φ950轧机压下传动装置离合器问题分析与改造

2014-07-01肖正娟

机械工程师 2014年4期

关键词：重轨轧机离合器

肖正娟

（四川鸿舰重型机械制造有限责任公司，四川攀枝花617063）

φ950轧机压下传动装置离合器问题分析与改造

肖正娟

（四川鸿舰重型机械制造有限责任公司，四川攀枝花617063）

轨梁厂φ950可逆式轧机的压下装置电磁离合器在使用时故障率较高，制约了正常生产运行。文中详细分析了出现故障的原因及如何排除故障。改造后的离合器装置运行平稳、生产率及产品质量提高，降低了能耗及维修成本，取得了显著的经济效益。

压下装置；离合器；改造

0 引言

φ950可逆式轧机是轨梁厂轧制钒钛重轨的重要设备，其压下装置用于调整轧辊在机架中的相对位置，以保证要求的压下量，从而获得需要的辊缝和给定的压下量。在轧制过程中，由于现有电磁离合器故障率较高，容易连接失效，严重制约了正常生产，从而影响了钒钛重轨的质量。

1 改造前现状及存在的问题

改造前，φ950轧机压下传动装置电机功率为250kW，额定转速1 488 r/min，实际使用转速约为350 r/min；钒钛重轨轧制现场环境温度较高且粉尘大、振动大，工况恶劣。轧机为24 h工作制，动作频繁。由于设备老化，现两台减速机蜗杆轴中心线存在偏差约2 mm，且无法调整。

改造前的离合器装置如图1所示，它由连接轴1和电磁离合器2组成。电磁离合器2靠线圈的通断电来控制其自身的合离，从而带动连接轴1的旋转和停止。由于电磁离合器许用转矩较低，安装时要求两台压下电机同轴度及端面平行度很高，安装找正非常困难，且轧制现场粉尘较大，容易粘连在离合器内部，导致离合器摩擦扭力大为降低，离合器的灵敏度变差，其寿命较短，故障率高，主要表现为：

图1 改造前的离合器装置

1）离合器主动部分与从动部分轴之间的同轴度要求高，而现场实际安装在一侧带鼓形齿式联轴器的连接轴上，由于轴向无法固定，存在浮动，造成连接轴旋转时甩动较大，离合器存在轴向窜动，容易连接失效，无法适应实际工作状况。

2）离合器的轴向窜动，致使主动部分与从动部分在长期重力作用下严重变形，造成离合器在需打开时，出现打开不到位甚至打不开的故障。

3）原电磁离合器断电后，离合部件存在剩磁，无法在短时间内再次工作，不能满足轧机频繁操作的工况条件。

4）重轨轧制现场金属粉尘较多，容易粘连在离合器内部，使摩擦扭力大大降低，离合器的灵敏度变差，摩擦片磨损加快。

2 具体改造方案

改造后的离合器装置如图2所示，主要由连接轴1、轴承座2、带自润滑球轴承的底座3、液压缸4、ZWS290离合器5、拨爪6、固定座7和SBE接近开关8等部分组成。

图2 改造后的离合器装置

工作原理：液压缸4在液压系统的驱动下，推动拨爪6在离合器5的离合齿上滑移，从而控制离合器的连接和切离：离合器连接时就带动连接轴1旋转，离合器切离时连接轴1停止。

采用SBE接近开关8来限制拨爪6的行程，从而很好地控制离合器上离合齿的连接或切离位置，实现了离合器迅速、准确的连接与切离功能。具体改造方案如下：

1）针对原来使用的电磁离合器故障率高，容易连接失效的问题，经过研究，其它形式的离合器很难满足现场工况的使用要求，而且改动量较大。参照轨梁厂万能线采用的德国FLENDER公司的ZWS型离合器联轴器，使用情况良好，工况基本相同。由于其特殊的定心设计，以及采用的鼓形齿，具有承载能力高、传动效率高、箱体振动小、密封性好和互换性高等优点，能够较好地满足现有使用要求，而且最大允许轴心对中偏差值达到2.9 mm。根据φ950轧机现有设备情况，离合器选型为ZWS290型，并根据现有设备进行了结构上的调整。具体实施方案、离合器结构型式及主要参数见图2、图3和表1。

图3 ZWS290离合器

表1 ZWS290型离合器主要参数

2）针对连接轴在旋转时甩动较大，造成离合器轴向窜动、容易连接失效的问题，在连接轴上增加了带自润滑球轴承（型号HS34126NR）的固定轴承座2，用来对连接轴进行支撑，有效地改善了连接轴旋转时的甩动，减少了对离合器离合齿的冲击和磨损，离合器的轴向窜动明显减少。

3）离合器的驱动方式由原来的电力驱动改为液压缸驱动，液压缸4（型号SN806 50/28X30）推动拨爪6在离合齿上滑移，从而来控制离合器的连接和切离。接近开关8限制了拨爪6的行程，实现了离合齿在滑移时定位更加精准。

4）原有设备其余部分均不需改动，以便于对生产影响最小。

3 改造后效果

改造后的离合器装置安装在φ950轧机压下装置上，经过数年运行，连接轴在工作中未出现明显甩动，离合器滑移平稳，连接可靠，未出现失效故障，改进效果明显。具体表现如下：

1）离合器在液压系统驱动的拨爪作用下，锁定牢靠，解决了轴向窜动问题，动作时离合齿滑移自如，长期工作未出现连接失效的问题。离合器装置改造后使用至今状态良好，延长了离合器的使用寿命，大大降低了更换周期。

2）连接轴在轴承座自润滑球轴承中旋转，平衡性高，转动平稳，很好地杜绝了运行中的甩动问题，同时也减少了甩动对离合器的冲击和磨损。

3）采用液压驱动代替电磁驱动，具有以下优点：（1）快速响应好,调整精度高。尤其是有很大的加速度潜在能力。在频率响应、位置分辨率等诸方面都大大优于电磁驱动。表2给出了液压驱动与电磁驱动动态特性方面的比较。（2）采用了标准液压元件，简化了机械结构，减少了设备故障率。（3）比电磁驱动运行稳定。（4）液压驱动彻底解决了电磁驱动不能在短时间内频繁操作、不适应工况的问题。