双边剪输出辊道常见故障分析

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摘 要： 莱钢4300宽厚板热试生产以来，双边剪输出01#-30#辊道减速电机扭矩臂、辊道轴，由于制造和安装等原因频繁发生变形、开焊、扭曲、断裂等现象。导致辊道随动钢板下表面擦伤，严重影响产品质量。经过长期的观察和改进先做分析如下。

关键词： 双边剪；辊道；电机；失效

中图分类号：TN919 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2012）0220139－01

1 概述

随着莱钢4300mm宽厚板线产能的不断提升和设备使用率的提高，在设备的图纸转化、制造和安装过程中留下的一些设备隐患渐渐的显露出来。由于双边剪特殊的工作状态――钢板剪切时输入输出辊道频繁加速起停。这一区域的辊道开始反复的出现减速电机扭矩臂破坏，按现场维修人员的话讲“每天都在修，每天都有断的和将要断的还有摇摆的”。一旦出现上述故障由于辊道失去动力自由随动极易导致钢板下表面划伤严重影响了钢板下表面质量。

2 发生破坏的现象和原因

2.1 扭矩臂开焊。扭矩臂开焊一般发生在热试之初，由于设备出厂时没有预装辊道减速电机扭矩臂。受现场空间狭小施工人员素质参差不齐，设备工况差等因素共同影响，热试开始之后在低周期冲击载荷的反复作用下双边剪输出辊道减速电机扭矩臂开始批量的开焊。

2.2 扭矩臂变形发生扭转甚至断裂。在对双边剪输出区域所有辊道减速电机扭矩臂做焊接加固处理后。又经过一段时间热试后新的故障出现了，由于扭矩臂强度明显不足，这一区域辊道又出现了扭矩臂扭转断裂的情况。于是用30mm厚Q345B钢板制作了更坚固的扭矩臂（如图1）。焊接面由左侧立面改为左侧立面加下横断面两面焊接。逐渐替代了该区域发生破坏的扭矩臂。并在断裂频率较高的辊道扭矩臂上焊接了立筋确保其强固不易发生扭转变形和破坏。

2.3 辊道轴断裂。处理完扭矩臂强度不足的隐患后，双边剪输出辊道开始偶然的出现辊道轴断裂的现象。开始现场工程技术人员分析认为是个别的现象没有引起足够的关注。后来断轴的现象越来越多，每次定修几乎都有1～2根辊道因断轴而需要更换。

2.3.1 工况恶劣。双边剪是莱钢4300宽厚板生产线关键设备。他的正常使用关系到整个厚板线产能的发挥。

滚切式双边剪具有剪切速度快、剪切规格范围大、成材率高等一系列优点。无论从技术性能还是经济上都具有先进性。这就对其附属设备提出了异常严酷的要求。

1）工作时间长。作为单机无备份的关键设备剪切线一直是限制厚板线产能释放的性能瓶颈。因此作为双边剪的附属设备，双边剪输出辊道需要尽可能满足7*24H全年无休的不间断工作。

2）适应强冲击载荷低周期反复作用。由于双边剪的特殊的工作方式，双边剪输出辊道减速机应能满足转矩变化大，有强烈冲击性载荷低周期反复作用下不大范围的发生疲劳破坏。

2.3.2 辊道轴轴颈过细、强度不足。图纸转化过程没有考虑国外原厂辊道和国内加工的辊道之间材料的差异对此轴进行强度校核直接引用了外方图纸上的尺寸参数。在双边剪输出辊道上使用的钢材品种强度不足轴颈偏小，导致辊道在轴颈突然变小的部位发生断裂（如图2）。

2.3.3 断裂情况。悬挂式减速电机对辊道轴的预加载和大长期作用易发生疲劳断裂。

1）减速电机自重引起辊道轴下垂，扭矩臂固定后对辊道轴长期作用径向低周期应力造成辊道输入轴断裂。

2）辊道加工制造过程中定位不精准。辊道轴同辊面同轴度误差大。

3）扭矩臂安装不规范。使用了非标准的橡胶缓冲块或者没有达到或超出了橡胶缓冲块的标准预紧力。

4）野蛮拆装降低了辊道轴的强度，或对辊道轴预加了不平衡载荷。

3 改造方法

1）选用典型的辊道-联轴器-四角螺栓固定减速电机方案。

① 根据工况和转矩选择SEW带有电机安装平台的AD/P系列减速电机。② 在不改变辊道材质的前提条件下大幅的提高辊道轴的直径。确保其强固以适应低周期冲击载荷加速疲劳作用。③ 使用合乎要求的齿式联轴器，合理的协调孔轴直径。④ 受限于狭窄的作业空间辊道组的基础和传动改为交错布置。为辊道减速机基础和日后联轴器的找正，设备的维修维护预留了充足的作业空间。⑤ 严格按照标准对辊道联轴器进行找正，防止辊道轴在异常载荷作用下疲劳断裂。

2）将拆除后的辊道和减速机总成作为剪切线其他区域辊道的备件使用。大大的降低了改造成本，有效的利用了备品备件。

3）用断轴后的辊道加工制作新式辊道也极大的降低了改造成本。提高了此次改造的经济性。

4 结束语

SEW FA89/G悬挂式减速电机具有拆装方便、维护简单。在整个使用周期中基本趋于免维护等诸多优点。由于是直接安装在辊道输入轴上，免去了联轴器找正等诸多繁杂的安装步骤。大大的提高了设备的可靠性。能够实现快速高效的设备维护和更换。适用于一般工况（起停平稳，或低速长时间匀速运动）的工作场合。特别适用于大规模辊道运输设备使用。

该型辊道运输总成在欧洲有着非常成功的实践经验值的推广。由于受严酷的工况和材料、加工精度等条件综合影响。这一经济易用的传动方案在4300mm生产线双边剪段辊道上故障频发维护、维修成本极高。没有实现设计师最初的工程设想。

参考文献：

[1]濮良贵，机械设计（第七版）[M].北京：高等教育出版社，2001.

[2]成大先，机械设计手册[M].北京：冶金工业出版社，2000.

[3]周伟康，新型直联悬挂式减速器――CPV型减速器[J].水泥技术，1996.05.