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摘要：矫直机是中厚板生产线上的重要设备，主要用于低碳钢及低合金钢热板的矫平工作，经过矫正后的板材其平直度达到用户要求。保证矫直机正常运行是保证钢板不平度达标的关键，而矫直钢板产生的负荷主要集中在主传动万向接轴上，但原扁头式矫直辊连接由于磨损较快，造成扁头与接轴轴端窜动，从而造成矫直辊扁头断裂或者轴承损坏。通过计算设计，将扁头式连接改成花键式连接，较好的解决了矫直辊套筒磨损快的问题。
关键词：矫直辊；扁头；辊头；花键；辊端接头
中图分类号TG3 文献标识码A 文章编号2095-6363（2016）06-0142-01
柳钢中板厂的矫直机设备一共有3台，其中1#及2#矫为11辊，厚矫为7辊。1#及2#矫为热矫直，厚矫为冷热矫。矫直机是中板厂矫正板材波浪弯及瓢曲等缺陷的一种机械设备，主要用于低碳钢及低合金钢热板的矫平工作，经过矫正后的板材其平直度达到用户要求。当前钢铁行业的不景气，要赢得市场，必须实现降本降耗增效的目标，减少故障时间及停机时间是实现这个目标的重要一环。原1#及2#矫直机工作辊均采用扁头式联结，由于扁头传动的局限性，磨损较快，在矫直钢板的过程中窜动量大，造成钢板平直度常有误差，以及辊头断裂或矫直辊轴承烂或支承辊断或支承辊轴承烂损坏等。这造成中厚板生产线常被迫停机换辊，增加故障时间以及人工备辊劳动量。针对扁头式传动不稳定及定位不精的特点，结合现场实际情况，将矫直辊与接轴连接改为花键连接，解决了工作辊易窜动的特点，同时花键连接使工作辊起到自动定心的作用。
1.设计方案依据
中板厂2#矫直机由主传动机构、压下机构、活动梁、辊系等组成，而上下矫直辊装置是进行板材矫直的主要部件。上下矫直辊交错排列，上矫直辊轴承座及上支承辊轴承座固定在上辊盒上。下矫直辊的轴承座及下支承辊轴承座固定在下辊盒上。我厂矫直机的主传动装置由减速机、齿轮座、联接轴和联轴节组合带动矫直机辊进行工作，白1998年我厂四辊生产线投产以来，随着生产需求的不断提高，辊端联接结构形式也在不断优化和改进，按照辊端联接结构形式可分为扁头式辊端套筒、齿式辊端套筒两种结构形式
原辊系通过十字万向联轴器与矫直机主传动连接，其包括辊端接头、法兰、联轴器等组成。如下图为十字万向联轴器。
柳钢中板厂白矫直机投入使用以来，矫直机矫直辊辊头断、轴承烂或者支承辊断、轴承烂的事故不断发生，且频率较为频繁。1）矫直机矫直辊辊头断，主要断裂面为轴承位辊颈处；2）矫直机矫直辊轴承烂，且多为传动端轴承损坏；3）矫直机支承辊辊颈断或轴承烂，且不易察觉，直至辊系下线维护才发现，造成设备隐患及矫直钢板不平等问题；4）矫直辊扁头传动磨损快，造成矫板时接轴窜动，噪声大，污染环境。
通过多年使用经验以及现场分析，由于矫直辊扁头传动磨损快，造成矫板时接轴窜动，造成扁头轴颈断裂或者各支撑轴承烂。因此，考虑现将2#矫直机矫直辊系进行改造，将矫直辊辊头换掉，重新镶嵌辊头，采用渐开线花键连接。
2.方案实施
2.1矫直辊辊头改进
原扁头连接形式结构简单、易于维护也便于拆装等，但扁头部位磨损较快，在运转过程中，扁头与轴端接头相对窜动，整根接轴晃动尤为明显，对于整个主传动机构产生不利影响。图2为扁头式矫直辊。
针对我厂2#矫直机辊备件数量众多的特点，改造方案采用将原矫直辊扁头断车削掉，重新下料镶嵌辊头加工的方式，避免造成备件废弃不用，并为本厂大大节约了成本。通过计算和设计，将扁头式连接改为花键式连接。如图3所示为花键式矫直辊。
2.2轴端接头改造
原扁头式矫直辊连接通过垫铜片、垫板等调整扁头与轴端接头套内的间隙，而扁头磨损较快，也加速了垫板的更换速度，增加设备维护费用。如图4为原扁头连接式轴端接头。
为了较少设备维护费用以及能够与花键式矫直辊连接传动，必须将原扁头式轴端接头也改造成花键式。首先，将原扁头式轴端接头内孔扩大到170mm；其次，将一个中170圆钢镶嵌入接头套内，采用过盈配合，并通过3个定位销固定，防止其窜动；最后，将接头进行机加工花键。如下图所示为花键式轴端接头。
改造后的花键式连接，有效地增大了矫直辊辊头与万向接轴轴端接头的接触面积，从而增加了传动扭矩，并且花键连接使工作辊起到自动定心的作用。
3.实施效果
在矫直辊未改造之前，矫直辊辊头断裂或轴承损坏不断出现；频繁更换辊系以及备辊，增大人力资源的投入，更造成了设备维护费用地不断投入，却不见设备维护工作得到明显提高。而白2012年中板厂2#矫直机矫直辊传动头改造以来，效果非常明显，并未再出现辊头断裂或者轴承损坏等故障的发生。改造后的效果主要有以下几个方面：1）设备故障率明显下降，近几年未有因花键式矫直辊辊头断造成生产线停轧的事故；2）降低了矫直辊的维护费用，由原矫直辊系2个月的使用寿命提升到3个月的使用寿命；3）减少设备换辊及备辊的频率，极大地减少维修工人的劳动量；4）降低了钢板矫直时产生的噪音，实现了设备的高效运行，为中板厂创造了非常可观的经济效益。
4.下步计划
鉴于花键式矫直辊的良好运用，中板厂下步计划将1#矫直辊扁头式连接亦改为花键式连接，继续为中板厂设备的正常运行创造更换的条件。
关键词：矫直辊；扁头；辊头；花键；辊端接头
中图分类号TG3 文献标识码A 文章编号2095-6363（2016）06-0142-01
柳钢中板厂的矫直机设备一共有3台，其中1#及2#矫为11辊，厚矫为7辊。1#及2#矫为热矫直，厚矫为冷热矫。矫直机是中板厂矫正板材波浪弯及瓢曲等缺陷的一种机械设备，主要用于低碳钢及低合金钢热板的矫平工作，经过矫正后的板材其平直度达到用户要求。当前钢铁行业的不景气，要赢得市场，必须实现降本降耗增效的目标，减少故障时间及停机时间是实现这个目标的重要一环。原1#及2#矫直机工作辊均采用扁头式联结，由于扁头传动的局限性，磨损较快，在矫直钢板的过程中窜动量大，造成钢板平直度常有误差，以及辊头断裂或矫直辊轴承烂或支承辊断或支承辊轴承烂损坏等。这造成中厚板生产线常被迫停机换辊，增加故障时间以及人工备辊劳动量。针对扁头式传动不稳定及定位不精的特点，结合现场实际情况，将矫直辊与接轴连接改为花键连接，解决了工作辊易窜动的特点，同时花键连接使工作辊起到自动定心的作用。
1.设计方案依据
中板厂2#矫直机由主传动机构、压下机构、活动梁、辊系等组成，而上下矫直辊装置是进行板材矫直的主要部件。上下矫直辊交错排列，上矫直辊轴承座及上支承辊轴承座固定在上辊盒上。下矫直辊的轴承座及下支承辊轴承座固定在下辊盒上。我厂矫直机的主传动装置由减速机、齿轮座、联接轴和联轴节组合带动矫直机辊进行工作，白1998年我厂四辊生产线投产以来，随着生产需求的不断提高，辊端联接结构形式也在不断优化和改进，按照辊端联接结构形式可分为扁头式辊端套筒、齿式辊端套筒两种结构形式
原辊系通过十字万向联轴器与矫直机主传动连接，其包括辊端接头、法兰、联轴器等组成。如下图为十字万向联轴器。
柳钢中板厂白矫直机投入使用以来，矫直机矫直辊辊头断、轴承烂或者支承辊断、轴承烂的事故不断发生，且频率较为频繁。1）矫直机矫直辊辊头断，主要断裂面为轴承位辊颈处；2）矫直机矫直辊轴承烂，且多为传动端轴承损坏；3）矫直机支承辊辊颈断或轴承烂，且不易察觉，直至辊系下线维护才发现，造成设备隐患及矫直钢板不平等问题；4）矫直辊扁头传动磨损快，造成矫板时接轴窜动，噪声大，污染环境。
通过多年使用经验以及现场分析，由于矫直辊扁头传动磨损快，造成矫板时接轴窜动，造成扁头轴颈断裂或者各支撑轴承烂。因此，考虑现将2#矫直机矫直辊系进行改造，将矫直辊辊头换掉，重新镶嵌辊头，采用渐开线花键连接。
2.方案实施
2.1矫直辊辊头改进
原扁头连接形式结构简单、易于维护也便于拆装等，但扁头部位磨损较快，在运转过程中，扁头与轴端接头相对窜动，整根接轴晃动尤为明显，对于整个主传动机构产生不利影响。图2为扁头式矫直辊。
针对我厂2#矫直机辊备件数量众多的特点，改造方案采用将原矫直辊扁头断车削掉，重新下料镶嵌辊头加工的方式，避免造成备件废弃不用，并为本厂大大节约了成本。通过计算和设计，将扁头式连接改为花键式连接。如图3所示为花键式矫直辊。
2.2轴端接头改造
原扁头式矫直辊连接通过垫铜片、垫板等调整扁头与轴端接头套内的间隙，而扁头磨损较快，也加速了垫板的更换速度，增加设备维护费用。如图4为原扁头连接式轴端接头。
为了较少设备维护费用以及能够与花键式矫直辊连接传动，必须将原扁头式轴端接头也改造成花键式。首先，将原扁头式轴端接头内孔扩大到170mm；其次，将一个中170圆钢镶嵌入接头套内，采用过盈配合，并通过3个定位销固定，防止其窜动；最后，将接头进行机加工花键。如下图所示为花键式轴端接头。
改造后的花键式连接，有效地增大了矫直辊辊头与万向接轴轴端接头的接触面积，从而增加了传动扭矩，并且花键连接使工作辊起到自动定心的作用。
3.实施效果
在矫直辊未改造之前，矫直辊辊头断裂或轴承损坏不断出现；频繁更换辊系以及备辊，增大人力资源的投入，更造成了设备维护费用地不断投入，却不见设备维护工作得到明显提高。而白2012年中板厂2#矫直机矫直辊传动头改造以来，效果非常明显，并未再出现辊头断裂或者轴承损坏等故障的发生。改造后的效果主要有以下几个方面：1）设备故障率明显下降，近几年未有因花键式矫直辊辊头断造成生产线停轧的事故；2）降低了矫直辊的维护费用，由原矫直辊系2个月的使用寿命提升到3个月的使用寿命；3）减少设备换辊及备辊的频率，极大地减少维修工人的劳动量；4）降低了钢板矫直时产生的噪音，实现了设备的高效运行，为中板厂创造了非常可观的经济效益。
4.下步计划
鉴于花键式矫直辊的良好运用，中板厂下步计划将1#矫直辊扁头式连接亦改为花键式连接，继续为中板厂设备的正常运行创造更换的条件。