摘　要：分析了HC軋機扭矩限制齒式安全聯軸器在使用過程中的故障原因，包括定位軸頻繁變形或斷裂、安全聯軸節結構不合理以及銷套孔磨損等，提出了相應的改進措施并予以實施，大幅降低了其故障率，提高了軋機主傳動系統穩定性。
　　關鍵詞：HC軋機；安全聯軸器；定位軸；銷套；穩定性
　　1.概述
　　某鋼廠冷軋生產線HC軋機主傳動系統主要由傳動電機、05TMZ11AT型扭矩限制齒式安全聯軸器、主減速箱、萬向接軸等設備組成。05TMZ11AT型扭矩限制齒式安全聯軸器（又稱帶剪切銷齒式聯軸器）主要作用是在軋機斷帶或其他故障產生過載時，剪切銷瞬間自動切斷，扭矩消失，以保護電機防止其過載損壞。自2009年投產以來，正常軋制過程中安全聯軸器安全銷非正常斷裂頻繁，定位軸變性或斷裂、定位軸承損壞等問題，尤其是在軋制過程中安全銷非正常斷裂，易造成軋機斷帶、搓輥等問題，嚴重影響了軋機的生產節奏和帶材產品的質量。安全聯軸器結構圖（如圖1）。 　　2.存在的問題及原因分析
　　2.1安全聯軸器定位軸易變形或斷裂
　　安全聯軸器定位軸法蘭采用8顆M12螺栓固定在電機側聯軸器上，當安全銷斷裂后用于支撐安全聯軸節的部分重量，并隨電機聯軸器減速轉動，Z終停轉后進行安全銷更換工作。在安全銷頻繁斷裂及停止轉動過程中，會產生一定的徑向跳動和軸向竄動，因此定位軸法蘭承受了較大的軸向力和徑向力。定位軸法蘭在兩個方向的沖擊載荷下，連接螺栓會產生松動或疲勞斷裂，甚至造成法蘭變形或定位軸斷裂，維修或更換定位軸造成大量停機時間。定位軸承受載荷情況及結構如圖2。 　　2.2減速機側安全聯軸節結構不合理
　　減速機側安全聯軸節與減速機輸入軸聯軸器同樣采用鼓型齒式結構，增加了定位軸載荷，降低了定位軸及軸承的使用壽命。結構復雜，加工難度大，成本較高（如圖1零件5）。
　　2.3安全聯軸器銷套孔易磨損
　　安全聯軸器共有3組45#碳鋼銷套（6件），其內孔用于安裝固定3組安全銷，采用過渡裝配。當銷套內孔磨損后，與安全銷配合精度下降，因此需要定期更換銷套來保證與安全銷的配合精度。而銷套安裝于安全聯軸器法蘭的銷套孔內，采用小過盈裝配。由于銷套材質選用不合理，其硬度高于安全聯軸器硬度，在頻繁沖擊載荷及頻繁更換安全銷、銷套的情況下，造成銷套孔磨損嚴重，配合精度下降，運轉過程中使安全銷產生軸向竄動和徑向沖擊，Z終造成疲勞斷裂。另外，每個銷套孔磨損程度不一，更換銷套時需要逐一測量加工，給維修更換工作帶來困難。隨著磨損的加劇，需要更換安全聯軸器來解決此問題，導致了較高的維護陳本。
　　3.結構優化及改進
　　3.1優化安全聯軸器定位軸結構
　　將安全聯軸器定位軸法蘭用24顆M22鉸制孔螺栓安裝固定在電機側聯軸器上，即定位軸法蘭為原結構中電機聯軸器的法蘭，安全銷安裝在定位軸法蘭上（新定位軸結構圖如圖3）。另外，將定位軸軸頸由φ80mm增加到φ180mm，大大提高了定位軸的承載能力及軸承的使用壽命，同時提高了定位精度、聯軸器同軸度及定位軸的強度，避免了因沖擊載荷導致的定位軸螺栓松動、定位軸法蘭變形或斷裂、軸承損壞的問題。 　　3.2優化減速機側安全聯軸節結構
　　減速機側安全聯軸節取消鼓型齒結構，采用簡單的剛性連接與減速機鼓型齒聯軸器配合安裝，并將16顆M18鉸制孔螺栓改為24顆M22的鉸制孔螺栓，提高抗剪切能力。通過上述改進，不但滿足了傳遞扭矩的需要，而且安全聯軸節的結構簡單、便于加工、成本也低。此外，安全聯軸節自重減輕了30%，安全銷斷裂后降低了定位軸的附加載荷，進一步提高了定位軸及軸承的使用壽命（如圖4）。 　　3.3增加安全銷數量改進銷套材質
　　3組安全銷增加到6組，單個安全銷抗剪強度降低為原來的一半。即在不改變安全剪切力的情況下，增加安全聯軸器圓周方向安全銷的數量，降低單個安全銷的沖擊載荷，從而改善安全聯軸器受力均勻性及銷套的擠壓變形量和磨損，同時提高了兩個安全聯軸節的定位精度。改進安全銷銷套材質，采用高硫合金，避免安全聯軸器銷套孔的磨損。當銷套出現磨損后，可按一種配合尺寸加工備件進行更換，無需針對每個銷套孔定做銷套，或更換整個安全聯軸器。既方便了銷套的更換安裝，又延長安全聯軸器的使用壽命，節約了大量備件成本。
　　4.總結
　　通過對HC軋機安全聯軸器的優化與改進，重點解決了定位軸法蘭易變形斷裂、安全聯軸器銷套孔磨損等問題，大幅提高了安全銷、定位軸、軸承及整個安全聯軸器的使用壽命，故障率降低80%左右，對提高軋機作業率及產品質量產生積極影響，創造了可觀的經濟效益。
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