开卷机芯轴结构优化

【摘 要】 本文主要介绍了平整机组准备站开卷机扇段T形头及T形头导向槽频繁断裂的原因并对开卷机芯轴结构进行了优化,解决了实际生产中的问题,为设备维护提供了保障.

【关 键 词 】 开卷机 芯轴

1.前言

邯钢冷轧平整机组是一条由S设计的年生产96万t的生产线.2005年投入使用后准备站芯轴扇段T形头及芯轴导向槽频繁断裂,成为制约平整机组生产的瓶颈.针对这一现象,我们对准备站开卷机芯轴进行了结构优化,优化方案实施后解决了准备站开卷机芯轴扇段T形头及芯轴导向槽频繁断裂的问题,保障了生产的连续性.

2.结构简介

准备站开卷机为四扇段斜楔式.开卷机涨缩通过涨缩缸控制.涨缩缸同芯轴内部拉杆连接,拉杆另一端与十字头连接,十字头与芯轴四个扇段连接为一体,四个扇段附在芯轴四棱锥体上,当涨缩缸移动时通过一系列锁紧扇段在四棱锥斜面上移动完成涨缩.每个扇段前后各有一个T形头,T形头在四棱锥导向槽中完成径向定位.开卷机的转动由1台电机驱动,通过链轮链条传动带动芯轴转动.

3.主要存在问题

（1）扇段一个T形头根部断裂造成扇段在四棱锥上倾斜,在移动过程中扇段另一端的T形头不能沿着四棱锥导向槽方向前进造成卡死现象,开卷机不能正常涨缩.

（2）同一扇段上两个T形头根部同时断裂,在芯轴转动过程中当T形头断裂的扇段转到底部时扇段脱落.

（3）同一扇段上两个T形头肩膀同时断裂,在芯轴转动过程中当T形头断裂的扇段转到底部时扇段脱落.

（4）同一四棱锥面上导向槽同时断裂,在芯轴转动过程中导向槽断裂面上的扇段转到底部时脱落.（如图1）

4.问题原因分析

（1）开卷机芯轴扇段上的T形头臂设计较为薄弱（19.4mm）,在芯轴转动过程中四棱锥导向槽与导向槽中扇段上的T形头相冲击,在长期冲击作用下T形头根部发生疲劳断裂.

（2）开卷机芯轴扇段与四棱锥采用同种材质,当芯轴上的扇段由上面转动到下面时T形头对导向槽有一定冲击,在长期冲击作用下T形头肩膀或导向槽都可能发生疲劳断裂.

（3）开卷机扇段T形头臂与四棱锥导向槽侧面间隙较大（设计为0.8mm,实际为1.5mm）,当扇段转动到侧面时扇段发生摆动,对T形头臂产生较大冲击,加速了T形头臂的断裂.

（4）开卷机扇段T形头顶面与导向槽底部间隙过大（设计为1.5mm,实际为3mm）,当扇段由上面转动到下面时由于间隙过大加剧了T形头对导向槽的冲击,加速了T形头肩膀的断裂.

5.优化措施

（1）通过加粗扇段T形头臂宽度（原为19.4mm,改为29.4mm）相应提高了T形头臂的强度,延长了T形头寿命,避免了频繁断裂.

（2）通过改变T形头根部圆角降低应力集中,增大了对冲击作用的抵抗能力,延长了T形头使用寿命.

（3）通过更改T形头材质避免了T形头与四棱锥滑槽冲击时导致滑槽断裂,降低了维护难度.

（4）严格控制加工后的T形头与导向槽各项间隙,降低芯轴转动过程中的冲击和剪切作用,延长了T形头和导向槽的使用寿命.

6.效果

通过对开卷机芯轴结构进行优化,避免了开卷机芯轴扇段T形头及T形头导向槽频繁断裂,延长了芯轴使用寿命,保障了生产连续性.