限动齿条连接的设计改进

黄净国

（洛阳锐腾机械设备有限公司，河南471000）

0 引言

芯棒限动装置作为连轧管工艺过程中重要一环设备，其运行稳定性至关重要。限动齿条作为芯棒限动装置中的重要零部件，通常由3～4节相同的短齿条通过双螺栓或哑铃型连接块连接形成一条更长的齿条。两种连接方式在长期的使用中存在着不同类型的问题，困扰着广大现场维护人员。

1 双螺栓连接使用中存在的问题及故障分析

168机组双螺栓连接形式见图1。

限动齿条是三辊连轧管机组的重要组成部分，具有“轧制前将芯棒穿入毛管”和“在轧制时限动芯棒”的功能。限动齿条带上下齿和滚轮在跑床上运行[1]。限动齿条是由4台交流电机经联轴器、齿轮减速机及在限动力矩装置的联轴器驱动齿轮轴，通过4个齿轮轴传动限动齿条[2]。整套设备速度快、质量大、惯性大。限动齿条在运行一段时间后易发生双螺栓连接松动的问题，螺栓松动后导致齿条连接区侧护板销钉及螺栓受剪松动并断裂，进而引起护板掉落等严重故障，造成机组停产。

图1 双螺栓连接形式（168机组）

在钢管轧制过程中限动齿条受到循环往复的拉应力，连接螺栓在工作时承受交变横向载荷，随着载荷循环次数的增加，螺栓连接的螺纹副应力和接触压力会发生变化，在累计一定时间后导致螺栓连接的自松弛[3]。张紧力下降的极端情况是拉断、断牙等，此类失效导致的连接夹紧力的消失，可能引起重大事故[4]。限动床身前部因长期高温下承受大负荷而出现变形塌腰，齿条运行至该区域时运行轨迹发生变化[1]，导轨面的不平引起齿条在连接区受到附加的弯曲力矩及冲击。……