辊端轴套的优化设计，提高寿命，降低成本

来源：金属加工 2020-05-05 浏览：2698

【紧固件工业网】某钢厂2 032mm热轧粗轧主传动接轴出现晃动，传动轴两端分别以电动机和工作辊为固定支撑点，传动轴大部分质量由平衡油缸支撑，工作辊扁头与辊端轴套是间隙配合且无润滑，在工作过程中会发生相对运动，产生磨损，由于辊端轴套及工作辊扁头磨损，导致传动轴晃动，引起设备工况恶化，十字包寿命降低，各部紧固螺栓断裂，辊端轴套圆角产生裂纹，导致设备停机。十字包及扁头套使用周期短，维修频繁，维修成本高，若处理不当甚至会造成重大设备损坏事故。

从使用监测数据观察，辊端轴套内孔磨损呈外大内小扩口形式。通过现场查看以及和其他辊端轴套对比，最终确定原因为传动轴辊端以扁头套圆弧及衬板安装面为定位面，由于该两面存在磨损，导致接轴不能完全定位，产生晃动。

一、辊端轴套结构

辊端轴套是连接万向接轴与轧辊的重要传动件。图1所示为该钢厂辊端轴套结构，其主要由轴套和衬板两部分组成。该结构在使用过程中，由于辊端轴套扁孔圆弧面及衬板槽各面磨损量大，与工作辊配合间隙变大，导致主传动轴产生晃动，设备寿命不及预期。

图1　辊端轴套结构

二、辊端轴套组件磨损量大的原因分析

分析造成辊端轴套组件磨损量较大的原因如下：

1）如图1所示，该辊端轴套与轧辊配合面较短，且无内、外定心结构。辊端轴套实际装配与轧辊为间隙配合，且使用过程中辊端轴套会出现周期性的轻微径向摆动，最终出现孔口磨损大、底部磨损小的锥型，从而导致接轴出现晃动。

2）辊端轴套中仅衬板面淬火处理，轴套扁孔圆弧面及衬板槽各面均为调质硬度，表面挤压强度较低，使用过程中易磨损。

3）使用过程中，轧辊端冷却水容易从轧辊与轴套端面缝隙处进入辊端轴套内部，引起各配合面锈蚀，加速辊端轴套的磨损。

三、优化设计

优化后结构如图2所示。

图2　优化后结构

（1）整体结构　原辊端轴套为衬板结构，衬板通过螺栓与轴套联接，工作过程中衬板受力作用造成螺栓松动。改进后设计方案为无衬板整体结构，避免螺栓松动的发生。

（2）扁孔位热处理　轴套内孔扁位平面淬火，硬度45～50HRC，深度2.0～2.5mm。提高轴套表面的接触强度，从而降低轴套扁面的磨损。

（3）圆弧面激光熔覆　轴套内孔圆弧面（φ 700mm）进行激光熔覆处理，堆焊耐磨合金，熔覆层硬度45～50HRC，深度2mm，提升耐磨、耐冲击性能。

（4）增加与轧辊的定心装置　将辊端轴套φ 500mm圆弧面表面淬火处理，用以起定心作用，在轧辊端面增加定心环与φ 500mm圆弧面配合，如图3所示。

图3　轧辊改制结构

优化后辊端轴套在线磨损量大大降低，接轴传动平稳，使用寿命明显提升，降低了维护成本以及更换频率，满足了钢厂的使用需求。

（5）轴套与轧辊间增加密封结构　轴套端面与轧辊之间的间隙用密封圈来包裹，密封圈一端固定在辊端轴套端面，另一侧套在轧辊头部，避免使用过程中轴套扁孔进水引起锈蚀而加速轴套的磨损。

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