粗轧机十字万向接轴优化设计与改造

量不稳 定 ，其 综 合机械 性能 不适 合做 承受 大 冲击 循 环载荷 的零件 使用 。
接轴中间轴部位低 ， 属易损件 ， 该部分设计为与中间
轴用 法兰 联接 的分体式 独立 结构 ， 便于检 修 其工作载荷大 ， 受空间位置 限制 ， 螺栓公称直径相对较小，即使采用国家标准 １． ０ 级通用的设计和制造 ， ９ 也不能满足使用要求 ， 导
３轴承座 。在实际使用中 ， ） 轴承座也是经常发 生故 障的 重要 部件 之 一 。存 在 以下 问题 ：底 键 ” “ 过 高 ，造 成相应 接 头 的键 槽过 深 ，抗 弯 曲强 度 降低 ； “ 底孔 ” 太小 ， 不利于轴承孔的机械加 工和热处理 ； “ 位 止 口” 短 ， 定 太 无法 准 确定 位 ， 成 十 字 轴 轴 颈 造
该 接 轴用 于 中厚 板 可逆 式轧机 ，载 荷重 、 冲击 大 、 峰负 荷 出现频 繁 ， 线 折 角较 小 ， 尖 轴 采用 Ｓ 型 ＷＺ 整体轴 承座 式十字 万 向接轴 。中间轴 设置 为可 伸缩 花键副 结构 。 头万 向节是 接轴 的重要 部位 ， 处零 单 该 件 种类 多 ， 间受 限制 ， 布 紧凑 ， 件 强 度 相对 于 空 分 零
原大型十字接轴多采用Ｓ 型整体轴承座双螺 ＷＺ 栓连接 式 ， 接轴 的主要 零 部件结 构均 存在 问题 ， 该 直
接影 响接 轴 的综合 性能 ，使其 不能 满 足轧机 的运 行 要 求 。选 择重要 的零 部件分 析如下 ： １十 字轴 。该 十字轴 轴颈 与 中间部 分 的过渡 截 ） 面尺寸变 化大 ， 渡 陡峭 ， 过 呈锐 边 、 角 阶梯轴 状 ， 锐 易 造成应 力集 中 。 当接轴 承受 载荷 时 ， 区域本 身为大 该 应力 区 ， 大应力 状况是 三 向受 拉应力 。 最 十字轴 材料
大型 十字万 向接 轴主要 运用 于轧 机 主传动 装置
上 ， 关 系轧 机运 行质 量 的 重要装 备 ， 工 况 恶 劣 ， 是 其
中心 线交 点 与 万 向节理 论 铰 接点 有 较 大 的偏 移 ； 轴 承 座所 有 的棱 边 均 不倒 圆 ， 承 座 的热 处 理要 求 很 轴
载荷重、 冲击大、 尖峰负荷出现频繁。济钢中厚板厂 粗轧机 十字 轴原来 经 常发生 十字轴 、轴承座 连接 螺 栓、 接头等重要零部件断裂故障。 为做好十字接轴的 使用维护 ， 减少故障， 对其进行结构改进 ， 重新进行
致 经常断裂 。
利用 Ｍ ｈ ｉ ｅ ｔ ６ 软件进行详 细校核 ， ｃｎ ａ ｅ ａ ｃ Ｄｓ ｏ ． ｌ ｋｐ ０ 步骤 如 下 ： 件 的三 维实 体 校核 ， 零 修改 实体 模 型 ， 分 析零件和总体的质量特性 （ 包括质量、 质心坐标 、 转
动 惯量 等 ） 自动 生成 二维 工程 图 。对 重要 零件 的三 ， 维 造型 校核过 程介绍 如下 ： １该 十字 轴 材 质采 用 ３ＣＮ３ ， 构 合理 ， ） ４ ｒｉＭｏ结 轴
行 了模 拟校 核和优 化 。
和刚度降低 ； 凸台垂直凸起 ， 无倾斜角度 ， 过渡圆角 太小会造成应力集 中， 其强度降低 ， 国外先进公司均 以８ 。锥 面 凸起 ； 矩 输入 端轴承 座键 槽受 力 面与力 力
矩 输 出端 衬板 槽受 力 面相 互垂 直 。
１ 原接轴 的结构形式 和存 在问题
选用２ Ｃ Ｍ Ｔ ， 据生产 实 践 ， 种材 料 的热 处理 质 ０ ｒ ｎ ｉ根 这
２ 计算机辅 助优化设计
针 对 以上 分 析 ， 合 现 场 情 况 ， 用 Ｍｅｈ ｉ 结 利 ｃａ ｃ ｎ ａ ｌ Ｄ ｓｔｐ ． ｅｋｏ６０ 软件 重新 进行三 维实体 校核 和优化 。
２１ 确 定接 轴的 结构型 式 ．
收稿 日期：０ ８ ０ — ６ ２０ － １ １
颈与中间部分截面尺寸变化较小 ，有利于整体热处 理性能的提高 ， 过渡区平缓 ， 以大圆弧面光滑连接 ， 消 除高应 力 区的应 力集 中 ，大大提 高 了十字 轴 的承
载能力 。 十字 轴设 计如 图１ 所示 ， 轴承 座结构 如 图２ 所 示 ， 结构 合理 ， 其 受力均 匀 。
质量就是企业的生命要做好连铸机工程介质管道的监理工作关键就要掌握标准熟悉图纸严格检查根据实际情况编写适合本工程的监理细则认真审批施工单位的施工组织设计对关键部位要有专项施工方案并对方案的可行性提出意见强化施工单位的技术负责人与施工人员之间的技术交底把握好隐蔽部位的施工验收
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高， 调质后要渗碳 淬火 ， 尖锐 的棱边无法保证热处
理 质量 。
４辊 端接头 。 ） 原辊 端接头存 在 以下问 题 ： 与轴 承 座接 触 的凸 台相 互孤 立 ， 中间桥 连接 ， 无 造成其 强度
设计。借助Ａ ｔ ｅ 公司的Ｍ ｃａｉ ｌ ｅ ｔ ６ 软 ｕ ｄｓ ｏ ｋ ｅｈｎ ａＤ ｓ ０ ． ｃ ｋ ｐ ０ 件 作为主 要 的辅 助工 具 ，对 济 钢粗 轧机万 向接 轴进
第３卷 第３ ０ 期
２０ ０ ８年 ６月
山 东 冶 金
Ｓ ａ ｄ ｎ Ｍ ｅａｌｒ ｙ ｈｎｏｇ ｔｌｕ ｇ
Ｖｏ ．０． ． １ ３ Ｎｏ３
Ｊｎ ０ ８ ｕ ｅ２ ０
粗 轧 机 十 字 万 向接 轴 优 化 设 计 与 改造
张令华 ， 栋 ， 秦 徐勤广 ， 崔华翠
（ 济南钢铁集 团有 限责任 公司 ， 山东 济南 ２００ ） ５ １１ 摘 要： 济钢 中厚板厂粗轧机十字万 向接轴由于结构形式不够合理 ， 易发生故 障。利ＪＭ ｃａｉｌ ｅｋ ｐ． 容 ￣ ｅｈｎｃ ｓｔ ６ 软件进行 三 Ｊ ａＤ ｏ ０
维应力校核和计算 ， 对其重新设计 ， 十字轴材质采用３ＣＮ３ ｏ优化 了产 品零部件结构 ， ４ ｒｉ ， Ｍ 改善 了其受力状 况 ， 使用 寿命 延长
到１。 ａ
关键词 ： 十字万 向接轴 ； 计算机辅助设计 ； 优化改 造
中阔分类号 ：Ｇ ３ ． Ｔ ３３ ５ １ 文献标识码 ： Ｂ 文章编号 ：０ ４ ４ ２ （ ０ ８０ — ０ ９ ０ １０ － ６ ０ ２０ ）３ ０ ７ － １