减定径机变速箱档位齿轮内轴承改造刘朝彤①陈晓明侯先能(马鞍山钢铁集团公司第三钢轧总厂安徽马鞍山243011)摘要马钢高速线材轧机的减定径机变速箱是2003年从德国西马克引进的,由于设计缺陷,其档位齿轮内轴承使用1个月后,滚动体和滚道就产生塑性压痕,寿命仅为半年。通过改造,大幅提高了轴承的承载能力,改善了轴承的定位方式,取得了良好的效果。关键词减定径机轴承塑性压痕改造ReconstructionofBearingsInsideofSwitchGearsofReducingandSizingMillGeaLiuChaotongChenXiaomingHouXianneng(TheNo.3Steel2making&RollingPlantofMaanshanIron&SteelCo.,Ltd.)ABSTRACTThegearboxofthereducingandsizingmillofhighspeedwirerodmillsofMaanshanIron&SteelCo.,Ltd.wereimportedfromGermanySMSin2003,asaresultofdefectivedesign,therollingelementsandracewayswillproduceplasticindentation,afterthebearingsinsideofswitchgearsuseonemonth,thelifeareonlyhalfyear.Bymeansofreconstruction,capacityofthebearingswassubstantiallyincreased,positioningwasim2KEYWORDSReducingandsizingmillBearingPlasticindentationReconstruction1前言马钢于2003年引进德国西马克公司最新一代线材轧机。该轧机采用具有首创的单线多通道柔性生产;轧制速度120m/s;可实现热机轧制,精轧机组和减定径机的最低轧制温度达到700℃;线材的组织性能控制能力高于国内任何线材厂。使马钢高线改造成为国内先进的高速线材轧机。但先进的设备也有其不足之处,由于设计缺陷,作为轧机核心设备的减定径机,投产后故障频繁,成为影响生产的主要因素。2现状分析2.1国内减定径机现状当今世界最先进水平的高速线材轧制生产线,其共同特点是保证轧制速度110～120m/s,采用超重型的“8+4”工艺布置,以4架45°顶交布置的减定径机组为线材的最终成品轧机,能实现精密轧制和单一孔型轧制。减定径机由于其系统集成化水平高,已成为决定线材生产效率、产品精度和轧机利用率的核心因素。国内目前装备有减定径机组的线材生产线包括:西马克机型,其减径、定径合为一体,可在线快速更换,由一台4900kW的交流电机通过4台变速箱集中传动,变速箱中配有16组离合器装置实现不同轧制规格的速度匹配;摩根机型,其机组包括减径和定径两个轧机模块,由一台3200kW交流电机通过一台变速箱集中传动,变速箱中配有9组离合器;达涅利机型,其机组为双模块轧机,分别由两台独立控制的电机传动控制,通过电机调速实现速度匹配,没有变速齿轮机构。目前,西马克和摩根机型均存在变速箱档位齿轮内支撑轴承易损坏问题。2.2马钢减定径机变速箱存在问题马钢高速线材减定径机变速箱系统包括A、B、C、D四台变速箱,每台变速箱内均配有齿轮变速传动装置,依①作者简介:刘朝彤,男,1971年出生,毕业于安徽工业大学,高级工程师,工学学士,现从事机械设备管理与技术改造工作—18—刘朝彤等:减定径机变速箱档位齿轮内轴承改造2008年特刊(1)靠离合器装置实现转速变换。档位齿轮内带有支撑轴承,在离合器不与齿轮接合(不挂档)时,齿轮不承受轧制载荷,只在轴上空转,支撑轴承仅承受齿轮的重力。当离合器与齿轮接合(挂档)时,齿轮、轴承与轴之间无相对转动成为刚性连接,齿轮与轴承均承受轧制载荷,此时轴承在内外圈无相对旋转的情况下承受轧制载荷。使用1个月后,轴承滚动体和内外圈滚道表面均产生塑性压痕,轴承损伤情况见图1。改造前,马钢4台变速箱大约每半年需分别解体更换轴承一次。而摩根机型变速箱档位齿轮支撑轴承使用寿命也只有半年。3.2轴承定位方式改造将轴承的卡簧定位方式,改为哈夫定位环。由于卡簧(孔用弹性档圈)与齿轮卡簧槽间存在0.15mm～0.20mm轴向间隙,轧制力变化和过钢冲击会造成齿轮轴向窜动,从而对轴承也造成冲击。将其改造成为可分离的哈夫定位环,其外圈与齿轮沟槽过渡配合,内圈与轴承间隔环过渡配合,轴向使用配磨方法保证定位环与齿轮沟槽间隙≤0.02mm。从而消除齿轮轴向窜动现象。3.3改造轴承负荷效验以D箱1档齿轮(Z=47)为例进行轴承的负荷效验。已知输出轴最大扭矩T=12975N·m(西马克给定参数)。齿轮参数:压力角αn=20°,螺旋角β=10.1667°,分度圆直径d=334.25mm。深沟球轴承在...