轧机减速箱齿轴及轴承更换难点与注意点分析

闫利铭

中色科技股份有限公司 河南洛阳 471000

摘要：冷轧机组轧机减速箱自投产以来已使用12年，运行过程中齿轮及轴承震动较大，存在隐患。为确保设备正常运行，产线生产稳定，利用年修对3#机架减速箱齿轴、轴承及偏心套进行了整体更换。

关键词：轧机；减速箱；齿轴；轴承

1设备结构介绍

3#机架减速箱共3根轴，结构为单输入双输出形式，由斜齿减速齿轮和人字齿齿轮轴组成。减速比：1/1.52；输入轴齿轮模数：22；齿数：25；节圆直径：φ563.492mm；齿宽：410mm；材质：SNCM420；热处理硬度：Hs75～80。下输出轴大齿轮模数：22；齿数：38；节圆直径：φ856.508mm；齿宽：410mm；材质：SCM420；热处理硬度：Hs75～80。下输出轴人字齿轮模数：24；节圆直径：φ530mm；齿宽：2×300mm；材质：SNCM420；热处理硬度：Hs75～80。上输出轴人字齿轮模数：24；节圆直径：φ530mm；齿宽：2×300mm；材质：SNCM420；热处理硬度：Hs75～80。所有齿轮等级：7级。减速箱的3根传动轴，总共有3个联轴器、7盘轴承、1件大齿轮。其中输入轴联轴器为鼓形齿联轴器，最大过盈0.38mm，大齿轮过盈量0.45mm，轴承过盈量0.18～0.19mm。3根传动轴在箱体中以下输出轴为基准轴，其上3盘轴承无偏心套，电机侧轴承为固定端；上输出轴轴承带偏心套，两侧皆为自由端，轴承外圈靠箱体轴承位上的定位销固定，定位销与轴承外圈定位孔有6mm间隙；输入轴两轴承也带偏心套，轧辊侧为固定端，各轴承与轴承位间均有定位销固定，原设计定位销与轴承定位孔单侧间隙2.5～3.5mm。

2更换过程中难点及注意点

2.1难点

新齿轴安装后，如何保证一级齿侧隙0.579～0.8mm，二级齿侧隙0.501～1.0mm，以及齿接触面积不小于齿宽70%、齿高40%的标准，是此次项目的难点。为保证项目施工顺利，拆卸时标记好偏心套上“M”点所在位置，回装新齿轴时，将新偏心套按原“M”点位置回装。如果不能保证齿侧隙和接触面积符合标准，则对偏心套位置进行调整，具体方法为：装入2轴作为固定轴，以2轴为标准装入1轴跟3轴后进行压铅及涂红丹粉，对压铅尺寸及红丹面积进行分析，调节1轴及3轴偏心套保证3根轴之间平行度，齿侧隙、间隙；调整完3根轴之后打表测量1轴与高速轴联轴器轴向、径向数据，并与拆除前测量数据作对比，如有偏差则调节电机转子；调节电机转子时候即调节前后轴瓦底座，必须保证前座后座同时动，以达到精度要求，调节时保持电机主体不动，避免转子及主体碰触；如果调节转子不足以满足高速轴联轴器精度要求，则需要动电机本体。

2.2注意点

（1）测量电机同轴度时应启动电机润滑，整个过程一共测量3次：原始带节轴测量1次，原始不带节轴测量1次，回装后不带节轴测量1次。每次打表测量包括外圆和端面，并做好数据记录。

（2）箱体拆卸前及回装后压铅测量齿侧隙，涂红丹粉检查齿轮接触斑点。压铅时将2条直径2mm的铅丝沿齿长两端并垂直于齿宽方向固定好，测量位置沿圆周方向不少于3处。测量齿轮啮合接触斑点时用海绵将红丹粉均匀涂于主动齿轮齿面上，沿工作方向转动主动齿轮并使从动齿轮轻微制动。一般传动齿轮（9～6级精度）在齿轮的高度上接触斑点应不少于30%～50%，在齿轮的宽度上应不少于40%～70%。

（3）拆卸过程中记录好各偏心套M点位置。

（4）拆卸前及回装后测量并记录好各轴承游隙、轴承外圈与偏心套内圈（箱体）间隙、偏心套外圈与箱体间隙。

（5）此次新齿轴所安装轴承为NSK双列圆锥滚子轴承，属于分体式轴承，安装时应注意对应内外圈编号ab进行合装。

（6）回装轴承端盖时注意端盖大密封圈和油路孔小密封圈的安装，1轴和3轴的端盖处大密封圈位于偏心套外圈与箱体的结合处，而并非端盖凸台的外圆，此处需注意不要搞错。中层箱体上剖分面3轴驱动侧轴承位润滑油孔处有1密封圈，回装时需注意不要忘记。

（7）各剖分面及轴承端盖回装时，密封胶应尽量少涂，不可过多。

（8）鼓形齿联轴器回装时注意M点啮合。

（9）空载试车前检查电机及齿轮润滑情况，逐渐提高速度并做好温度和振动数据记录。

3施工的主要过程

（1）输入轴同轴度测量。将鼓形齿联轴器脱开后，将百分表基座固定在减速箱侧，百分表顶针顶在电机侧，盘动减速箱齿轴，记录打表数据，外圆数据如图1所示，端面数据如图2所示。

图1外圆数据记录      图2端面数据记录

（2）拆除万向接轴，并上下轴做好标记。

（3）再次测量电机同轴度，外圆数据如图3所示，端面数据如图4所示。

图3外圆数据记录       图4端面数据记录

（4）打开箱体观察孔测量尺侧间隙，齿轮接触面积。

（5）拆除轴承端盖测量轴承原始游隙、轴承外圈与偏心套内圈（箱体）间隙、偏心套外圈与箱体间隙。

（6）拆除箱体螺栓，吊出各齿轴，记录好各偏心套“M”点位置。

（7）联轴器拆装。将齿轴上拔下的联轴器，安装到新齿轴上，其中输入轴联轴器未能拆卸成功，最终将随机部件联轴器安装到新齿轴上，但联轴器外齿圈仍用旧的。

（8）回装下输入轴。在下输入轴回装过程中，发现中间轴承外圈定位孔与箱体上轴承定位销错位，轴承偏向轧辊侧约5mm，将原定位销改为偏心式异形定位销，最终将下输出轴成功安装。

（9）回装输入轴。在下输入轴回装过程中，又发现轧辊侧轴承外圈定位孔与箱体上轴承定位销错位约2mm，此处采取了将圆柱定位销改为台肩式，露出箱体轴承位部分尺寸缩小5mm，最终将输入轴成功安装。

（10）测输入轴与下输出轴齿接触面积及齿侧隙。此时只是测得一个大概数据，齿接触面积及齿侧隙都还可以，基本符合要求。

（11）回装中间箱体、上输出轴、上层箱体、轴承端盖应在所有齿轴及箱体都回装完成后。先将更轴承端盖回装到位，目的是使各齿轴定位端固定好，再松开所有轴承端盖螺栓，分2次紧固M72大螺栓（液压扳手压力设定分别为20MPa、30MPa，扳手型号WTLC15，普瑞特推进紧固力矩6566～7654Nm），紧固顺序如图5所示，然后紧固箱体剖分面小螺栓，最后紧固轴承端盖螺栓。

图5 M72 螺栓紧固顺序

（12）正式测量齿侧隙及齿轮接触面积。齿轮齿侧隙测量，一级传动齿轮侧隙采用压铅方法测量，二级传动齿轮侧隙采用百分表方法测量。经过与南高齿技术人员沟通，测量数据在标准范围和最大范围之间，满足使用要求。测量齿面接触面积均高度大于50%，长度大于70%，满足装配技术要求。

（13）测量输入轴同轴度，满足使用要求。

（14）回装鼓形齿联轴器。

（15）试车。

此次空载试车速度分别为10%、30%、50%、70%、100%逐步提升，过程中监控各轴承温度基本在20～68℃，温度和以前生产时温度接近。听针监听各轴承运转声音良好，其中输入轴轧辊侧轴承运转时比其他轴承声音稍大，监测系统监测振动值较更换前大为减小。

结语：

（1）施工前对项目整体考虑不够全面，很多细节没有提前想到。输入轴联轴器未能成功拆卸，在有随机备件的情况下，应考虑提前安装好随机备件。（2）在整个过程中遇到的许多专业技能、专业知识，未能及时解决问题，还存在很多欠缺和不足。（3）项目准备工作需要进一步细化，备件的准备、验收和施工方案的审核需要认真把好质量关。（4）在检修项目的准备、施工、验收、试车整个过程中，管理工作有待进一步加强，做好指挥协调，提高工作效率。

参考文献：

[1]成大先.机械设计手册(第一卷)[M].5版.北京:化学工业出版社,2008.

[2]闻邦椿.机械设计手册[M].北京:机械工业出版社,2010.

[3]王文斌.机械设计手册(第三册)[M].北京:机械工业出版社，2004.