Φ177mm PQF连轧管机组脱管机联轴器系统改进

贾豹，胡晓东，赵海明，花晓多

（鞍钢股份有限公司无缝钢管厂，辽宁鞍山114000）

Φ177mm PQF连轧管机组脱管机联轴器系统改进

贾豹，胡晓东，赵海明，花晓多

（鞍钢股份有限公司无缝钢管厂，辽宁鞍山114000）

分析了Φ177mm PQF连轧管机组脱管机连杆联轴器系统存在的3种设计缺陷，并据此提出改进措施：将原鼓形齿等结构取消，将连接轴与内齿套设计成一个整体结构，将外齿轴与齿接手设计成一个整体的外齿套，取消联轴器内部的连接螺栓，改用通孔螺栓将两个整体结构连接在一起，从而提升了联轴器的整体强度，提高了联轴器的使用寿命。

无缝钢管；连轧管机；脱管机；连杆；联轴器；改进

三辊连轧管机组因其具有优质、高产、高效、低消耗等优点，近年来在国内得到迅猛发展和应用［1-2］，连轧减速机是热轧无缝钢管连轧管机组重要的动力传递媒介［3-15］。鞍钢股份有限公司无缝钢管厂Φ177 mm PQF连轧管机组连轧减速机是由弧齿锥齿轮与圆柱斜齿轮组合而成，具有传动速比大、结构紧凑、输入与输出在空间上可以构成多角度传动特点的组合式减速机。脱管机是连轧管机组的一个重要组成部分，当连轧管机轧制完成后，长度约20m的钢管紧紧地抱着芯棒，为了将钢管与芯棒脱开，在芯棒端有限动齿条将芯棒拉回，钢管通过脱管机轧辊反向旋转将芯棒脱出钢管，实现钢管与芯棒分离。脱管机共有3个机架，每个机架中有3个轧辊，3个轧辊轴通过伞齿轮啮合同步转动，每个机架由一根连杆带动其中一个轧辊转轴实现轧辊驱动。脱管机3个轧辊的孔型大小无法调整，轧制不同外径的钢管需要不同辊型的脱管机机架，因现场更换机架频次较高，为了减少换工具时间，实现机架快速上、下线，在连杆与机架之间设计了一个联轴器，其内齿套与机架上的外齿轴通过推拉机架实现快速连接与分离。Φ177 mm PQF连轧管机组脱管机有3个机架，每个机架的驱动连杆上有一个联轴器，此脱管机自2008年投产开始联轴器事故频发，轻则脱管不成功（钢管将芯棒抱住无法分离），重则出现堆钢现象，严重影响了生产的连续性，且增加了生产成本。因此，需对该脱管机联轴器进行改进。

1 联轴器系统组成

原连杆联轴器系统的设计如图1所示，联轴器的连接轴与连杆连接，齿接手与机架外齿套通过推拉机架实现快速连接、分离。联轴器主要通过外齿轴、内齿套的啮合传递扭矩，连接螺栓将导向套、齿接手有效连接，支撑套对外齿套起到支撑及保护作用，支撑套上的密封圈起到防止灰尘进入到外齿轴与内齿套内，打油时防止干油外溢的作用。联轴器内的弹簧使连杆齿接手与机架齿接手更好地啮合，防止机架在运转过程中与连杆发生脱离。

图1 原连杆联轴器系统的设计示意

2 原联轴器系统存在的缺陷

（1）内部螺栓松动后不易检查，螺栓盲孔螺纹易损且不易修复。由于鼓形齿存在齿侧间隙和齿顶间隙，机架在脱管及空轧转换期间存在一定冲击，导向套与连接轴、齿接手与内齿套之间的螺栓经常松动而不能被及时发现和处理，长时间运行将加速螺栓螺纹磨损，尤其是当齿接手与机架外齿套齿面干涉，在更换机架时连接螺栓经常被拉脱扣，修复困难。

（2）啮合齿宽不易观察及调整。联轴器的扭矩传递主要通过外齿轴和内齿套的啮合传递，因其联轴器在内部，当导向套或弹簧出现卡住情况，从外面观察不到，出现外齿套与内齿套或齿接手与机架外齿套的齿不能全齿宽啮合的情况，齿轮啮合部位承载力加大，分解时啮合部位的齿面经常磨损严重，而未啮合的齿面保持良好的状况，甚至出现啮合不上的情况。

（3）润滑油孔设计不合理。给联轴器打补助油时，由于支撑套内密封圈磨损，干油经常从密封圈处泄漏，而不能进入到齿面或弹簧内实现有效润滑，密封圈磨损后轧辊冷却水会潜入到内齿套内加速鼓形齿齿面磨损，严重影响联轴器的使用寿命。

3 改进方案

（1）内齿套结构形式改进。取消原鼓形齿、导向套及支撑套、压盖等结构，将连接轴与内齿套设计成一个整体结构，其内部设计成全长花键结构，确保与外齿套的啮合宽度，增加整体强度同时降低故障率。内齿套内的弹簧设计为伸缩自如，确保外齿套与机架外齿套有效啮合；在内齿套上设计润滑油孔，打补助油时油只能从花键处流出，对齿面实现有效润滑。

（2）外齿套结构形式改进。将联轴器内部的连接螺栓取消，将外齿轴与齿接手设计成一个整体结构的外齿套，将与内齿套啮合部位的花键设计成全齿长花键结构，确保与内齿套的啮合宽度；用螺栓连接及调整外齿套与内齿套的啮合，增强了联轴器系统的实用性，提升了联轴器的整体强度，延长了联轴器的使用寿命。

改进后的联轴器系统如图2所示。

图2 改进后的联轴器系统示意

4 改进效果

通过分析Φ177 mm PQF连轧管机组脱管机连杆联轴器存在的设计缺陷，提出了改进措施，即将原鼓形齿等结构取消，设计成主要由内齿套及外齿套两部分结构组成的全长花键结构，确保内齿套与外齿套的啮合宽度。上述设计增加了联轴器的整体强度，降低了故障率，润滑油孔的设计能有效润滑齿面。此项改进自2014年使用至今，设备运行平稳，事故率明显降低，维护量减少，效果良好。

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Mod ification o f Coup ling System of Extrac tor ofΦ177 mm PQFPipe M ill

JIA Bao，HU Xiaodong，ZHAOHaiming，HUA Xiaoduo（Seam less Steel Pipe Plant，Anshan Iron&Steel Co.，Ltd.，Anshan 114000，China）

Analyzed in the paper are the three shortcomings of the extractor link rod coupling system of the Φ177mm PQF pipemill as originated from the design thereof.Accordingly，countermeasures as follows are proposed. Taking out the existing drum gear structure；getting the connecting axel and inner gear bush integrated into one structure，and getting the external gear axel and the gear coupling integrated into a one-piece type external gear bush；replacing the connecting bolt within the coupling with a through-hole bolt which links the above said two entirety structures.As a result，the strength of the coup ling as a whole is increased，and so is the service span of it.

seam less steel pipe；mandrel pipemill；pipe extractor；link rod；coup ling；modification

TG333.8

B

1001-2311（2016）06-0046-03

2016-06-14）

贾豹（1981-），男，硕士，工程师，从事无缝钢管设备的研究工作。