ESP热连轧机组卷取机助卷辊接轴损坏分析

穆允全，葛盛涛，孟祥坤（日照钢铁控股集团有限公司设备处，山东 日照 276806）

ESP热连轧机组卷取机助卷辊接轴损坏分析

穆允全，葛盛涛，孟祥坤
（日照钢铁控股集团有限公司设备处，山东 日照 276806）

日照钢铁控股集团有限公司ESP全连铸连轧产线是一条仅180米长，可以生产国际一流的0.8mm超薄热轧钢卷的全球第二条生产线，填补了国内空白，产线生产的以热代冷的优质钢卷广泛应用于食品包装、小家电面板、汽车板、集装箱板等。成品钢带打捆收集装置卷取机助卷辊传动机构使用SWC型万向轴，接轴使用寿命较低更换较频繁不但消耗大量备件也增加了维修人员的劳动负担，通过对接轴对比分析找到接轴损坏的原因并对后期备件提报及维护提出建议。

ESP；助卷辊；接轴；损坏

助卷辊传动机构使用SWC型万向轴，接轴正常使用寿命应在12个月以上，但ESP自投产后接轴频繁损坏，接轴平均使用寿命不足6个月，接轴损坏下线后公司设备处对其进行了修复跟踪并对接轴损坏原因进行分析。

1　助卷辊万向轴工作介绍

助卷辊为辅助卷筒把钢卷打捆夹紧的工作辊，驱动其工作的万向轴即为助卷辊万向轴，负责将动力传递到工作辊。因为卷取的过程中，需要有大量的冷却水进行降温，带钢头部冲击、同时钢卷直径由小到大，而动力端电机减速机的位置固定不动，因此万向轴工作过程中，不间断地做摆动以及拉伸的运动。

图1　ESP卷取机助卷辊万向接轴外形图

2　接轴损坏统计

每条ESP生产线助卷辊接轴在线12根。自2015年1月份调试至2016年1月两条ESP产线共损坏下线28根。

3　万向接轴工作特性

3.1工作过程中长度变化

由于助卷辊处于卷钢位置及打开位置时接轴长度在旋转及带负载的情况下进行频繁变化，因此对伸缩位置的花键副的耐磨要求很高针对万向轴在受力状态下的拉伸运动，花键副特别容易出现磨损，因此花键副齿面要求进行硬化处理，通常采用氮化或者涂塑处理。花键一旦出现磨损，花键处间隙变大，万向轴的动平衡状态将会被破坏，易造成成万向轴的跳动、甩动等，直接导致十字包轴承的损坏。

3.2工作过程中角度变化

由于助卷辊位置存在变化，万向轴通过十字包完成角度变化，由于四个助卷辊的电机位置不同，个别位置工作角度近 20°，十字包许用工作角度在万向轴的轴承寿命校核中，处于分母的位置，角度越大寿命越短。因此大角度直接影响了万向轴的轴承寿命；如果万向轴制造设计过程中，角度达不到实际使用工况的要求，会造成十字包十字叉相互干涉，十字叉的相互干涉会产生较大的切力将导致万向轴在很短时间内损坏。

3.3助卷辊万向轴转速较高

万向轴转动速度一般在 1000转/min以上，（ESP助卷辊为 980转/min），ESP卷取机助卷辊接轴长度与直径比大于10:1（长2395、直径142），此轴属于高要求部件，对动平衡有极高的要求。对该类万向轴，一般采用高精密冷拔无缝管进行加工减少轴体不平衡量；动平衡测试后应选择合适位置进行焊接配重，确保万向轴的动平衡性能满足使用要求。现场使用万象接轴动平衡配重焊接不规范、配重较大，过量焊接容易导致接轴本体焊接应力变形。

3.4受设备冷却水冲刷

现场工作环境较差，密封要求高，通常要求十字轴镀镍处理，助卷辊万向轴靠近助卷辊端的轴承，受设备冷水冲刷，十字包长期处于进水状态，大量的水容易进入十字包轴承，果没有好的密封，极易导致轴承缺油损坏。

4　损坏的万向轴拆检结果

万向轴的核心部件轴承密封件损坏，润滑装置缺失，导致润滑油不能储存；花键付齿侧间隙过大，同时部分万向轴动平衡配重较大，而且处于接管中间位置，焊接位置无统一要求，造成整轴弯曲，十字轴总成已经磨损严重，关节间隙过大，已不具备动平衡检查的条件，因此无法进行动平衡实验。

5　建议

5.1新制备件建议

新备件提报计划时建议提供技术要求表，十字包轴承密封建议使用进口Viton（氟橡胶）密封圈、要求对十字轴以及轴承花键副进行镀镍处理，建议轴体材料选用高精密冷拔无缝管，加工过程中注意控制接轴不平衡量，减少配重块质量、配重块焊接位置应位于十字包附近，避免在接轴中部焊接，并控制焊接量。

5.2日常维护建议

①合理修改润滑周期，尤其是靠近卷取机侧十字包轴承，可适当缩短润滑周期增加润滑量。定期对伸缩轴位置进行适当润滑。

②调节设备冷却水量及喷嘴角度，尽量减少冷却水喷溅，避免造成十字包轴承进水。延长轴承使用寿命。

③基于接轴工作位置无法做到不进水的实际情况，建议选用含耐水基润滑脂，减少油脂流失及乳化失效，保证润滑效果。

④接轴连接螺栓松动也会导致异常接轴振动的发生，建议缩短万向轴联轴器螺栓紧固周期，提高紧固螺栓强度等级保证紧固到位。

［1］王建农等.JB/T 5513-2006SWC型整体叉头十字轴式万向联轴器［S］.中国机械工业联合会，2006.

［2］杨贵明 .SWC型十字轴式万向联轴器［M］.机械工程师，1994（01）. ［3］陈天宇.万向十字轴式联轴器选型分析［M］.研究与应用，2007（01）.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.14.021

穆允全（1986-），男，助理工程师，轧延技术工程师。