柳钢中金热轧F5减速箱齿轮蹦齿分析

1、    柳钢中金热轧f5减速箱齿轮蹦齿分析    付振刚 劳健 潘礼双 梁爽摘 要：本文通过对f5减速箱齿轮蹦齿进行了简单的分析，产线建设前对产品的定位要有前瞻性，产线主要设备安全系数不能偏小，由于市场变化导致轧制品种改变而设备性能跟不上。关键词：齿轮蹦齿;输出力矩计算概 况柳钢中金900mm热连轧2016年开始建设，2017年6月开始试机投产;初始规划主体设备有2座加热炉、5台粗轧机、9台精轧机、2台卷取机;在实际建设过程中私企考虑节省投资建成后的热连轧主体设备有1座加热炉、4台粗轧机、9台精轧机、1台卷取机。初始规划生产品种为不锈钢：200系列 j4

2、（0cr15mn9cu2nin）、300系列 （0cr18ni9-304），粗轧入口坯料厚度：150 mm，精轧机入口坯料厚度33-36mm，带钢宽度为650-730 mm时带钢厚度为2.2 - 6  mm。在2019年1月19日现场点检员巡检中发现f5减速箱输出人字齿齿轮有蹦齿现象，2019年6月20日停产检修对f5减速机开箱更换人字齿轮，肉眼检查下人字齿箱体内轴承座底座及筋板焊缝未发现裂纹，更换完成后于2019年7月4日投入使用。2019年8月28日巡检发现f5减速机人字齿再次出现断齿现象，9月8日停机检修拆f5减速机检查发现上下人字齿传动侧出现多处崩齿现象（见图3），上人字齿操

3、作侧轴承跑外圈（见图2），肉眼检查下人字齿箱体内轴承座底座及筋板焊缝发现筋板焊缝开裂，对上下人字齿崩齿处用不锈钢焊条补焊修补临时处理后回装使用，f5减速箱无整套备件无法整机更换。故障原因分析一、轧制品种：投产后主要轧制品种为200系列j4，柳钢2018年收购后开始试轧制200系列j5，目前主要轧制品种为200系列j3、j5。从表1中可以发现我们可以看到，j系列的镍、铬成分其实并没特别大的差异，或者说递增递减的规律。但是从碳含量、铜含量来看，是最为明显的。铜含量：j4>j1>j3>j2>j5，碳含量：j5>j2>j3>j1>j4，含碳量越高钢材硬度

4、越高，因此j1-j5硬度排列：j5>j2>j3>j1>j4。整条热轧生产线设备性能在设计时是按200系列j4和300系列304设计的，而200系列硬度高于300系列。在生产线设计时轧制品种考虑的不够全面，设备性能提升预留量小。二、f5减速机力矩计算：f5减速机设计安全系数1.75，减速机设计输出最大力矩为171500n/m，减速机减速比1.75。t（n/m）为电机力矩，e（v）为电枢电压，i（a）为电枢电流，n（r/min）为电机转速f5轧机空转时e=918v、i=60a、n=328 r/min2019年10月份提取f5轧机电机数据，空转时：e=918v、i=60a、n

5、=328 r/min。轧制品种j5，轧制坯料规格620mm*160mm*10000mm，轧制成品规格620mm*2.0mm，抛钢时f5轧机电机数据：e=1000v、i=2877a、n=398 r/min。通过2019年10月份提取f5轧机电机数据计算出的减速箱输出力矩明显小于设计轧制力矩。热轧厂轧机控制系统数据存储保存目前只能保存一个月的数据，2019年的控制系统数据没有另外保存已无法提取，2019年f5减速机出现蹦齿问题后已对f5减速机降低轧制力保护齿轮箱，2019年10月份提取数据计算的减速箱输出力矩不准确无实际对比意义。三、减速箱设计分析：f5减速机总重量14吨，减速机采用双剖分结构（见

6、图1），剖分线在上输出齿轮轴中心线上，下输出齿轮轴传动侧轴承底座焊接在箱体底板上（见图5）、操作侧轴承座在箱体上（见图4），减速机为二级传动，减速机轴承位未设计偏心套。优点：减速机双剖分结构简单、重量相对三剖分结构要轻、造价低。缺点：减速机下输出齿轮轴拆装困难，需先将联轴器法兰拆除后才能降齿轮轴吊出，多次拆装后轴承位磨损变形。减速机未设计偏心套在轧钢厂现场无法对齿轮咬合进行调整。四、减速箱返厂维修：热轧厂停产年修整机拆f5减速箱返厂维修，减速机到东力现场后拆开减速箱根据实际情况确定维修方案。更换下输出齿轮轴传动侧轴承座，下箱体底板安装面铣3mm后补焊10mm钢板，上下输出齿轮轴操作侧轴承座补焊6mm，补焊完成后对箱体进行退火抛丸处理。退火完成后下箱体底板补焊的钢板铣掉4mm，上箱体结合面铣0.5mm、下箱体结合面铣2.5mm保证减速机输出中心线高度，上下箱体装配后上镗床重新镗孔。下箱体抛丸除锈后发现下输出齿轮轴传动侧轴承座底座焊缝有明显的裂纹，将焊缝用割枪吹掉后重新补焊，用长条筋板焊接加固，现场与东力技术专家分析是下输出齿轮轴轴向窜动偏大造成焊縫开裂。结束语通过轧制品种变化、减速箱设计等方面的原因分析，得出f5轧机主减