不锈钢无缝管冷轧机组安全联轴器系统缺陷分析

  浙江至德钢业有限公司通过对车间不锈钢无缝管轧机事故统计分析，发现冷轧机组安全联轴器鼓形齿接手对中性不好，轴向窜动大高速连杆的两端均为鼓形齿接手，鼓形齿存在齿侧间隙和齿顶间隙，高速连杆稍微不对中就会发生轴向窜动，由于电机距离减速机较远，二者对中性稍微不好，会将连杆震动及轴向窜动进一步放大，高速连杆会持续撞击减速机输入轴和电机的输出轴，严重影响电机与减速机的使用寿命。

  其次，不锈钢无缝管冷轧机组的鼓形齿接手润滑不良，加速齿面磨损正常轧钢时，轧辊的转速一直处于高、低速相互转换的过程，连杆两端的鼓型齿接手存在齿顶间隙和齿侧间隙，高、低速运转时产生的震动使鼓形齿接手压盖螺栓松动，导致压盖密封不严，润滑脂被甩出，加剧齿接手磨损。内部轴承结构易产生轴向撞击原始设计的安全联轴器内部轴承为32020，凸台式法兰结构为分体形式，使用中会产生轴向力，安全销断裂瞬间对减速机、电机产生较大的撞击力。

   不锈钢无缝管冷轧机组的连接螺栓强度不够，频繁断裂凸台式法兰结构中，凸台套、凸台轴与法兰之间是分体结构，均由M8×30的内六角螺栓联接。由于鼓形齿接手在齿顶和齿侧存在一定的间隙，在高速运转的情况下，此内六角螺栓会因震动而断裂，当螺栓断裂后安全联轴器的两个法兰会出现间隙，会加快安全销的磨损或安全销会加速疲劳而断裂。以上任何一个因素都会使连杆震动加大，导致安全销断裂，而非对电机或减速机的保护性断裂。安全销的断裂轻则造成轧机停机，重则因各架轧辊转速不匹配发生堆钢事故。

   通过以上事故，浙江至德钢业有限公司决定，对车间不锈钢无缝管冷轧机组，进行接手结构形式改进如图所示，将原鼓形齿结构接手改为滚珠接手。滚珠接手为无间隙大倾角接手，可以消除接手的间隙并能增大节点倾角，降低电动机与减速机对中性的要求；同时在连杆两端设计并安装缓冲碟簧，使连杆在轴向窜动对电动机及减速机产生撞击时起到一定的缓冲作用。密封结构形式改进原“O”型圈密封固定在鼓型齿压盖上，当压盖螺栓因震动断裂后，“O”型圈的密封作用就会失效。将原始“O”型圈密封结构改进为Y型唇边密封，提高密封圈对现场传动及摆角的适应能力，密封效果更好。凸台法兰结构及轴承型号改进将凸台套式法兰及凸台轴式法兰改为整体结构，增强安全联轴器的整体强度。将安全联轴器内部的双列圆锥轴承32020改为深沟球轴承61824，使其在旋转过程不产生轴向力，提高安全联轴器的使用寿命。

  浙江至德钢业有限公司不锈钢无缝管连轧机在线总计有18个安全联轴器，只要有一个安全联轴器出现故障都会被迫停止生产，原设计的安全联轴器故障率高，停机检修时既浪费人力、物力，又浪费能源，严重制约生产的连续性。改进后的设备结构设计没有缺陷，偶尔由于人为原因导致事故发生,运行寿命显著增长，改进后安全联轴器事故统计时间见表，在轧制量相同的情况下，改进后的安全联轴器实际使用时间是改进前的九倍，超出额定设计寿命。此项改进自2013年1月使用至今，效果良好。该技术的应用，解决了制约生产连续性的难题，节约备件费用、避免人力资源的浪费，为降本增效做出积极的贡献，并且对同行业设备改进具有一定的参考价值。将鼓型齿接手改为滚珠接手彻底解决了因接手对中性不好带来的连杆震动及轴向窜动问题，连杆端碟簧的设计对连杆撞击起到一定的缓冲作用；将凸台套式法兰及凸台轴式法兰改为整体结构，增强了安全联轴器的整体强度；将安全联轴器内部32020型号的双列圆锥轴承改为61824型号的深沟球轴承，提高了安全联轴器的使用寿命，大幅度降低了安全联轴器系统因为本身存在的缺陷造成的安全销断裂。通过对原高速连杆安全联轴器存在的设计缺陷进行系统分析，并按照上述方式进行改进，实现了设备平稳运行，设备事故率及维护工作量大幅降低，从而实现了降低生产成本的目标。