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【摘要】轧钢厂棒线分厂随着产品结构的不断优化和产量的不断增加，3#轧机减速箱负荷也会跟着增加，同时加之齿轮轴发生变形、设备事故率以及折断的增加，很大程度上制约了生产节奏。本文通过对齿轮改型和其它技术手段的综合运用，达到满足生 产、提高作业率、降低成本、创造最高效益的目的。
【关键词】减速箱；齿轮断裂；技术攻关；改型
0.引言
棒线厂棒材机组主轧机由原设计产量的30万吨增加到目前的100余万吨，其减速箱使用寿命的长短直接制约着机组产能水平的发挥，棒线厂棒材机组随着产品结构的不断优化和调整、逐年产量的不断递增，3#轧机减速箱负荷也会跟着增加，同时加之齿轮轴发生变形、设备事故率以及折断的增加，很大程度上制约了生产节奏。
1.结构原理分析
粗轧平式3#轧机减速箱通过轧机主电机Z400-3B驱动，电机额定功率350KW，最大输出扭矩280KN.m，输出轴中心矩520mm，机架移动速度5/10mm/s，机架移动行程680mm，减速箱为斜齿减速箱，速比为89.523。减速箱共有齿轮轴5副，齿轮3副，输出轴7、8通过无键锥孔过盈连接法兰和万向轴连接，万向轴联轴器箱体固定在主轴托架上，依托平衡链调整平衡和减震，联轴器箱体和轧机轧辊连接，从而达到连接和传递动力、扭矩的目的。
2.轧机减速箱应用暴露问题分析
2.1因3#减速箱产量提高而暴露的问题
3#轧机减速箱1轴同轴度原设计要求达到0.02mm，因负荷增加，1轴易发生弯曲，弯曲后同轴度最大下降到0.20ｍｍ-0.26mm，严重影响了1轴和2.轴啮合精度，引起振动，大大降低了轴承使用寿命和齿轮的使用寿命。当啮合部位发生靠东北角齿折断、剥落、点蚀时又没有及时发现，则会造成三轴齿轮损坏或者推键事故。③齿轮箱2轴自2010年1月-8月出现4次断裂，在2010年3月14日出现第二次断裂，经过细致的分析研究，认为3#轧机2轴总长916mm，其2端支点长度为858mm，其第二小断面直径是Φ135mm，且其长度是330mm，构成典型的大开档细长轴传动结构，另外齿的传动集中在箱体的左端，产生偏载。
2.2因二轴齿轮轴点蚀、剥落、断齿、齿轮轴折断，发生的事故
二轴东北侧(靠轧机卡盘侧)减速箱轴承座下部磨损严重，半径方向最大处达0.32mm，造成1、2轴及2、3轴齿轮啮合精度下降、齿轮寿命和轴承寿命降低。②3#减速箱三轴南北两侧(电机侧和轧机卡盘侧)的轴承座孔磨损严重，半径方向最大达0.50mm，影响啮合精度，振动加剧，使三轴轴承和齿轮易点蚀、剥落，且三轴轴承不易检查，往往不及时发现造成较大设备事故，而且事故的扩大化会造成减速箱箱体的严重破坏，给事故处理带来了较大的困难。3＃轧机减速箱透视孔上箱体有4个，下箱体有3个，每个透视孔有12个M10×30螺栓，所以对轧机减速箱的检查，只能利用1小时以上的检修才能对其进行彻底的检查，而且隐蔽的轴承部位还不能被检查到，所以很多隐患不能及时发现，定修利用不上，小隐患因为没有及时发现酿成了设备事故，给点检定修工作带来了很多不便和无奈。
2.3 #轧机减速箱事故统计
以上暴露的问题已严重制约了1＃轧机减速箱优越性能的正常发挥，经过统计自2006年到2008年减速箱齿轮点蚀、剥落、断齿、弯曲变形、轴承损坏共24起。3#轧机减速箱事故率、检修周期、备件成本、工人劳动量逐渐增加，大大制约了生产效能的充分发挥。
3.进行可行性分析，采取有效技改措施
根据轴的结构和传动扭矩进行分析计算，其危险断裂面在Φ140mm与2端变径应力集中处，将轴的直径由Φ140mm改为Φ190mm，可避免轴产生弯曲，达到消除由于轴弯曲造成的齿轮啮合过程中接触不良而产生的载荷集中，同时提高轴因转矩引起的脉动循环的切应力而产生的疲劳损坏。齿轮轴未加粗前3#减速箱受力分析，原载荷72.74MPa，原最大偏转角220.5787μm，扭转角度=.0306度。齿轮轴未加粗前3#减速箱受力分析：新设计载荷59.169Mpa。新设计最大偏转角165.7019μm，扭转角度=0256度。
3.1 3#轧机减速箱2轴改造前后参数对比
①改造前参数：最大压力=72.7MPa扭转角度=0.0306度质量=129.034kg最大偏转=220.5787μm。改造后参数：最大压力=59.2MPa扭转角度=0.0256度质量=140.967kg最大偏转=160.7019μm。③由此参数对比可见：最大压力下降，扭转角度下降，备件质量增加，最大偏转下降。
3.2提高热处理工艺
齿部渗碳淬火由效硬化层深度由原来的0.85mm加深到(1.2-1.8)mm。齿面硬度由原来的HRC：55-58提高到现在的HRC：58-62，芯部硬度达HRC36-42。③热处理符合国家《渗碳齿轮热处理质量检验规定》的要求。
3.3轮齿鼓形齿修形，加宽三轴齿轮齿宽
齿根圆滑过渡。齿顶沿齿长方向倒圆R0.6。齿廓倒棱0.9X45°。三轴齿轮齿宽由原来的280mm加大到现在的300mm。
3.4透视孔盖改进，改为分体旋转式
利用生产5分钟换槽可进行1次4个透视孔的打开检查工作，加大了减速箱的检查频率和对事故隐患的控制力度，同时降低了材料成本。
4.效果检查
提高作业率：检修次数由2010年的每月2次降低到2011年每6个月1次，到2012年的每年1次。备件使用周期由原来2010年的最短的0.8个月增长到2012年的24个月。③备件成本得到了有效控制：由原2010年的9.96万元降低到2012年的0.42万元。
5.遗留问题和巩固措施
加强标准化作业的学习，将3#减速箱技改后的齿隙和啮合标准规范纳入标准化作业文件，技改图纸及时归档，并做好标示。加强维护人员的培训，理论联系实际，开展类似的减速箱安装、调整培训，提高经验水平,存档。对3#减速箱事故备件要加强备件材质要求和热处理工艺标准，备件入库，严格把关。因3#轧机减速箱承载能力加强，在超负荷的情况下，轧机的薄弱环节将转移，如：安全销选型，万向轴联接螺栓和法兰的强度等都有待改进。
【参考文献】
［１］余军．二棒粗轧机减速箱传动输出装置的改进与维护要点[J].柳钢科技，2011(06).
［２］张继东，苏冬艳．浅谈数控机床故障检测方法及维修要点[J]．河北能源职业技术学院学报，2003(03).
［３］张学文，刘文彦，郭奇．普通车床溜板箱典型故障建模及模式分析[J].山西机械，2002(01).
［４］孙美丽，孟凯，张直明.轧机支承辊油膜轴承动压特性的研究[A]．第七届中国轧机油膜轴承技术研讨会论文集[C]．2004.
【关键词】减速箱；齿轮断裂；技术攻关；改型
0.引言
棒线厂棒材机组主轧机由原设计产量的30万吨增加到目前的100余万吨，其减速箱使用寿命的长短直接制约着机组产能水平的发挥，棒线厂棒材机组随着产品结构的不断优化和调整、逐年产量的不断递增，3#轧机减速箱负荷也会跟着增加，同时加之齿轮轴发生变形、设备事故率以及折断的增加，很大程度上制约了生产节奏。
1.结构原理分析
粗轧平式3#轧机减速箱通过轧机主电机Z400-3B驱动，电机额定功率350KW，最大输出扭矩280KN.m，输出轴中心矩520mm，机架移动速度5/10mm/s，机架移动行程680mm，减速箱为斜齿减速箱，速比为89.523。减速箱共有齿轮轴5副，齿轮3副，输出轴7、8通过无键锥孔过盈连接法兰和万向轴连接，万向轴联轴器箱体固定在主轴托架上，依托平衡链调整平衡和减震，联轴器箱体和轧机轧辊连接，从而达到连接和传递动力、扭矩的目的。
2.轧机减速箱应用暴露问题分析
2.1因3#减速箱产量提高而暴露的问题
3#轧机减速箱1轴同轴度原设计要求达到0.02mm，因负荷增加，1轴易发生弯曲，弯曲后同轴度最大下降到0.20ｍｍ-0.26mm，严重影响了1轴和2.轴啮合精度，引起振动，大大降低了轴承使用寿命和齿轮的使用寿命。当啮合部位发生靠东北角齿折断、剥落、点蚀时又没有及时发现，则会造成三轴齿轮损坏或者推键事故。③齿轮箱2轴自2010年1月-8月出现4次断裂，在2010年3月14日出现第二次断裂，经过细致的分析研究，认为3#轧机2轴总长916mm，其2端支点长度为858mm，其第二小断面直径是Φ135mm，且其长度是330mm，构成典型的大开档细长轴传动结构，另外齿的传动集中在箱体的左端，产生偏载。
2.2因二轴齿轮轴点蚀、剥落、断齿、齿轮轴折断，发生的事故
二轴东北侧(靠轧机卡盘侧)减速箱轴承座下部磨损严重，半径方向最大处达0.32mm，造成1、2轴及2、3轴齿轮啮合精度下降、齿轮寿命和轴承寿命降低。②3#减速箱三轴南北两侧(电机侧和轧机卡盘侧)的轴承座孔磨损严重，半径方向最大达0.50mm，影响啮合精度，振动加剧，使三轴轴承和齿轮易点蚀、剥落，且三轴轴承不易检查，往往不及时发现造成较大设备事故，而且事故的扩大化会造成减速箱箱体的严重破坏，给事故处理带来了较大的困难。3＃轧机减速箱透视孔上箱体有4个，下箱体有3个，每个透视孔有12个M10×30螺栓，所以对轧机减速箱的检查，只能利用1小时以上的检修才能对其进行彻底的检查，而且隐蔽的轴承部位还不能被检查到，所以很多隐患不能及时发现，定修利用不上，小隐患因为没有及时发现酿成了设备事故，给点检定修工作带来了很多不便和无奈。
2.3 #轧机减速箱事故统计
以上暴露的问题已严重制约了1＃轧机减速箱优越性能的正常发挥，经过统计自2006年到2008年减速箱齿轮点蚀、剥落、断齿、弯曲变形、轴承损坏共24起。3#轧机减速箱事故率、检修周期、备件成本、工人劳动量逐渐增加，大大制约了生产效能的充分发挥。
3.进行可行性分析，采取有效技改措施
根据轴的结构和传动扭矩进行分析计算，其危险断裂面在Φ140mm与2端变径应力集中处，将轴的直径由Φ140mm改为Φ190mm，可避免轴产生弯曲，达到消除由于轴弯曲造成的齿轮啮合过程中接触不良而产生的载荷集中，同时提高轴因转矩引起的脉动循环的切应力而产生的疲劳损坏。齿轮轴未加粗前3#减速箱受力分析，原载荷72.74MPa，原最大偏转角220.5787μm，扭转角度=.0306度。齿轮轴未加粗前3#减速箱受力分析：新设计载荷59.169Mpa。新设计最大偏转角165.7019μm，扭转角度=0256度。
3.1 3#轧机减速箱2轴改造前后参数对比
①改造前参数：最大压力=72.7MPa扭转角度=0.0306度质量=129.034kg最大偏转=220.5787μm。改造后参数：最大压力=59.2MPa扭转角度=0.0256度质量=140.967kg最大偏转=160.7019μm。③由此参数对比可见：最大压力下降，扭转角度下降，备件质量增加，最大偏转下降。
3.2提高热处理工艺
齿部渗碳淬火由效硬化层深度由原来的0.85mm加深到(1.2-1.8)mm。齿面硬度由原来的HRC：55-58提高到现在的HRC：58-62，芯部硬度达HRC36-42。③热处理符合国家《渗碳齿轮热处理质量检验规定》的要求。
3.3轮齿鼓形齿修形，加宽三轴齿轮齿宽
齿根圆滑过渡。齿顶沿齿长方向倒圆R0.6。齿廓倒棱0.9X45°。三轴齿轮齿宽由原来的280mm加大到现在的300mm。
3.4透视孔盖改进，改为分体旋转式
利用生产5分钟换槽可进行1次4个透视孔的打开检查工作，加大了减速箱的检查频率和对事故隐患的控制力度，同时降低了材料成本。
4.效果检查
提高作业率：检修次数由2010年的每月2次降低到2011年每6个月1次，到2012年的每年1次。备件使用周期由原来2010年的最短的0.8个月增长到2012年的24个月。③备件成本得到了有效控制：由原2010年的9.96万元降低到2012年的0.42万元。
5.遗留问题和巩固措施
加强标准化作业的学习，将3#减速箱技改后的齿隙和啮合标准规范纳入标准化作业文件，技改图纸及时归档，并做好标示。加强维护人员的培训，理论联系实际，开展类似的减速箱安装、调整培训，提高经验水平,存档。对3#减速箱事故备件要加强备件材质要求和热处理工艺标准，备件入库，严格把关。因3#轧机减速箱承载能力加强，在超负荷的情况下，轧机的薄弱环节将转移，如：安全销选型，万向轴联接螺栓和法兰的强度等都有待改进。
【参考文献】
［１］余军．二棒粗轧机减速箱传动输出装置的改进与维护要点[J].柳钢科技，2011(06).
［２］张继东，苏冬艳．浅谈数控机床故障检测方法及维修要点[J]．河北能源职业技术学院学报，2003(03).
［３］张学文，刘文彦，郭奇．普通车床溜板箱典型故障建模及模式分析[J].山西机械，2002(01).
［４］孙美丽，孟凯，张直明.轧机支承辊油膜轴承动压特性的研究[A]．第七届中国轧机油膜轴承技术研讨会论文集[C]．2004.