軋機(jī)減速機(jī)傳動(dòng)方向?qū)ぷ鞣€(wěn)定性的影響分析

摘要：使用軋機(jī)減速機(jī)可以加強(qiáng)生產(chǎn)質(zhì)量與效率， 但在實(shí)際使用過(guò)程中，軋機(jī)減速機(jī)的傳動(dòng)方向會(huì)對(duì)運(yùn)行穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。因此本文主要分析了軋機(jī)減速機(jī)傳動(dòng)方向?qū)ぷ鞣€(wěn)定性產(chǎn)生的影響，之后提出利用Kisssys進(jìn)行軋機(jī)減速機(jī)模塊化設(shè)計(jì)的方案，以期對(duì)其傳動(dòng)方向形成有效控制，加強(qiáng)工作穩(wěn)定性。

關(guān)鍵詞：軋機(jī)減速機(jī)；傳動(dòng)方向；工作穩(wěn)定性；模塊化設(shè)計(jì)

一、 軋機(jī)減速機(jī)相關(guān)內(nèi)容概述

軋機(jī)減速機(jī)中包含齒輪、軸、軸承、箱體、箱蓋等部分。軋機(jī)減速機(jī)的結(jié)構(gòu)形式經(jīng)常會(huì)使用一級(jí)二級(jí)甚至多級(jí)圓柱齒輪減速機(jī)，經(jīng)常會(huì)以I、II、III、IV幾種形式作為主要的安裝形式。由于軋機(jī)減速機(jī)具備以上特點(diǎn)，相比于通用減速機(jī)設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，主減速機(jī)的設(shè)計(jì)過(guò)程存在差異。

二、 軋機(jī)減速機(jī)傳動(dòng)方向?qū)ぷ鞣€(wěn)定產(chǎn)生的影響分析

使用不同方式對(duì)軋機(jī)主減速機(jī)進(jìn)行布置，之后對(duì)其運(yùn)行過(guò)程的受力情況進(jìn)行分析，本文將以兩級(jí)為例開(kāi)展分析。

從圖片中可以看出，F(xiàn)1（F1）主動(dòng)輪會(huì)對(duì)中間輪產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力[1]；f1（f1）中間輪會(huì)對(duì)主動(dòng)輪形成反作用力；F2（F2）中間輪會(huì)對(duì)工作輪形成驅(qū)動(dòng)力；f2（f2）工作輪會(huì)對(duì)中間輪形成反作用力。

（一） 軋機(jī)減速機(jī)主傳動(dòng)軸受力向上工況

第一，從圖1展示的傳統(tǒng)方式可以看出，軋鋼機(jī)在進(jìn)行正常軋制與空負(fù)荷運(yùn)行過(guò)程中，主傳動(dòng)軸的受力方向f1處于向上的狀態(tài)，中間軸的受力方向（F1+f2）處于向下?tīng)顟B(tài)，與此同時(shí)，工作軸的受力方向?yàn)镕2，處于向上的狀態(tài)。軋機(jī)減速機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中，若發(fā)生咬鋼或卡鋼情況，工作軸會(huì)受到?jīng)_擊載荷影響，使F2驟然增加，從而使f2、F1、f1都隨之增加[2]，也會(huì)增加電機(jī)的負(fù)荷。第二，這種現(xiàn)象反應(yīng)會(huì)發(fā)生在減速機(jī)的內(nèi)部當(dāng)中，雖然中間軸向下力會(huì)持續(xù)增加，但并不會(huì)對(duì)中間軸的承壓蓋造成受力影響，固定軸承蓋的螺母也不會(huì)發(fā)生松脫情況，但在該過(guò)程中，主動(dòng)軸會(huì)基于較大f1力沖擊作用基礎(chǔ)上，瞬間發(fā)生上跳情況，對(duì)齒輪側(cè)隙與軸承調(diào)整間隙產(chǎn)生十分嚴(yán)重的危害與影響，與此同時(shí)還會(huì)造成以下情況：（1）每一次的進(jìn)鋼過(guò)程都會(huì)產(chǎn)生沖擊現(xiàn)象，從而造成輸入軸與上軋輥傳動(dòng)軸瞬間出現(xiàn)上跳，從而大幅增加噪聲程度。（2）使軋機(jī)減速機(jī)主動(dòng)軸出端發(fā)生密封不良問(wèn)題，最終導(dǎo)致漏油情況發(fā)生。（3）高速軸的聯(lián)軸器與電機(jī)軸會(huì)隨之產(chǎn)生強(qiáng)烈的顫動(dòng)，對(duì)聯(lián)軸器與電機(jī)的使用壽命產(chǎn)生極大危害。（4）會(huì)大幅增加主動(dòng)齒輪齒軸的磨損程度，降低齒輪傳動(dòng)的平穩(wěn)性安全性，還會(huì)縮短主傳動(dòng)齒輪軸的使用期限。

（二） 軋機(jī)減速機(jī)主傳動(dòng)軸受力向下工況

從圖3可以看出，在這種傳統(tǒng)方式基礎(chǔ)上，軋鋼機(jī)處于正常軋制與空負(fù)荷運(yùn)行過(guò)程中，主傳動(dòng)軸的受力方向f1處于向下?tīng)顟B(tài)，中間軸的受力方向（F1+f2）處于向上的狀態(tài)，工作軸的受力方向F2為向下?tīng)顟B(tài)。如果軋機(jī)減速機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中進(jìn)行咬鋼或卡鋼操作，就會(huì)使工作軸受到較強(qiáng)的沖擊載荷，使F2瞬間攀升，最終造成f2與F1、f1都會(huì)增加，也會(huì)持續(xù)加大電機(jī)的整體負(fù)荷。

這種現(xiàn)象會(huì)在軋機(jī)減速機(jī)的內(nèi)部發(fā)生，從而瞬間增加中間軸向上的力，還會(huì)使連接中間軸承壓蓋螺栓受到強(qiáng)大的拉伸沖擊力，如果沒(méi)有對(duì)螺栓進(jìn)行合理選擇，或沒(méi)有設(shè)計(jì)合理的結(jié)構(gòu)，都會(huì)造成螺栓松脫或斷裂現(xiàn)象發(fā)生。但在該過(guò)程中，軋機(jī)減速機(jī)的主傳動(dòng)軸與工作軸的受力方向處于向下?tīng)顟B(tài)，傳統(tǒng)過(guò)程具備很強(qiáng)的穩(wěn)定性，并不會(huì)將沖擊力傳送到軋機(jī)減速機(jī)外部的聯(lián)軸器與電機(jī)軸中，也不會(huì)傳遞至起到驅(qū)動(dòng)軋機(jī)減速機(jī)作用的萬(wàn)向聯(lián)接軸中，因此可以確保整體傳動(dòng)系統(tǒng)處于平穩(wěn)狀態(tài)運(yùn)行，同時(shí)還具備以下優(yōu)勢(shì)：（1）由于減速機(jī)的輸入與輸出軸受力呈現(xiàn)為向下的狀態(tài)，并不會(huì)使外界與軋機(jī)減速機(jī)相鄰的設(shè)施發(fā)生振動(dòng)情況，從而降低噪聲程度。（2）可以對(duì)高速軸聯(lián)軸器與主傳動(dòng)電機(jī)軸軸承使用期限起到一定的延長(zhǎng)作用。（3）不會(huì)受到振動(dòng)因素造成的影響，從而加強(qiáng)軋機(jī)減速機(jī)輸入、輸出軸軸端密封性。（4）降低振動(dòng)幅度與頻率后，也會(huì)降低齒輪軸輪齒的磨損程度，從而延長(zhǎng)使用期限。

從圖4與圖3可以看出，兩種軋機(jī)減速機(jī)的傳統(tǒng)方式會(huì)取得相同的效果，可以被廣泛應(yīng)用于板帶軋機(jī)與棒線材軋機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)中。

三、 基于Kisssys的軋機(jī)減速機(jī)模塊化設(shè)計(jì)方案

（一） 統(tǒng)計(jì)傳統(tǒng)典型傳動(dòng)結(jié)構(gòu)形式

對(duì)T鋼廠使用的各種軋機(jī)減速機(jī)類型進(jìn)行了匯總，之后將其傳動(dòng)結(jié)構(gòu)形式與速比范圍進(jìn)行類型劃分，對(duì)經(jīng)常使用的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。其中將水平式軋機(jī)減速機(jī)依據(jù)速比范圍劃分成齒輪基座、一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)減速傳動(dòng)；將立式軋機(jī)減速機(jī)依據(jù)速比范圍劃分成一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)減速傳動(dòng)。

（二） 構(gòu)建典型結(jié)構(gòu)形式傳動(dòng)系統(tǒng)模型

通過(guò)匯總與分類將傳動(dòng)結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，之后使用Kisssys構(gòu)建與其對(duì)應(yīng)的傳動(dòng)系統(tǒng)模型。使用Kisssys構(gòu)建傳動(dòng)系統(tǒng)模型之后，可以更加清晰地觀察到軋機(jī)減速機(jī)各級(jí)齒輪參數(shù)、強(qiáng)度、軸承實(shí)際受力等方面內(nèi)容。

四、結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)分析軋機(jī)減速機(jī)傳動(dòng)方向?qū)ぷ鞣€(wěn)定性產(chǎn)生的影響，可以看出，在進(jìn)行軋機(jī)減速機(jī)設(shè)計(jì)過(guò)程中，無(wú)論是單級(jí)、兩級(jí)還是多級(jí)，設(shè)計(jì)人員需要全面分析其受力方向，才能確保傳動(dòng)方向合理，加強(qiáng)整體結(jié)構(gòu)的運(yùn)行穩(wěn)定性，避免對(duì)生產(chǎn)質(zhì)量與效率產(chǎn)生影響。

參考文獻(xiàn)：

[1]裴云龍.利用Kisssys進(jìn)行軋機(jī)減速機(jī)模塊化設(shè)計(jì)的研究[J]. 山西冶金，2017，40（03）：24-25.

[2]姚曉鋒.ф550mm初軋機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)技術(shù)改造[J]. 中國(guó)設(shè)備工程，2017（12）：62-63.

（作者單位：中國(guó)鋁業(yè)西南鋁業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司壓延廠電氣車間）

作者簡(jiǎn)介：劉林鑫，1992年3月，男，漢族，重慶市，助理工程師，研究方向：電氣傳動(dòng)。