[摘 要]轴是组成机器的重要零件之一。他的主要功用是：①支撑轴上零件，并使其具有确定的工作位置；②传递运动和动力。根据轴的承载情况不同，轴可分为心轴、转轴、和传动轴三类。转轴工作时既承受弯矩又传递转矩的轴，如减速机中的齿轮轴。轴主要由轴颈、轴头、轴身三部分组成。
　　[关键词]减速机 高速轴
　　中图分类号：V233.4+53 文献标识码：V 文章编号：1009―914X（2013）22―0385―02
　　1、概况
　　柳钢热轧厂2032轧线R0粗轧机压下减速机高速轴在2010年和2011年各出现过一次高速轴轴颈断裂情况，为保证设备的正常运行故对高速轴进行改造。2011年8月开始对高速轴改造方案进行讨论，对高速轴使用轴承进行选型等工作，于2012年8月设备大修期间更换R0压下减速机时投入使用。
　　2、R0压下减速机高速轴安全系数校核计算
　　图1中原高速轴装配图（2）位置为断裂位置，高速轴装齿轮部位（1）位置受应力集中最大，故对截面（1）的安全系数校核。参数：电机功率300KW，电机转速500-1000r/min，斜齿轮分度圓直径396.6418mm，分度圆柱螺旋角为10.5°高速轴装齿轮位置直径为115mm
　　取电机功率300KW，电机转速500r/min
　　根据计算得出轴传递的转矩T=5730N.mm；齿轮圆周力Ft=28892N；齿轮的径向力Fr=10698N；齿轮的轴向力Fx=5354N
　　联轴器因制造和安装误差所产生的附加圆周力F0（方向不确定）=13223N
　　在水平平面内的支反力R1=1066N；R2=9632N
　　在垂直平面的支反力R3=R4=5347N
　　截面（1）的最大弯矩为M=2556N.m
　　截面（1）的抗弯截面模量W=132.8cm?
　　截面（1）的抗扭截面模量Wt=282cm?
　　根据计算得出改造前高速轴截面（1）弯曲安全系数S1=3.11，扭矩安全系数S2=6.97
　　综合安全系数S=2.84
　　查机械设计手册可知{S}=1.3～2.5
　　故S﹥{S}，改造前高速轴（1）截面是安全的。
　　高速轴在设计上是满足要求的，但由于R0轧机牌坊的刚度不够和电气设备问题多次造成压下减速机咬死故障，使高速轴出现疲劳断裂情况。为解决这种情况对高速轴进行改造。
　　改造前的高速轴使用的轴承型号为23220，为了满足改造后高速轴使用要求选用轴承型号为23224，轴承宽度75mm，轴承内径120mm。根据高速轴安装轴承部位的变化，高速轴装齿轮部位直径改成135mm，轴上键槽大小不变。改造后高速轴装齿轮部位受应力集中最大，故对高速轴装齿轮部位截面安全系数进行校核。
　　取电机功率300KW，电机转速500r/min
　　根据计算得出轴传递的转矩T=5730N.mm；齿轮圆周力Ft=28892N；齿轮的径向力Fr=10698N；齿轮的轴向力Fx=5354N
　　联轴器因制造和安装误差所产生的附加圆周力F0（方向不确定）=13223N
　　在水平平面内的支反力R1=1357N；R2=9341N
　　在垂直平面的支反力R3=R4=5347N
　　截面（1·）的最大弯矩为M=2621N.m
　　截面（1·）的抗弯截面模量W=225cm?
　　截面（1·）的抗扭截面模量Wt=482.64cm?
　　根据计算得出改造前高速轴截面（1）弯曲安全系数S1’=6.88，扭矩安全系数S2’=11.61
　　综合安全系数S’=5.92
　　查机械设计手册可知{S}=1.3～2.5
　　故S’﹥{S}，改造后高速轴（1）截面是安全的。
　　对比改造前和改造后的高速轴综合安全系数，改造后的高速轴安全系数时改造前的2.08倍，改造后的高速轴安全系数大大的提高了。
　　3、结束语
　　改造后的高速轴在2012年8月设备大修时更换R0压下减速机投入使用，到目前还为出现异常情况。改造后的高速轴很好的满足了压下减速机设备的正常使用，减少设备故障时间，减少由于出现高速轴断裂而造成的轧废，提高设备的作业率。
　　参考文献
　　[1] 闻邦椿主编机械设计手册第五版第三卷.北京：机械工业出版社，2010年。
　　[2] 龙振宇主编机械设计.北京：机械工业出版社，2002年。