不利于成本费用的降低，通过选材分析，胶木瓦在实际应用当中所具有的摩擦系数非常小，与金属对比削减功率丢失15-20%；其次，能够节省很多有色金属，既提高了利用率，又降低了成本；第三、有杰出的机械性能，有满足的抗压强度和抗疲劳强度，弹性模数小，能吸收振动，胶木瓦外表受压均匀，不会变形；第四、光滑剂运用方便，能够运用自来水和乳剂，降级成本等优点。
下图为改进后的传动轴托架瓦结构：
3.2改进粗轧机列传动轴轴头连接方式
将粗轧机列传动轴与轧机辊脖配合部位一侧的接轴轴套连接方式由原双头螺柱连接改为螺栓连接，在加工工艺上需要进行如下改进：1、在原花键轴法兰盘端面上重新加工螺栓孔；2、在接轴轴套外圆弧面上用铣刀加工出螺栓穿入通道导向槽，其位置要保证与花键轴法兰盘端面上加工的螺栓孔位置一致。
以下为现场改进图片
1、两种连接方式对比图：
3.3 改进粗轧机列传动轴花键连接方式。
针对花键轴磨损较快问题大胆提出将渐开线花键改为矩形花键。矩形花键的优点：精度高，稳定性好，易于加工，耐磨性好；针对接轴托架胶木瓦冷却水易进花键造成花键轴磨损加剧及花键轴设计较长，一旦出现问题，更换较为困难的问题大胆提出将花键轴内花键部位与传动轴分开，设计法兰联接，并将托架设计在法兰内侧；针对花键轴、花键套无法在线加油问题提出在花键套上部设计加油孔保证花键润滑效果、提高使用寿命。
4、结语
河钢邯钢线棒材厂棒一生产线2018年三季度通过对热连轧机列花键轴结构方式改进降低了花键磨损程度提高传动轴使用寿命，减轻维修人员更换花键轴作业时间和危险因素，粗轧机列传动轴因花键润滑不良磨损加剧故障造成事故检修更换和计划检修更换的停车时间比2017年同期减少20小时，机时产量按100吨/小时计算，螺纹钢利润按照200元/吨，产生经济效益：20小时×100吨/小时×200元/吨=40万元，所轧制钢材质量得到了保证，有力地维护了邯钢钢材的品牌形象，取得了巨大的经济和社会效益。
参考文献：
[1] 《机械设计手册》化学工业出版社1982.12北京第2版
[2] 《机械制造技术装备及设计》天津大学出版社1998.8第1版
[3] 李曼云主编.小型型钢连轧生产工艺与设备[M].冶金工业出版社，1999.
论文作者:王明光
论文发表刊物:《基层建设》2019年第9期
论文发表时间:2019/6/26
标签：花键论文; 花键轴论文; 轧机论文; 传动轴论文; 磨损论文; 作业论文; 托架论文; 《基层建设》2019年第9期论文;