φ550mm初轧机传动系统技术改造

姚晓锋

（山东钢铁股份莱芜分公司特钢事业部，山东 莱芜 271104）

φ550mm初轧机传动系统技术改造

姚晓锋

（山东钢铁股份莱芜分公司特钢事业部，山东 莱芜 271104）

本成果针对山钢股份莱芜分公司特钢事业部中型、小型成材车间φ550mm初轧机传动系统存在的缺陷进行技术改造，将轴瓦式中硬齿面减速机、三联箱分体的传动系统，改为滚动轴承式硬齿面组合减速机；并将组合减速机轴承外圈均增设套杯，杜绝轴承外圈与箱体壳体孔之间相对转动磨损；自行设计了结构合理可行的万向节快换装置，明显提高了拆装效率；实现无人监控系统，做到了减人增效,具有较高的推广应用价值。

轧机；减速机；传动系统；万向节

1 改造前存在的问题

特钢事业部中型成材车间目前采用φ550mm×1＋φ300mm×4＋φ350mm×1横列式轧机的生产工艺，生产坯料断面由原来120mm×120mm换成180mm×220mm连铸坯，轧机负荷进一步加大，造成“小马拉大车”的局面。改造前φ550mm初轧机传动系统存在以下问题。

（1）减速机及三联箱与轧机能力不相匹配，减速机、三联箱经常出现齿面磨损、塑性变形、打齿等失效现象。

（2）中型成材车间三联箱输出轴中心距为420mm，轧辊中心距约600mm左右，中间采用万向节轴传动，其倾角大，传动效率低，产生的振动大。由于传动系统不稳定，影响料形稳定性和轧制过程连续性，继而对后道工序影响较大，同时万向节容易损坏，备件消耗大。

（3）中型成材车间按1、5、9道次交叉过钢计算减速机低速轴扭矩为39t·m，而原减速机低速轴额定扭矩为18.75t·m，属严重超负荷运行，致使减速机地脚螺丝松动频繁，减速机、三联箱合金轴瓦使用寿命仅为1年左右,小型车间也存在类似的问题。

（4）拆装轧机时，需天车吊装拆卸万向节，存在天车歪拉斜吊安全隐患；拆装万向节效率低，万向节拆装时间平均30min左右，时间浪费较多。

（5）因设备运行可靠性较低，故障率较高，控制系统较落后，设马力工进行监控，存在较大的人力资源浪费。

2 改造方案

针对以上问题，经过系统分析，采用以下措施予以解决。

（1）设计600mm联合齿轮箱中心距可与现用轧机匹配，万向节长度尺寸根据相关标准进行选型φ490mm×2500mm，万向节采用端面齿铰直孔螺栓连接,万向节的倾角减小到0°左右，机列传动相比较之前明显平稳。

（2）采用滚动轴承化、硬齿面组合齿轮箱设计，同时轴承外圈处均增设套杯，代替原来的合金瓦式减速机及三联箱传动，其优点如下：

①采用联合齿轮箱由于减少了传动系统低速接轴环节，传动系统的稳定性大幅度提升，同时设备占地空间明显降低，土建费用可有效降低。

②轴承采用滚动轴承，寿命高，稳定性好，方便维修，可有效克服滑动轴承故障率高、维护难度大、检修时间长的缺陷。

③采用硬齿面代替传统的中硬齿面，可明显降低设备吨位，从而降低改造费用。

④轴承外圈处均增设套杯，杜绝轴承外圈磨损箱体壳体孔。

⑤考虑初轧机机列冲击载荷较大，所有联合齿轮箱轴承均采用SKF进口轴承。

（3） 取消万向节托架，在万向节下方设计一套万向节快换装置。优化设计方案如下：

①在上、中、下万向节十字包下方分别设计一平托装置，将万向节十字包托水平，以便于水平拆装轧辊扁头。

②平托调整装置采用垫板调整，效率明显提升。

③设计油缸水平推拉托架装置，实现万向节扁头套与轧辊扁头脱离。

④合理利用中精轧液压系统做动力源，节省液压站一套，节约资金投入11万元。

⑤快换装置托架在万向节转动时，处于脱离状态，无需冷却水进行冷却，保证万向节十字包轴承、花键轴、花键套上的润滑脂不被冷却水冲刷走，可有效提高万向节的使用寿命。

（4）采用传感器将主电机轴瓦温度、联合齿轮箱各轴承温度、稀油系统的油压、油温、油位等参数经PLC传至电脑，当参数出现异常（超出设定值），电脑出现报警，主机列延时自动停车；这样不再需要马力工进行监护，生产工仅进行定期岗位点检，即可保证设备正常运行。

表1 山东钢铁股份莱芜分公司几条生产线初轧机传动系统对比表

3 技术创新点

对比国内其它轧钢厂及莱钢其它轧线初轧机传动系统，本次技术改造有以下创新点：

（1）将轴瓦式中硬齿面减速机、三联箱组合的传动系统，改为滚动轴承式硬齿面组合减速机。

（2）组合减速机轴承外圈均增设套杯，杜绝了轴承外圈与箱体壳体孔之间相对转动磨损。

（3）自行设计了结构合理可行的万向节快换装置，明显提高了拆装效率，提高了生产效率。

（4）实现无人监控系统，做到了减人增效。

（5）与山钢莱芜分公司其它几条轧钢生产线初轧机传动系统对比见表1。

4 应用情况及效益

上述改造方案分别于2015年2～3月在莱钢特钢事业部中型成材车间实施改造，2015年9～10月在莱钢特钢事业部小型成材车间实施改造。φ550mm初轧机机列改进示意图，如图1所示。

改造后两条生产线φ550mm初轧机传动系统运行正常，改造效果良好，效益显著。从节约备件费用、设备维护费用、提高产能效益、节省人工成本方面合计综合效益每年340万元。

图1 φ550mm初轧机机列改进示意图

5 结语

综上所述，φ550mm初轧机传动系统实施技术改造之后，传动系统较改造前更加平稳、机列振动明显降低，轧制料型相对稳定；传动系统故障率明显降低，减少了备件及维护费用。另外，万向节快换装置操作方便可靠，拆装万向节效率大大提高，具有较高的推广应用价值。

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