轧机减速机传动方向对工作稳定性的影响分析

摘要：使用轧机减速机可以加强生产质量与效率， 但在实际使用过程中，轧机减速机的传动方向会对运行稳定性产生影响。因此本文主要分析了轧机减速机传动方向对工作稳定性产生的影响，之后提出利用Kisssys进行轧机减速机模块化设计的方案，以期对其传动方向形成有效控制，加强工作稳定性。

关键词：轧机减速机；传动方向；工作稳定性；模块化设计

一、 轧机减速机相关内容概述

轧机减速机中包含齿轮、轴、轴承、箱体、箱盖等部分。轧机减速机的结构形式经常会使用一级二级甚至多级圆柱齿轮减速机，经常会以I、II、III、IV几种形式作为主要的安装形式。由于轧机减速机具备以上特点，相比于通用减速机设计来说，主减速机的设计过程存在差异。

二、 轧机减速机传动方向对工作稳定产生的影响分析

使用不同方式对轧机主减速机进行布置，之后对其运行过程的受力情况进行分析，本文将以两级为例开展分析。

从图片中可以看出，F1（F1）主动轮会对中间轮产生驱动力[1]；f1（f1）中间轮会对主动轮形成反作用力；F2（F2）中间轮会对工作轮形成驱动力；f2（f2）工作轮会对中间轮形成反作用力。

（一） 轧机减速机主传动轴受力向上工况

第一，从图1展示的传统方式可以看出，轧钢机在进行正常轧制与空负荷运行过程中，主传动轴的受力方向f1处于向上的状态，中间轴的受力方向（F1+f2）处于向下状态，与此同时，工作轴的受力方向为F2，处于向上的状态。轧机减速机在运行过程中，若发生咬钢或卡钢情况，工作轴会受到冲击载荷影响，使F2骤然增加，从而使f2、F1、f1都随之增加[2]，也会增加电机的负荷。第二，这种现象反应会发生在减速机的内部当中，虽然中间轴向下力会持续增加，但并不会对中间轴的承压盖造成受力影响，固定轴承盖的螺母也不会发生松脱情况，但在该过程中，主动轴会基于较大f1力冲击作用基础上，瞬间发生上跳情况，对齿轮侧隙与轴承调整间隙产生十分严重的危害与影响，与此同时还会造成以下情况：（1）每一次的进钢过程都会产生冲击现象，从而造成输入轴与上轧辊传动轴瞬间出现上跳，从而大幅增加噪声程度。（2）使轧机减速机主动轴出端发生密封不良问题，最终导致漏油情况发生。（3）高速轴的联轴器与电机轴会随之产生强烈的颤动，对联轴器与电机的使用寿命产生极大危害。（4）会大幅增加主动齿轮齿轴的磨损程度，降低齿轮传动的平稳性安全性，还会缩短主传动齿轮轴的使用期限。

（二） 轧机减速机主传动轴受力向下工况

从图3可以看出，在这种传统方式基础上，轧钢机处于正常轧制与空负荷运行过程中，主传动轴的受力方向f1处于向下状态，中间轴的受力方向（F1+f2）处于向上的状态，工作轴的受力方向F2为向下状态。如果轧机减速机在运行过程中进行咬钢或卡钢操作，就会使工作轴受到较强的冲击载荷，使F2瞬间攀升，最终造成f2与F1、f1都会增加，也会持续加大电机的整体负荷。

这种现象会在轧机减速机的内部发生，从而瞬间增加中间轴向上的力，还会使连接中间轴承压盖螺栓受到强大的拉伸冲击力，如果没有对螺栓进行合理选择，或没有设计合理的结构，都会造成螺栓松脱或断裂现象发生。但在该过程中，轧机减速机的主传动轴与工作轴的受力方向处于向下状态，传统过程具备很强的稳定性，并不会将冲击力传送到轧机减速机外部的联轴器与电机轴中，也不会传递至起到驱动轧机减速机作用的万向联接轴中，因此可以确保整体传动系统处于平稳状态运行，同时还具备以下优势：（1）由于减速机的输入与输出轴受力呈现为向下的状态，并不会使外界与轧机减速机相邻的设施发生振动情况，从而降低噪声程度。（2）可以对高速轴联轴器与主传动电机轴轴承使用期限起到一定的延长作用。（3）不会受到振动因素造成的影响，从而加强轧机减速机输入、输出轴轴端密封性。（4）降低振动幅度与频率后，也会降低齿轮轴轮齿的磨损程度，从而延长使用期限。

从图4与图3可以看出，两种轧机减速机的传统方式会取得相同的效果，可以被广泛应用于板带轧机与棒线材轧机传动系统中。

三、 基于Kisssys的轧机减速机模块化设计方案

（一） 统计传统典型传动结构形式

对T钢厂使用的各种轧机减速机类型进行了汇总，之后将其传动结构形式与速比范围进行类型划分，对经常使用的传动结构形式进行统计。其中将水平式轧机减速机依据速比范围划分成齿轮基座、一级、二级、三级减速传动；将立式轧机减速机依据速比范围划分成一级、二级、三级减速传动。

（二） 构建典型结构形式传动系统模型

通过汇总与分类将传动结构形式进行统计，之后使用Kisssys构建与其对应的传动系统模型。使用Kisssys构建传动系统模型之后，可以更加清晰地观察到轧机减速机各级齿轮参数、强度、轴承实际受力等方面内容。

四、结束语

通过分析轧机减速机传动方向对工作稳定性产生的影响，可以看出，在进行轧机减速机设计过程中，无论是单级、两级还是多级，设计人员需要全面分析其受力方向，才能确保传动方向合理，加强整体结构的运行稳定性，避免对生产质量与效率产生影响。

参考文献：

[1]裴云龙.利用Kisssys进行轧机减速机模块化设计的研究[J]. 山西冶金，2017，40（03）：24-25.

[2]姚晓锋.ф550mm初轧机传动系统技术改造[J]. 中国设备工程，2017（12）：62-63.

（作者单位：中国铝业西南铝业（集团）有限责任公司压延厂电气车间）

作者简介：刘林鑫，1992年3月，男，汉族，重庆市，助理工程師，研究方向：电气传动。