第7章 轧钢机主传动装置

滑块式万向接轴各部分的结构尺寸(图 7-18) （P225页），可根据叉头直径D按 225页 以下经验关系选取： 叉头镗孔直径d = 0.46～0.5 D 扁头厚度S = 0.25～0.28 D 扁头长度l = 0.415～0.5 D 接轴本体直径d0 =0.5～0.6 D 叉头开口B1>B(月牙形滑块宽度)
第7章 轧钢机主传动装置
7.1 轧钢机主传动装置组成与类型 7.2 连接轴与连接节 7.3 齿轮座与主减速机 7.4 轧机主电机的选择
7.1 轧钢机主传动装置组成与类型
§7.1.1 轧钢机主传动装置组成 1、作用：是将电动机的运动和力矩传递给轧辊。 轧钢机主传动装置的作用是将电动机的运动 和力矩传递给轧辊。在很多轧钢机上，主传动装 置由减速机、齿轮座、联接轴和联轴节等部件组 成(图7-1a) （ P211页）。某些板坯及板带轧机， 页 主 传 动 是 由 电 动 机 直 接 传 动 轧 辊 的 ( 图 7-1b) （P211页）。 页
(4)联轴节(器) 联轴节包括电动机联轴节 主联轴节 电动机联轴节和主联轴节 电动机联轴节 主联轴节。 电动机联轴节用来连接电动机与减速机的传动轴， 而主联轴节则用来连接减速机与齿轮座的传动轴。 目前，应用最广泛的联轴节是齿轮联轴节。 1）作用： 电动机联轴节：用来连接电动机与减速机的传动轴。 用来连接电动机与减速机的传动轴。 用来连接电动机与减速机的传动轴 主联轴节：用来连接减速机与齿轮座的传动轴 用来连接减速机与齿轮座的传动轴。 用来连接减速机与齿轮座的传动轴
2）齿轮座的传动型式 a、下齿轮主动 应用于二辊或四辊轧机，考虑到传动装置的布 置型式和拆卸方便等因素。而劳特式钢板轧机也 采用下齿轮传动。 b、中辊齿轮传动 应用于三辊型钢轧机。 c、在电动机功率较大的初轧机、板坯轧机、钢板 轧机上，往往不采用齿轮座，而用单独的电动机 分别驱动每个轧辊。
(3)联接轴（连接轴） 轧钢机齿轮座、减速机、 电动机的运动和力矩，都是通过联接轴传递给 轧辊的。在横列式轧机上，一个工作机座的轧 辊传动另一个工作机座的轧辊，也是通过联接 轴传动的。轧钢机常用的联接轴有万向接轴、 万向接轴、 万向接轴 梅花接轴、联合接轴和齿式接轴等。 梅花接轴、联合接轴和齿式接轴 1）作用：是用于将动力由齿轮机座或电动机 是用于将动力由齿轮机座或电动机 传递给轧辊，或从一个机座的轧辊传递给另一 传递给轧辊， 机座的轧辊。（机座按横列式布置时） 机座的轧辊
(2)齿轮座 当工作机座的轧辊由一个电动机带 动时，一般采用齿轮座将电动机或减速机传来 的运动和力矩分配给二个或三个轧辊。齿轮座 的传动型式，如图7-2（P212页）所示。 （ 页 1）作用：当工作机座的轧辊由一个电动机带 动时，一般采用齿轮座将电动机或减速机传来 齿轮座将电动机或减速机传来 的运动和力矩分配给二个或三个轧辊。 的运动和力矩分配给二个或三个轧辊
1）作用：是将电动机较高的转速变成轧辊所需的 是将电动机较高的转速变成轧辊所需的 转速。选用价格较低的高速电动机。 转速。选用价格较低的高速电动机。 2）选择：确定是否采用减速机的一个重要条件是 要比较减速机及其摩擦损耗的费用是否小于低 速电动机与高速电动机之间的差价。 速电动机与高速电动机之间的差价 减速机＋减速机摩擦损耗的费用<低速电动 减速机＋减速机摩擦损耗的费用 低速电动 机－高速电动机的费用 一般来说，轧辊转速<200～250 r /min时， 才采用减速机。 轧辊转速>200～250 r /min时，不用减速机， 而用低速电动机。 在可逆式轧钢机上，即使轧辊转速<200～ 250 r /min时，也采用低速电动机，因为这样的 传动系统易于可逆运转。
(2)滑块式万向接轴的润滑滑块式万向接 轴的润滑较为困难，因其摩擦表面与外 界相通，润滑油不易保存在摩擦面上。 润滑方式基本上有两种，人工定期加油 人工定期加油 润滑和采用自动润滑 自动润滑装置。润滑剂可用 润滑 自动润滑 干油或稀油。
§7.2.2 十字轴式万向接轴 带有滚动轴承的十字轴式万向接轴近十几年越 来越多地应用于轧钢机主传动中，并有逐步取代 滑块式万向接轴的趋势，因为它具有如下优点： 1)传动效率高 由于采用滚动轴承，所以摩擦 损失小，传动效率可达98.7％～99％，可降低电 力消耗5％～15％； 2)传递扭矩大在回转直径相同的情况下，比滑 块式万向接轴能传递更大的扭矩。由于叉头强度 的限制，目前国内使用的十字轴式万向接轴，传 递扭矩多在800kN.m以下。我国已生产了承载 1500kN.m的接轴。国外系列最大传递扭矩可高达 5400～8300kN.m；
6)使用寿命长 一次使用一般可达1～2年以 上，可减少更换零部件的时间和费用； 7)允许倾角大可达 100 ～ 150 ，用于立辊轧机 允许倾角大可达10 允许倾角大可达 可降低车间高度，节省投资； 8)适用于高速运转。 轧机用的大型十字轴式万向接轴的结构，根 据万向节的联接固定方式的不同，可分为轴承 盖固定式、卡环固定式和轴承座固定式
滑块式万向接轴的结构尺寸，也可参照有关标准尺寸 系列选取。为了降低叉头中的应力，在此尺寸系列中， 叉头镗孔直径d和扁头厚度5均按上述经验关系中的下限 选取，即 d = O.46D S =(0.25～0.26)D 滑块式万向接轴材料，通常采用强度限不小于600～ 750MPa的锻钢，如45号钢、50号钢及40CrNi等合金结构 钢。有时，为了避免整个接轴采用高强度合金钢，叉头 (或扁头)与接轴本体采用热装配。这样，接轴本体可采 用强度限较低的材料。当叉头损坏时，也便于更换。接 轴铰链中的月牙形滑块，一般采用耐磨青铜ZQAL9-4。近 年来，也试用过MC尼龙6等工程塑料。
一般双接头万向接轴的组成包括法兰叉头， 花键叉头，由花键轴及套管和套管叉头组成的 中间轴，十字轴，滚针(或滚柱)轴承，挡圈 (大型的用轴承盖)，密封圈等组成(图7-30) P234页 （P234页）。图7-31a、b（P235页）为轴承盖 （P235页 固定式万向接轴的结构。主要由十字轴，带内、 外圈的多列短圆柱滚子轴承，止推轴承，综合 式迷宫密封，轴承盖及法兰叉头等组成。
图7-32（P235页）为轴承座式万向接轴， （P235页 其特点是取消了轴承的内、外圈，加大 了十字轴的轴径，可传递大扭矩。轴承 座2与底盘用键联接 拆装方便，密封性能好。十字轴6和轴承 座2均采用高强度铬镍渗碳钢制造，适用 于各种轧机。
2、组成：主传动装置是由减速机、齿轮座、连接 轴和联轴节等部件组成。 (1)减速机 在轧钢机中，减速机的作用是将电动机 较高的转速变成轧辊所需的转速，这就可以在主 传动装置中选用价格较低的高速电动机。确定是 确定是 否采用减速机的一个重要条件，就是要比较减速 否采用减速机的一个重要条件 就是要比较减速 机及其摩擦损耗的费用是否小于低速电机与高速 电动机之间的差价。 电动机之间的差价。
§7.2.3 弧形齿接轴 由于弧形齿接轴具有很多优点，使用效果也好。在一 些现代化的冷、热轧带钢连轧机和线材、棒材及管材轧机 上得到了广泛的应用。这种接轴具有以下优点： 1)传动平稳，噪音小，有利于提高轧机的轧制速度。精 轧机组最后一架的转速由700 r/min提高到1100r/min；2) 冲击振动和轴向串动较小，径向间隙可减少到最低限度， 有利于提高产品质量；3)可节省大量有色金属，在300小 型连轧机上每年可节省铜20t以上；4)润滑条件好，便于 维护，有利于提高轧机作业率；5)接轴重量轻，水平轧机 的接轴比原 的有限元模型有滑块式万向接轴重量减少 1.5～2.1倍，立式轧机的接轴重量减少3倍；此外，弧面 齿形接轴加工制造方便、传动效率高、装卸方便、便于换 辊、使用寿命长。
§7.2.1滑块式万向接轴 1．滑块式万向接轴结构 (1)结构类型及其系列尺寸滑块式万向接轴能 传递的扭矩范围较广，一般为50～3000kN·m。 滑块式万向接轴是由轧辊端扁头1、带叉头的 接轴3、传动端扁头2、衬瓦4以及中间具有方 方 形或圆形的销轴5组成(图7-13) （P223页）。 P223页 形或圆形的销轴 根据扁头或叉头形状，滑块式万向接轴可分为 开式铰链、闭式铰链和带筋板式铰链三种型式。
图7-17（P224页）是闭式铰链结构图。在 （P224页 此叉头径向镗孔中没有凹槽，小方轴则用圆销 轴代替，圆销轴贯穿叉头和扁头后，用螺母将 其固定。如将圆销轴拆卸抽出后，扁头和月牙 形滑块可从叉头侧向拆卸。由于有圆销轴贯穿 叉头，闭式铰链的叉头断面有较大的削弱。
滑块式万向接轴的主要结构尺寸是 叉头直径D，它取决于磨削后的轧辊直径。 叉头直径D一般要比轧辊最小直径小5～ 15mm，或为轧辊名义直径的85％~95％。 传动端的叉头直径可比轧辊端叉头直径 稍大些，以保证过载时齿轮轴端不致破 坏。
3)传动平稳 由于滚动轴承的间隙小，接轴的 冲击和振动显著减小，约为滑块式万向接轴的 1/10～1/30，提高了产品质量； 4)润滑条件好 用润滑脂润滑，易密封，没有 漏油现象，耗油量小，省去了润滑系统，改善了 生产环境，节约了保养维修费用。 5)噪音低 使用滑块式万向接轴，空车运行时， 噪音高达80～90dB，轧制时可达60dB。而使用十 字轴式万向接轴，噪音可降低到30～40dB，改善 了工作环境，有利于保障操作工人的身体健康；
2）轧机连接轴的类型及用途 确定联接轴类型时，主要根据轧辊调整量 联 轧辊调整量和联 轧辊调整量 接轴允许倾角等因素。对于轧辊调整量较大的初 接轴允许倾角 轧机、厚板轧机等，联接轴倾角有时达到80～100， 一般采用万向接轴 万向接轴，因万向接轴的允许倾角较大。 万向接轴 型钢轧机轧辊调整量不大，仅在轧辊磨损或更换 新辊时进行轧辊调整，一般采用梅花接轴或联合 梅花接轴或联合 接轴。对于速度较高的小型轧机和线材轧机，虽 接轴 然轧辊调整量不大，但考虑到能在高速下平稳可 靠地运转，一般采用齿式接轴 弧面齿形接轴 齿式接轴或弧面齿形接轴 齿式接轴 弧面齿形接轴。 在带钢轧机精轧机组上，如果所要求的联接轴倾 角不大，且扭矩合适时，也采用弧面齿形接轴。 如果要求的倾角或扭矩较大时，则采用万向接轴。