不銹鋼無縫管冷軋機組安全聯軸器系統缺陷分析

  浙江至德鋼業有限公司通過對車間不銹鋼無縫管軋機事故統計分析，發現冷軋機組安全聯軸器鼓形齒接手對中性不好，軸向竄動大高速連桿的兩端均為鼓形齒接手，鼓形齒存在齒側間隙和齒頂間隙，高速連桿稍微不對中就會發生軸向竄動，由于電機距離減速機較遠，二者對中性稍微不好，會將連桿震動及軸向竄動進一步放大，高速連桿會持續撞擊減速機輸入軸和電機的輸出軸，嚴重影響電機與減速機的使用壽命。

  其次，不銹鋼無縫管冷軋機組的鼓形齒接手潤滑不良，加速齒面磨損正常軋鋼時，軋輥的轉速一直處于高、低速相互轉換的過程，連桿兩端的鼓型齒接手存在齒頂間隙和齒側間隙，高、低速運轉時產生的震動使鼓形齒接手壓蓋螺栓松動，導致壓蓋密封不嚴，潤滑脂被甩出，加劇齒接手磨損。內部軸承結構易產生軸向撞擊原始設計的安全聯軸器內部軸承為32020，凸臺式法蘭結構為分體形式，使用中會產生軸向力，安全銷斷裂瞬間對減速機、電機產生較大的撞擊力。

   不銹鋼無縫管冷軋機組的連接螺栓強度不夠，頻繁斷裂凸臺式法蘭結構中，凸臺套、凸臺軸與法蘭之間是分體結構，均由M8×30的內六角螺栓聯接。由于鼓形齒接手在齒頂和齒側存在一定的間隙，在高速運轉的情況下，此內六角螺栓會因震動而斷裂，當螺栓斷裂后安全聯軸器的兩個法蘭會出現間隙，會加快安全銷的磨損或安全銷會加速疲勞而斷裂。以上任何一個因素都會使連桿震動加大，導致安全銷斷裂，而非對電機或減速機的保護性斷裂。安全銷的斷裂輕則造成軋機停機，重則因各架軋輥轉速不匹配發生堆鋼事故。

   通過以上事故，浙江至德鋼業有限公司決定，對車間不銹鋼無縫管冷軋機組，進行接手結構形式改進如圖所示，將原鼓形齒結構接手改為滾珠接手。滾珠接手為無間隙大傾角接手，可以消除接手的間隙并能增大節點傾角，降低電動機與減速機對中性的要求；同時在連桿兩端設計并安裝緩沖碟簧，使連桿在軸向竄動對電動機及減速機產生撞擊時起到一定的緩沖作用。密封結構形式改進原“O”型圈密封固定在鼓型齒壓蓋上，當壓蓋螺栓因震動斷裂后，“O”型圈的密封作用就會失效。將原始“O”型圈密封結構改進為Y型唇邊密封，提高密封圈對現場傳動及擺角的適應能力，密封效果更好。凸臺法蘭結構及軸承型號改進將凸臺套式法蘭及凸臺軸式法蘭改為整體結構，增強安全聯軸器的整體強度。將安全聯軸器內部的雙列圓錐軸承32020改為深溝球軸承61824，使其在旋轉過程不產生軸向力，提高安全聯軸器的使用壽命。

  浙江至德鋼業有限公司不銹鋼無縫管連軋機在線總計有18個安全聯軸器，只要有一個安全聯軸器出現故障都會被迫停止生產，原設計的安全聯軸器故障率高，停機檢修時既浪費人力、物力，又浪費能源，嚴重制約生產的連續性。改進后的設備結構設計沒有缺陷，偶爾由于人為原因導致事故發生,運行壽命顯著增長，改進后安全聯軸器事故統計時間見表，在軋制量相同的情況下，改進后的安全聯軸器實際使用時間是改進前的九倍，超出額定設計壽命。此項改進自2013年1月使用至今，效果良好。該技術的應用，解決了制約生產連續性的難題，節約備件費用、避免人力資源的浪費，為降本增效做出積極的貢獻，并且對同行業設備改進具有一定的參考價值。將鼓型齒接手改為滾珠接手徹底解決了因接手對中性不好帶來的連桿震動及軸向竄動問題，連桿端碟簧的設計對連桿撞擊起到一定的緩沖作用；將凸臺套式法蘭及凸臺軸式法蘭改為整體結構，增強了安全聯軸器的整體強度；將安全聯軸器內部32020型號的雙列圓錐軸承改為61824型號的深溝球軸承，提高了安全聯軸器的使用壽命，大幅度降低了安全聯軸器系統因為本身存在的缺陷造成的安全銷斷裂。通過對原高速連桿安全聯軸器存在的設計缺陷進行系統分析，并按照上述方式進行改進，實現了設備平穩運行，設備事故率及維護工作量大幅降低，從而實現了降低生產成本的目標。