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摘 要：棒材车间平轧机万向接轴托架在运行过程中存在平衡装置使用效果差、轴承使用寿命短易损坏等问题，故障率较高，影响车间生产。通过对以上问题的研究与分析，找出问题存在的真正原因并采取相应的措施进行解决，从而达到降低故障时间，确保车间稳定生产的目的。
关键词：故障 研究 分析 措施
1.引言
在轧钢机械中，减速机的中心距是不变的，而轧辊直径会因磨损修复而变小，这就需要轧机传动轴具有较大的径向位移补偿能力和角位移补偿能力。而十字轴万向接轴许用轴倾角可达15°以上，双节使用时能实现瞬时等角速比的万向传动能够较好的满足由于轧辊直径变化所需的径向位移补偿和角位移补偿，因此被广泛使用。但十字轴万向接轴由于重量较大，在旋转时产生的转动惯量也大，因此在平轧机机列使用时对接轴托架的稳定运行提出较高的要求。
2.问题的提出
山东石横特钢集团有限公司二棒车间主轧线减速机与轧机之间采用万向接轴传递转矩，平轧机万向接轴水平放置，因此需要托架来平衡万向接轴的自重。二棒车间平轧机托架采用的是意大利POMINI公司早期设计产品，使用性能不稳定，存在着一定的设计缺陷，故障率较高，对车间生产造成很大的影响，其影响主要表现在以下几个方面：
2.1.托架平衡装置使用效果差。
2.2.托架轴承使用寿命短，易损坏。
2.3.轴承润滑不充分。
2.4.万向接轴摆动幅度大，对轧机轧辊造成损坏。
3.故障原因的研究与分析
3.1.平衡装置使用效果差原因分析
二棒车间平轧机托架平衡装置采用的是板式链条结构，所处位置轧机冷却水较多，因此对冷却水比较敏感润滑困难，板式链条在遇到冷却水后容易锈蚀失去平衡作用。
3.2.托架轴承使用寿命短、易损坏原因分析
在轧制过程中，随着料型尺寸的不断变化，轧机上、下辊缝之间的间隙需要不断的进行调整的，随着轧机辊缝的变化万向接轴通过十字轴来达到补偿的目的，因此十字轴必定产生倾角。由于补偿倾角的存在轧机对轴套轴承的作用力被分解为轴向力和径向力，因此托架轴承必定承受一定的轴向力，而现托架使用的是轻载型深沟球轴承，此种轴承具有径向承载能力，但无轴向承载能力，所以轴承遇到轴向力易损坏，托架轴承结构详见图1：
3.3.轴承润滑不充分原因分析
轴承润滑不充分主要原因是进油口位置选择不合理，原设计进油口在轴承底部，因此很难对整个轴承进行润滑。
3.4.万向接轴摆动幅度大原因分析
万向接轴摆动幅度大主要原因是平衡装置失效及万向接轴动平衡造成的。
4.改造方案的确定
平衡装置使用效果差，主要原因是板式链条润滑困难，因此对冷却水比较敏感，遇水后容易锈蚀失去平衡作用，根据这一情况，考虑使用起重链条来代替板式链，最大限度的降低冷却水对平衡装置的锈蚀作用；轴承使用寿命短主要是现有轴承无法承受由于辊缝变化产生的轴向力，因此解决此问题可以更改轴承的结构形式，将深沟球轴承改造为调心滚子轴承；轴承润滑不充分主要原因是进油口位置选择不对，改造后将润滑油口位置有底部改造到上部，使润滑油与轴承之间可以充分的进行接触；万向接轴摆动幅度大主要原因是平衡装置失效造成的，因此通过第一项措施解决了平衡装置问题后此问题可以得到相应的解决，同时每根万向接轴在出厂前进行动平衡，平衡精度等级G6.3。
5.具体实施方案
5.1.平衡装置使用效果差
平衡装置使用效果差主要是由于板式链条润滑效果差，遇到轧机冷却水后容易锈蚀造成的，根据这一情况，考虑使用起重链条来代替板式链，最大限度的降低冷却水对平衡装置的锈蚀作用。通过计算及对负载的校核对于680H、580H托架采用YLLYH—8（8×24×26）型起重链条、强度等级：80级、普通材质；对于425H、350H托架采用YLLYH—6（6×18×20）型起重链条，强度等级：80级、普通材质。链条通过吊环螺钉与扁套连接。
5.2.托架轴承使用寿命短、易损坏
由于轴向力的存在是不可避免的，因此考虑改变轴承的形式，通过对负载、转速以及轴承尺寸的综合考虑最后决定采用调心滚子轴承来代替深沟球轴承，改造后托架轴承结构详见图2：
现以二棒车间425H托架改造为例，阐述具体改造方案：
5.2.1.原托架使用轴承型号为61856（φ280mm×φ350mm×33mm），改造后轴承型号为3292-FB560（非标），轴承尺寸φ280mm×φ375mm×109mm，轴承负载情况：Cr=206KN、Cor=297KN。说明：此处若使用标准调心滚子轴承则轴承外径尺寸偏大，轴承座尺寸需要增加加多，无法实现，因此考虑使用非标轴承。
5.2.2.原托架设计为两件深沟球轴承，总体宽度为86mm，改造后轴承为一件调心滚子轴承，总体宽度为109mm，在宽度方向上比原设计宽23mm，因此对轴承座进行改进，将轴承座总体宽度加长23mm，加长位置再轴承安装位置。
5.2.3.轴承座内径尺寸由350mm增加到375mm。
5.2.4.为保证轧机插销缸与锁紧缸之间的位置关系，轴承座定位块到轴套端面距离保持不变。轴套上轴承安装位置尺寸由86mm增加到109mm。
5.3.轴承润滑不充分
轴承润滑不充分主要原因是进油口位置选择不对，改造后将润滑油口位置有底部改造到上部，使润滑油与轴承之间可以充分的进行接触。
5.4.万向接轴摆动幅度大的问题
万向接轴摆动幅度大主要原因是平衡装置失效造成的，因此通过第一项措施解决了平衡装置问题后此问题可以得到相应的解决。同时每根万向接轴在出厂前进行动平衡，平衡精度等级G6.3。
6.结束语
通过对平轧机万向接轴托架存在问题的仔细分析及认真研究，最终找到了托架故障长生的根本原因并实施了改造，消除设备存在的设计缺陷，不仅延长了托架使用寿命而且降低了备件消耗以及万向接轴摆动对轧辊造成的损伤，确保了平轧机机列的稳定运行，保证了车间正常生产，目前车间设备运行状态良好。
参考文献：
[1]成大先.机械设计手册.化学工业出版社.2002
[2]洛阳轴承集团有限公司.滚动轴承样本.1996
[3]周明衡、常德功.机械传动基础部件标准联轴器手册.辽宁科技技术出版社.1995
关键词：故障 研究 分析 措施
1.引言
在轧钢机械中，减速机的中心距是不变的，而轧辊直径会因磨损修复而变小，这就需要轧机传动轴具有较大的径向位移补偿能力和角位移补偿能力。而十字轴万向接轴许用轴倾角可达15°以上，双节使用时能实现瞬时等角速比的万向传动能够较好的满足由于轧辊直径变化所需的径向位移补偿和角位移补偿，因此被广泛使用。但十字轴万向接轴由于重量较大，在旋转时产生的转动惯量也大，因此在平轧机机列使用时对接轴托架的稳定运行提出较高的要求。
2.问题的提出
山东石横特钢集团有限公司二棒车间主轧线减速机与轧机之间采用万向接轴传递转矩，平轧机万向接轴水平放置，因此需要托架来平衡万向接轴的自重。二棒车间平轧机托架采用的是意大利POMINI公司早期设计产品，使用性能不稳定，存在着一定的设计缺陷，故障率较高，对车间生产造成很大的影响，其影响主要表现在以下几个方面：
2.1.托架平衡装置使用效果差。
2.2.托架轴承使用寿命短，易损坏。
2.3.轴承润滑不充分。
2.4.万向接轴摆动幅度大，对轧机轧辊造成损坏。
3.故障原因的研究与分析
3.1.平衡装置使用效果差原因分析
二棒车间平轧机托架平衡装置采用的是板式链条结构，所处位置轧机冷却水较多，因此对冷却水比较敏感润滑困难，板式链条在遇到冷却水后容易锈蚀失去平衡作用。
3.2.托架轴承使用寿命短、易损坏原因分析
在轧制过程中，随着料型尺寸的不断变化，轧机上、下辊缝之间的间隙需要不断的进行调整的，随着轧机辊缝的变化万向接轴通过十字轴来达到补偿的目的，因此十字轴必定产生倾角。由于补偿倾角的存在轧机对轴套轴承的作用力被分解为轴向力和径向力，因此托架轴承必定承受一定的轴向力，而现托架使用的是轻载型深沟球轴承，此种轴承具有径向承载能力，但无轴向承载能力，所以轴承遇到轴向力易损坏，托架轴承结构详见图1：
3.3.轴承润滑不充分原因分析
轴承润滑不充分主要原因是进油口位置选择不合理，原设计进油口在轴承底部，因此很难对整个轴承进行润滑。
3.4.万向接轴摆动幅度大原因分析
万向接轴摆动幅度大主要原因是平衡装置失效及万向接轴动平衡造成的。
4.改造方案的确定
平衡装置使用效果差，主要原因是板式链条润滑困难，因此对冷却水比较敏感，遇水后容易锈蚀失去平衡作用，根据这一情况，考虑使用起重链条来代替板式链，最大限度的降低冷却水对平衡装置的锈蚀作用；轴承使用寿命短主要是现有轴承无法承受由于辊缝变化产生的轴向力，因此解决此问题可以更改轴承的结构形式，将深沟球轴承改造为调心滚子轴承；轴承润滑不充分主要原因是进油口位置选择不对，改造后将润滑油口位置有底部改造到上部，使润滑油与轴承之间可以充分的进行接触；万向接轴摆动幅度大主要原因是平衡装置失效造成的，因此通过第一项措施解决了平衡装置问题后此问题可以得到相应的解决，同时每根万向接轴在出厂前进行动平衡，平衡精度等级G6.3。
5.具体实施方案
5.1.平衡装置使用效果差
平衡装置使用效果差主要是由于板式链条润滑效果差，遇到轧机冷却水后容易锈蚀造成的，根据这一情况，考虑使用起重链条来代替板式链，最大限度的降低冷却水对平衡装置的锈蚀作用。通过计算及对负载的校核对于680H、580H托架采用YLLYH—8（8×24×26）型起重链条、强度等级：80级、普通材质；对于425H、350H托架采用YLLYH—6（6×18×20）型起重链条，强度等级：80级、普通材质。链条通过吊环螺钉与扁套连接。
5.2.托架轴承使用寿命短、易损坏
由于轴向力的存在是不可避免的，因此考虑改变轴承的形式，通过对负载、转速以及轴承尺寸的综合考虑最后决定采用调心滚子轴承来代替深沟球轴承，改造后托架轴承结构详见图2：
现以二棒车间425H托架改造为例，阐述具体改造方案：
5.2.1.原托架使用轴承型号为61856（φ280mm×φ350mm×33mm），改造后轴承型号为3292-FB560（非标），轴承尺寸φ280mm×φ375mm×109mm，轴承负载情况：Cr=206KN、Cor=297KN。说明：此处若使用标准调心滚子轴承则轴承外径尺寸偏大，轴承座尺寸需要增加加多，无法实现，因此考虑使用非标轴承。
5.2.2.原托架设计为两件深沟球轴承，总体宽度为86mm，改造后轴承为一件调心滚子轴承，总体宽度为109mm，在宽度方向上比原设计宽23mm，因此对轴承座进行改进，将轴承座总体宽度加长23mm，加长位置再轴承安装位置。
5.2.3.轴承座内径尺寸由350mm增加到375mm。
5.2.4.为保证轧机插销缸与锁紧缸之间的位置关系，轴承座定位块到轴套端面距离保持不变。轴套上轴承安装位置尺寸由86mm增加到109mm。
5.3.轴承润滑不充分
轴承润滑不充分主要原因是进油口位置选择不对，改造后将润滑油口位置有底部改造到上部，使润滑油与轴承之间可以充分的进行接触。
5.4.万向接轴摆动幅度大的问题
万向接轴摆动幅度大主要原因是平衡装置失效造成的，因此通过第一项措施解决了平衡装置问题后此问题可以得到相应的解决。同时每根万向接轴在出厂前进行动平衡，平衡精度等级G6.3。
6.结束语
通过对平轧机万向接轴托架存在问题的仔细分析及认真研究，最终找到了托架故障长生的根本原因并实施了改造，消除设备存在的设计缺陷，不仅延长了托架使用寿命而且降低了备件消耗以及万向接轴摆动对轧辊造成的损伤，确保了平轧机机列的稳定运行，保证了车间正常生产，目前车间设备运行状态良好。
参考文献：
[1]成大先.机械设计手册.化学工业出版社.2002
[2]洛阳轴承集团有限公司.滚动轴承样本.1996
[3]周明衡、常德功.机械传动基础部件标准联轴器手册.辽宁科技技术出版社.1995