花鍵連接在出坯輥道中的推廣應(yīng)用論述

李士文 陳剛

摘要：出坯輥道為煉鋼廠連鑄生產(chǎn)線中重要的設(shè)備。主要作用是鋼水經(jīng)過結(jié)晶器成型、二冷室水冷卻、拉矯機(jī)矯正、火焰切割機(jī)切割后的鋼坯進(jìn)行運(yùn)輸?；鹧媲懈顧C(jī)切斷鋼坯時(shí)需要一定時(shí)間。出坯輥道出于節(jié)能考慮，并非連續(xù)工作。而反復(fù)的停頓啟動對輥?zhàn)雍蜏p速機(jī)連接處受力都有著不小的考驗(yàn)。無論是南京鋼鐵、石橫特鋼等國內(nèi)各大鋼廠，還是康卡斯特、奧鋼聯(lián)、西馬克、德國巴登等國外各大鋼鐵都存在此類問題。

關(guān)鍵詞：花鍵組合;出坯輥道裝配;推廣及應(yīng)用

前 言

目前煉鋼廠165方坯連鑄機(jī)為8機(jī)8流連鑄機(jī)，共配置14根傳送輥道且分別各自連接一臺減速器及電動機(jī)，1流至4流段、5流至8流段分別配置7根傳送輥道，正常生產(chǎn)時(shí)，鋼坯傳送必須達(dá)到預(yù)定速度，當(dāng)7根傳送輥道中的一根出現(xiàn)問題無法轉(zhuǎn)動時(shí)，其余6根無法帶動鋼坯達(dá)到預(yù)定速度。則需要全面停產(chǎn)搶修，既浪費(fèi)人力物力又影響產(chǎn)量效益。所以線下輥道傳動輥?zhàn)优c減速器連接部位的質(zhì)量問題極其重要，需要慎重對待。

一 出坯輥道目前現(xiàn)狀介紹

目前無論是山東萊鋼永鋒鋼鐵有限公司，還是其他國內(nèi)大型鋼鐵公司及國外的各鋼鐵企業(yè)，期煉鋼設(shè)備的出坯輥道傳動輥?zhàn)优c減速器的連接方式通常采用平鍵連接。此類連接方式比較常見，應(yīng)用較為廣泛，但存在的問題也較多：

（一）裝配問題：

傳動輥?zhàn)优c減速器的平鍵連接為保證連接牢固可受較大的力，通常采用過盈配合。此類裝配方式需要用特殊方式對軸孔進(jìn)行處理。

（1）壓入法：可用錘子加墊塊敲擊壓入或用壓力機(jī)壓入。

（2）熱脹法 利用物體熱脹冷縮的原理，將孔加熱使孔徑增大，然后將軸裝入孔中。

（3）冷縮法 利用物體熱脹冷縮的原理，將軸進(jìn)行冷卻，待軸縮小后在把軸裝入孔中。常用的冷卻方法是采用干冰和液氮進(jìn)行冷卻。

以上無論哪種方式對大設(shè)備，重物件進(jìn)行裝配，調(diào)試都較為困難，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。且在日后檢修，維護(hù)及拆換時(shí)也是極其不方便。

（二）壽命問題：

設(shè)備采用平鍵連接，在反復(fù)停機(jī)啟動過程中，鍵與內(nèi)軸外孔接觸面的觸處通常為一條線。所以平鍵的此處受較大的剪應(yīng)力，通常為平鍵上的危險(xiǎn)截面。反之，內(nèi)軸外孔上與之相接觸位置也易發(fā)生破壞，為相應(yīng)軸孔上的危險(xiǎn)截面。當(dāng)使用一定時(shí)間后，就容易遭到破壞，使用時(shí)間有限。

另外反復(fù)停頓啟動，平鍵與內(nèi)軸外孔接觸面的連接處存在大量的力及相應(yīng)的相對運(yùn)動。即使是細(xì)微摩擦，在反復(fù)加持下也將在此處產(chǎn)生大量熱量。且由于傳動輥?zhàn)拥耐馍燧S較長，平鍵的設(shè)置位置又通常為軸孔軸向上的中端，煉鋼廠各生產(chǎn)部位的外部相對溫度又較高。此處產(chǎn)生的熱量不易散失，隨著停啟逐步攀升，當(dāng)溫度達(dá)到一定時(shí)，對鍵與軸孔的使用壽命也是有一定的損傷，降低使用壽命。

（三）效果問題：

使用平鍵鏈接時(shí)，通常只設(shè)置一個(gè)平鍵。由于主要受力位置為鍵一側(cè)的線，工作時(shí)受力不均勻，長此以往，由于不均勻力的影響，傳動輥?zhàn)訕O易發(fā)生彎曲變形，變?yōu)榛?。對傳動輥?zhàn)愚D(zhuǎn)數(shù)控制產(chǎn)生偏差，若七根連接減速器及發(fā)動機(jī)的傳動輥?zhàn)右舶l(fā)生不同程度的彎曲變形，且存在相位角，對鋼坯的傳動速度也有一定影響，無法達(dá)到預(yù)期效果，很影響工作效果。而且當(dāng)傳動輥?zhàn)哟嬖谝欢ɑ《葧r(shí)，對鋼坯運(yùn)動也將產(chǎn)生不穩(wěn)定的震動。此震動也將反過來作用于傳動輥?zhàn)由系匿撆鬏伒?，后延至減速器，電動機(jī)及整個(gè)設(shè)備系統(tǒng)都將受此反震動影響。此類震動屬有害震動，對整個(gè)設(shè)備都有一定損耗，且易加大噪聲的產(chǎn)生，影響設(shè)備維修者通過聲音來判斷設(shè)備是否運(yùn)行良好，嘈雜喧鬧的噪聲對生產(chǎn)勞動者也存在更大危害。

二、 改進(jìn)方案

將出坯輥道上傳動輥?zhàn)优c減速器連接處的平鍵連接方式改換為花鍵軸再扣卡環(huán)連接。雖說只是簡單的改變了連接方式，從平鍵連接變?yōu)榱嘶ㄦI連接，但是在實(shí)際上有著質(zhì)的改變。無論是從人機(jī)物法各方面來看，都有著不小的改善。

（一）裝配改進(jìn)：

由平鍵連接方式變?yōu)榛ㄦI連接方式，可以改變原有的過盈配合。采用間隙配合或者過度配合，由外扣卡環(huán)起的孔端的固定。這樣一來，在裝配前無需對軸孔進(jìn)行預(yù)處理或采用特殊方式，且在調(diào)試，維修及后續(xù)拆換時(shí)也不會想平鍵那么困難。這樣就極大的減少了檢修維護(hù)人員的工作量，是一種對人力的大大節(jié)約。另外也減少了相應(yīng)機(jī)械設(shè)備的使用，降低設(shè)備磨損消耗及過程中的能源使用。而且也將簡化安裝調(diào)試維護(hù)及拆換的方法，更加深化精益運(yùn)行。

（二）壽命改進(jìn)：

平鍵連接方式中平鍵與軸孔接觸面處的連接通常為一條線，而改進(jìn)的花鍵連接方式則是將這一條線，平均分配到花鍵軸上的各個(gè)鍵齒上的線。這樣即使在反復(fù)啟動停頓的生產(chǎn)節(jié)奏中，也不易產(chǎn)生應(yīng)力集中的問題。由平鍵連接方式中的單一大剪應(yīng)力面變?yōu)榛ㄦI連接方式中的多位小應(yīng)力面，花鍵與軸孔的最大危險(xiǎn)截面也將不復(fù)存在。大大減少了因單截面受破壞而影響傳動輥?zhàn)邮褂玫臓顩r。在花鍵中多齒面同時(shí)使用的情況下，即使一兩個(gè)花鍵齒面受到擠壓破壞，其余齒面認(rèn)可分擔(dān)此份應(yīng)力繼續(xù)工作。足以更好的確保傳動輥?zhàn)拥氖褂脡勖?/p>

另外由于力的分散，將不會發(fā)生一條線集中過熱的狀況，且花鍵并非像平鍵那樣包含于軸孔內(nèi)部，而是前后兩側(cè)與外界相通，熱散好于平鍵連接。這樣更加大大的避免了因?yàn)闊崃康牟粩喽逊e而產(chǎn)生影響設(shè)備壽命的問題。

綜上花鍵連接方式的改良，在機(jī)械壽命上也是一種對“機(jī)”的節(jié)省，更好的控制后續(xù)物料費(fèi)用。

（三）效果改進(jìn)：

由于花鍵連接方式上力的分散，不集中，也將不會出現(xiàn)一側(cè)力過大所導(dǎo)致的傳動輥?zhàn)訌澢冃?。進(jìn)而生產(chǎn)效果得到提升，鋼坯的傳動速率更容易得到控制，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。相應(yīng)的有害震動與噪聲也可減輕，對整體設(shè)備系統(tǒng)及檢修勞動者都是一種保護(hù)。對人員，機(jī)械，產(chǎn)物都有著不小的好處。

三 花鍵尺寸計(jì)算

結(jié)束語

花鍵連接具有較高的承載能力，定心精度高，導(dǎo)向性能好，可實(shí)現(xiàn)靜連接或動連接。出坯輥道對花鍵連接的推廣與應(yīng)用為煉鋼廠連鑄機(jī)生產(chǎn)穩(wěn)定打下良好的設(shè)備基礎(chǔ)。

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