辊道轴头断裂修复方法探讨

田　伟，刘慧勇，李　凯（山东鲁中钢铁物流有限公司重型机械厂，山东　莱芜　271133）

辊道轴头断裂修复方法探讨

田伟，刘慧勇，李凯
（山东鲁中钢铁物流有限公司重型机械厂，山东莱芜271133）

摘要：辊道经常运用于莱钢板带、宽厚板、H型钢等轧钢厂的生产中，主要功能是用于输送板坯和成品钢材。辊道轴头断裂是辊子使用中经常出现的状况，为了减少报废率，降低设备成本，需要对辊道轴头的断裂修复技术进行深入研究，加强技术创新，不断完善改进现有技术，以提升轧钢厂的经济效益。本文就轨道轴头的断裂修复方法进行了研究探讨。

关键词：辊道；轴头断裂；修复方法

0　前言

辊道轴头断裂的情况在辊子使用中经常会出现，一般对于出现这种情况的辊子，轧钢厂都会采取报废的形式进行处理，辊子价格昂贵，这种处理方式大大的提高了轧钢厂的设备成本，并不利于工厂长期效益的发展，因此，辊道轴头断裂的修复方法逐渐受到重视，人们开始积极研究更有效的办法解决辊道轴头断裂情况，力求降低设备成本，促进工厂发展。

1　辊道的使用

在莱钢板带、宽厚板、H型钢等轧钢厂生产中，常用的辊道有两种：一种是空心辊，其制造材料一般采用厚壁无缝钢管，通常被用作输送经精轧轧制后的成品钢材；另一种是实心辊，其制造材料主要是锻件，通常被用作输送板坯或是粗轧轧制后的中间坯，价格十分昂贵。在轧钢厂中，一旦实心辊出现轴头断裂的情况，就会对辊子进行报废处理，大大提高了设备成本，因此，需要加强对辊道轴头断裂修复方法的研究，延长设备寿命，减少成本耗费。

2　辊道轴头断裂修复方法

2.1辊道轴头断裂原因

辊道的轴头是辊子中的最远位置，在使用时，需要连接传动轴或电机，实现扭矩的直接传递。辊道轴头的直径只有辊身直径的1/4～1/5，是棍子整体中最细、最为脆弱的部分，因此在使用中极易被扭断。另外，在电机额外的作用力影响下，轴头切应力常常会超过极限，也十分容易引起断裂[1]。

2.2焊接修复

焊接修复在机械修复方法中极为常见，在辊道轴头断裂时，也可以考虑利用这一方法进行修复。

首先需要对辊道进行检查，明确焊接电源的使用类型，保证材料质量和对焊转台速度的稳定。并要求焊剂在使用前必须在480～500℃高温下烘烤5个小时[2]。在准备工作完成后利用机加工进行补焊，再通过预热、保温去除应力，确定焊接参数并进行焊接，在焊接过后需要进行冷却处理，冷却至常温后方可出炉。最后再对焊接部分进行检查、试验，以保证焊接后的辊道能正常投入使用。

虽然焊接修复方便快捷，但同时也存在着严重的缺陷。一旦焊接深度不够，焊接的强度就会受到影响，焊接强度的不足会直接导致修复后的辊道再次投入使用时焊接部位快速断裂。在进行焊接修复时，也经常会为了加强焊接强度而加大焊接深度，辊道轴头直径只有辊体的1/4～1/5，直径相对较小（Φ＜100），加大焊接深度会使焊接后的热影响区同时加大，导致轴头强度降低，修复后的辊道在投入使用时一样会在短时间内出现轴头断裂的情况。

2.3镶轴修复

焊接的方式不太适用于辊道轴头断裂的修复，因此需要考虑能够避开焊接的修复方式，而镶轴修复正好可以实现这一目的。镶轴修复就是采用过盈配合的方式来连接断裂的轴头并传递扭矩[3]。主要修复方式是在辊道断裂部位打上内孔，制作新轴头并将其安装到内孔中，内孔与轴头利用过盈配合的方式，采用热装的方式进行内孔中轴头的安装。为了保证强度，避免进入水汽，需要在安装完成后，在内孔外端和轴头相连接的地方再次进行焊接，并进行圆角过渡处理。

3　镶轴修复可行性分析方法

在实行镶轴修复方案时，可以进行可行性的分析，以确保方案的有效性。这里简述一下分析方法：首先，要了解辊道与电机的相关参数，包括辊道的长度和直径、轴头的长度和直径、材质、电机功率、转数等。确定新轴头和内孔的设计方案，并确定过盈配合量，即镶轴能传递辊道的最大扭矩。随后进行疲劳强度校核，利用公式计算危险截面的安全系数，并将其与需用安全系数进行比较，得出疲劳强度的高低程度，以确定经过镶轴修复后的轴头在使用时是否容易扭断。如果确定轴头并不容易疲劳扭断，便说明镶轴修复方案可行。

4　镶轴修复工艺

首先对辊道断裂的地方进行处理，拆卸辊道附件并进行清洗。拆卸后的光辊上C6100车床搭中心架校调，遵照图纸上的相关要求对辊道轴头的断裂面进行机加工，并打好内孔，以备镶轴修复时使用。重新制作新轴头，要求轴头长度为L+1。随后对辊道进行加热，当其温度达到250℃时，插入新轴头，等待其自然冷却后，在内孔外端口和轴头交接的地方再次增加1圈至2圈焊接。最后再次上C6100车床搭中心架校调，对中心孔进行加工，顶上中心尾架，将中心架拆除，并按照图纸上的要求对轴头进行加工，直到其尺寸与原来尺寸相符。

镶轴修复技术主要用于实心辊轴头断裂的修复，其修复费用与再次购买新辊的费用相比十分经济合理，能够为工厂节省一笔相当可观的设备成本，是一种有效修复辊道轴头断裂的方法。

5　结论

随着我国经济水平的不断提升，各个行业都开始注重对自身的管理，尤其是对成本的控制。辊道是板带轧钢厂中普遍运用的输送工具，对于轧钢厂的生产运行有着至关重要的作用。在辊道使用过程中，经常会出现辊道轴头断裂的情况，以往的处理办法是直接将辊子进行报废处理，但是这种方式大大提高了设备成本，不利于工厂发展，因此，人们加大了对辊道轴头断裂修复技术的研究。经研究表明，焊接修复技术并不能从根本上解决这一问题，而镶轴修复技术相对来说更具有效性，能够保证辊道轴头的使用寿命得到延长，可以有效降低轧钢厂设备成本，提高经济效益，十分值得相关工作人员持续、深入的研究。

参考文献：

[1]胡乃硕.连铸机出坯区辊道辊子轴头断裂分析与改进[J].一重技术,2014,3(3):6-9.

[2]杨慧.钢厂辊道堆焊修复技术[J].包头钢铁学院学报,2010,9(3):286-288.

[3]李林.辊道轴头断裂修复技术研究与应用[J].宝钢技术,2010,6(6):61-64.

作者简介：田伟（1983-），男，山东莱芜人，助理工程师，研究方向：冶金、轧钢、矿山设备维修、机械加工等。