棒线材轧机万向接轴翘头原因分析及改进

摘 要 大量的现场实际操作经验表明，棒线材轧机万向接轴非常容易出现翘头的状况，这在进行换辊操作时会严重影响到操作效率。通过大量的操作经验和分析，本文对棒线材轧机的万向接轴发生翘头的原因进行了总结，并针对问题的成因提出了几项改进的方案，翘头问题的解决对于现场工作效率的提高会有很大的促进作用。

关键词 棒线材轧机；万向接轴； 接轴翘头； 换辊

中图分类号TG333 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）94-0040-02

从国际范围来说，绝大部分棒线材轧机进行传动的连接形式基本一致，就是将具有鼓形齿的联轴器安装在齿轮箱和电机之间，由联轴器完成电机的扭矩向齿轮箱的传送工作。其中，进行轧辊与齿轮箱连接的接轴通常有鼓形齿以及十字万向两种常见的形式，对于开口变化程度需求较大的中轧和粗轧来说，因为进行轧制的时间长，所以对于轧制力矩具有较高的要求，这种情况下，选用十字万向形式的接轴比较科学。而对于开口变化程度的要求较小的精轧来说，因为要求轧制的速度相对较高，通常会选用鼓形齿接轴。大量现场实际情况的分析表明，如果在进行轧机换辊操作中，出现万向接轴翘头的现象，会对整个更换工作带来困扰，极大地影响工作效率。

1 棒线材轧机万向接轴翘头的原因分析

很多棒材厂进行接轴托架的建设时，会采用相对简单的结构，为未来的维护以及拆装的便利做好准备，所以为了使万向接轴的重量达到平衡，通常选用连杆结构来进行，同时还要保证实现轧辊开口程度的可调节性。在实际的换辊操作中，万向接轴的顶端如果出现翘头，表现得会十分明显，能够轻易的分辨出来，一旦发现出现翘头，就会直接影响到万向接轴的更换以及轧辊的更换安装，现场换辊的时间会被拖延，不仅影响到生产的效率，甚至会给整个生产计划带来影响。

要想弄清万向接轴出现翘头的原因，就要从万向接轴的受力情况开始分析，一般来说在托架和万向接轴之间存在的铰接点共有三个，其中一个铰接点属于旋转副，位于接轴的托架与万向轴的耳轴连接部位，旋转方向只有一个；另外两个铰接点是具有两个旋转方向的旋转副，处于万向轴接轴的十字节部位。在棒线材轧机工作时，如果单向旋转的铰接点与邻近铰接点间万向接轴的受力超过万向轴轴套部位的受力，那么扭矩就会在单向受力的铰接点处产生，在不平衡力的作用下，受力的部位向下的弯曲程序就会加大，相应的，万向接轴的顶端轴套部位就会出现翘起，进而给换辊工作带来影响。

2 棒线材轧机万向接轴翘头的改进方案

了解了万向轴出现翘头的根本原因，不难看出，要想避免翘头的出现就要从根本上消除在铰接点处产生的转矩。一般来说常见的转矩消除方法有两种，第一种是采用辅助措施来进行轧辊的更换，使产生转矩的铰接点两侧的受力情况保持一致，平衡的受力能够保证轴套保持在水平的状态上。第二种办法是取消产生转矩的铰接点的旋转副，让万向轴的轴套持续处在水平的状态，取消受力不平衡能够从根本上解决翘头问题。在以上理论的指导下，结合实际的操作经验，可以通过以下几种具体的办法来对万向接轴的翘头问题进行改善甚至消除。

2.1 通过吊车进行辅助，来解决铰接点两侧受力不均产生转矩的问题

在通过吊车定位好新的轧辊后，借助吊车来平衡铰接点两侧的受力情况，通过调整使受力达到平衡的方式，保证万向接轴轴套的状态持续水平，这样就能够使轧辊和万向接轴的装配工作顺利进行。操作中需要注意的问题是，在进行吊装工作时，要按照先下轧辊、后上轧辊的顺序来进行万向接轴的安装，在分别进行上下轧辊安装时都要进行水平状态的调整，直到将上下轴套都平稳的安装到轧辊上。如果条件允许的话，还可以将手动葫芦设备应用进来，有了手动葫芦的协助，就可以同时进行上下轴套的调整工作，能够使辅助装置的安装更加快捷。

此方案的优点是，不需要添置其他的调整装置，但是实际换辊的时间长短很大程度上要取决于操作工人安装的熟练程度，尤其是在进行下万向轴的安装时，由于工作量大，需要的调试时间也会较长。目前，由于其便捷以及可操作性，这种方法的应用还是比较普遍的。

2.2 通过增加托架装置的办法，消除万向接轴自重带来的旋转

托架装置应该架设在万向轴上面，具体是在在靠近轧辊的位置。新的设备能够通过螺纹副来进行调节，由于螺纹副具有很大的适用范围，所以能够完成不同辊径轧辊的调节。其作用原理还是要借助于托臂，通过消除万向轴的自重来达到避免旋转产生的目的，这样就能有效避免翘头的产生。应用这种办法的时候，可以在换辊完成后将托架上的两个螺纹副进行调整，适当的松弛度，能够防止万向接轴出现摆动或者旋转的情况，这样就能减少其对于托臂产生的干扰。这个办法只是一种辅助手段，操作简单而且精准度较高，能够较好的解决问题，但是相对来说增加设备是缺点，因为设备的增加必然会带来操作方面的麻烦，在进行维修时也比较复杂。

2.3 通过对产生转矩的铰接点的旋转副进行限制，来消除受力不均产生的翘头

产生转矩的铰接点，也就是位于托架与万向轴耳轴之间的铰接点，可以通过定位键的设置来进行万向接轴旋转的限制，能够有效缓解重力分布不平衡的情况，让万向接轴的轴套保持水平，进而避免翘头现象的出现。这种改造方式方案的优势是，能够通过对铰接点旋转副的限制，从根本上消除翘头产生的源头，同时不需要在操作中增加任何设备，使用中也不需要使用辅助手段。但是缺点是对定位键的精度要求较高，要针对现场的实际情况，充分考虑到高度、辊径等因素，对万向接轴的轴套进行调整，只有对定位键进行最合理的设置，才能进行又快、又好的换辊工作。

3 结论

综上所述，棒线材轧机万向接轴翘头的现象虽然比较普遍，但是也是可以通过一些措施进行解决的，通过对翘头原因进行分析，可以找到产生问题的根本原因，在经验和理论的指导下，能够通过有效的辅助手段，实现减少甚至消除万向接轴翘头的目的。当然，改进方案还存在着不足，这就要求技术人员不断进行经验的积累，在以后的工作中找到更有效的解决方案，使棒线轧机的换辊工作更加的快捷和有效。

参考文献

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