沈一名　吳世祥　杜德浪

（泰爾重工集團股份有限公司）

從結構優化和激光熔覆耐磨材料兩個方面對某鋼廠輥端軸套進行優化設計，提高其使用壽命，降低了維護成本和更換頻率，滿足了鋼廠的使用需求。

某鋼廠2 032mm熱軋粗軋主傳動接軸出現晃動，傳動軸兩端分別以電動機和工作輥為固定支撐點，傳動軸大部分質量由平衡油缸支撐，工作輥扁頭與輥端軸套是間隙配合且無潤滑，在工作過程中會發生相對運動，產生磨損，由于輥端軸套及工作輥扁頭磨損，導致傳動軸晃動，引起設備工況惡化，十字包壽命降低，各部緊固螺栓斷裂，輥端軸套圓角產生裂紋，導致設備停機。十字包及扁頭套使用周期短，維修頻繁，維修成本高，若處理不當甚至會造成重大設備損壞事故。

從使用監測數據觀察，輥端軸套內孔磨損呈外大內小擴口形式。通過現場查看以及和其他輥端軸套對比，Z終確定原因為傳動軸輥端以扁頭套圓弧及襯板安裝面為定位面，由于該兩面存在磨損，導致接軸不能完全定位，產生晃動。

1　輥端軸套結構

輥端軸套是連接萬向接軸與軋輥的重要傳動件。圖1所示為該鋼廠輥端軸套結構，其主要由軸套和襯板兩部分組成。該結構在使用過程中，由于輥端軸套扁孔圓弧面及襯板槽各面磨損量大，與工作輥配合間隙變大，導致主傳動軸產生晃動，設備壽命不及預期。

圖1　輥端軸套結構

2　輥端軸套組件磨損量大的原因分析

分析造成輥端軸套組件磨損量較大的原因如下：

1）如圖1所示，該輥端軸套與軋輥配合面較短，且無內、外定心結構。輥端軸套實際裝配與軋輥為間隙配合，且使用過程中輥端軸套會出現周期性的輕微徑向擺動，Z終出現孔口磨損大、底部磨損小的錐型，從而導致接軸出現晃動。

2）輥端軸套中僅襯板面淬火處理，軸套扁孔圓弧面及襯板槽各面均為調質硬度，表面擠壓強度較低，使用過程中易磨損。

3）使用過程中，軋輥端冷卻水容易從軋輥與軸套端面縫隙處進入輥端軸套內部，引起各配合面銹蝕，加速輥端軸套的磨損。

3　優化設計

優化后結構如圖2所示。

圖2　優化后結構

（1）整體結構　原輥端軸套為襯板結構，襯板通過螺栓與軸套聯接，工作過程中襯板受力作用造成螺栓松動。改進后設計方案為無襯板整體結構，避免螺栓松動的發生。

（2）扁孔位熱處理　軸套內孔扁位平面淬火，硬度45～50HRC，深度2.0～2.5mm。提高軸套表面的接觸強度，從而降低軸套扁面的磨損。

（3）圓弧面激光熔覆　軸套內孔圓弧面（φ 700mm）進行激光熔覆處理，堆焊耐磨合金，熔覆層硬度45～50HRC，深度2mm，提升耐磨、耐沖擊性能。

（4）增加與軋輥的定心裝置　將輥端軸套φ 500mm圓弧面表面淬火處理，用以起定心作用，在軋輥端面增加定心環與φ 500mm圓弧面配合，如圖3所示。

圖3　軋輥改制結構

（5）軸套與軋輥間增加密封結構　軸套端面與軋輥之間的間隙用密封圈來包裹，密封圈一端固定在輥端軸套端面，另一側套在軋輥頭部，避免使用過程中軸套扁孔進水引起銹蝕而加速軸套的磨損。

4　結語

優化后輥端軸套在線磨損量大大降低，接軸傳動平穩，使用壽命明顯提升，降低了維護成本以及更換頻率，滿足了鋼廠的使用需求。

來源：《金屬加工(冷加工)》 2019年11期