CN212868226U - 一种穿孔机轧辊轴与半联轴器的组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种穿孔机轧辊轴与半联轴器的组件，包括半联轴器、轧辊轴和定位销；半联轴器包括联轴器本体和联轴器外圈；半联轴器的中心轴向依次开设有四个同轴且连通的轴孔，第二轴孔的孔壁上设置有内花键；轧辊轴的外壁上设置有外花键，外花键与内花键相互配合形成花键副；联轴器本体沿径向开设有多个定位孔；轧辊轴沿径向设置有定位适配孔；定位孔和定位适配孔分别与定位销过渡配合。本实用新型在轧辊轴与半联轴器的花键副上加工四个均匀分布的定位孔并配制四个过渡配合的定位销来减小花键副受力情况，延长花键副的使用寿命；同时较好的解决了因花键副磨损引起的径向跳动，保证轧制精度，延长轧辊轴、半联轴器的使用寿命。

Description

一种穿孔机轧辊轴与半联轴器的组件

技术领域

本实用新型属于机械装配技术领域，具体涉及一种穿孔机轧辊轴与半联轴器的组件。

背景技术

目前，穿孔机轧辊轴及半联轴器在使用中存在很多问题，上线2次(大约30天)后，轧辊轴及半联轴器的花键连接处出现过量磨损，径向跳动较大，导致联轴器压板脱落，半联轴器掉落，造成设备故障；当花键副磨损后，出现的径向跳动会给负责传动的万向联轴器带来较大影响，一方面十字轴承受力不均，另一方面伸缩副抖动径向加大，磨损加快，缩短了万向联轴器的使用寿命；再者，轧辊轴及半联轴器出现较大径向跳动后，轧辊本体晃动增大，导致辊缝调整数值与实际轧制数值不符，易发生质量事故(外径增大)。

由于穿孔机轧制力较大，在轧辊轴花键副磨损后，会出现过量径向跳动，造成半联轴器故障频发，使得联轴器及轧辊本身晃动严重。在无法维持正常生产的情况下，需要更换轧辊、半联轴器，但更换的费用极高，需花费1件轧辊轴、1件轧辊及1件半联轴器工装备件，成本约30万，而且还需要4小时左右的停机换辊时间。

因此，需要提供一种针对上述现有技术不足的改进技术方案。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种穿孔机轧辊轴与半联轴器的组件，用以解决上述现有技术中轧辊轴及半联轴器的花键连接处出现过量磨损，导致过量径向跳动、半联轴器掉落及设备故障的问题，同时能够保证轧制精度及延长轧辊轴、半联轴器的使用寿命。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种穿孔机轧辊轴与半联轴器的组件，包括半联轴器、轧辊轴和定位销；

所述半联轴器包括联轴器本体和联轴器外圈，所述联轴器外圈设置于所述联轴器本体的外围；所述半联轴器的中心轴向依次开设有第一轴孔、第二轴孔、第三轴孔和第四轴孔，所述第一轴孔、第二轴孔、第三轴孔和第四轴孔同轴且连通；所述第二轴孔的孔壁上设置有内花键；

所述轧辊轴的外壁上设置有外花键，外花键用于与所述内花键相互配合，所述外花键与内花键形成花键副，所述轧辊轴通过花键副与所述半联轴器装配在一起；

所述联轴器本体沿径向开设有多个定位孔，所述定位孔贯穿于所述联轴器本体；所述轧辊轴沿径向设置有定位适配孔；所述定位孔和定位适配孔分别与所述定位销过渡配合，所述定位销与花键副一同在半联轴器与轧辊轴间传递扭矩。

如上所述的穿孔机轧辊轴与半联轴器的组件，作为优选方案，所述第二轴孔、第三轴孔和第四轴孔的孔径依次增大；

所述第一轴孔的孔径大于所述第二轴孔的孔径。

如上所述的穿孔机轧辊轴与半联轴器的组件，作为优选方案，所述组件还包括压板，所述压板设置于所述第三轴孔内，所述压板的板面与第二轴孔的孔沿挡止配合，以避免所述轧辊轴伸入第三轴孔。

如上所述的穿孔机轧辊轴与半联轴器的组件，作为优选方案，所述压板上沿平行于轴线的方向开设有多个螺栓孔，所述轧辊轴上开设有沉孔；

所述螺栓孔与所述沉孔用于连接紧固螺栓；

所述紧固螺栓穿过所述螺栓孔和沉孔以固定所述轧辊轴与所述半联轴器。

如上所述的穿孔机轧辊轴与半联轴器的组件，作为优选方案，所述压板的侧面与所述第三轴孔的孔壁挡止配合。

如上所述的穿孔机轧辊轴与半联轴器的组件，作为优选方案，所述螺栓孔的数量为八个，八个所述螺栓孔沿周向均匀分布于所述压板上。

如上所述的穿孔机轧辊轴与半联轴器的组件，作为优选方案，所述联轴器外圈上设置有连接件，所述连接件的一部分设置于所述第四轴孔内，与所述第三轴孔的孔沿挡止配合；所述连接件的另一部分与所述联轴器外圈的端面挡止配合。

如上所述的穿孔机轧辊轴与半联轴器的组件，作为优选方案，所述联轴器外圈与所述联轴器本体为一体成型。

如上所述的穿孔机轧辊轴与半联轴器的组件，作为优选方案，所述定位孔的数量为四个，四个所述定位孔处于同一平面上，且沿周向均匀分布于联轴器本体上。

如上所述的穿孔机轧辊轴与半联轴器的组件，作为优选方案，所述定位孔的直径为30mm，所述定位孔的深度为120mm；

所述定位销为8.8级M36的螺栓改制而成，所述定位销呈圆柱体状，所述定位销的长度为120mm，直径为30mm；

所述定位孔与定位销过渡配合的公差为H8/n7。

与最接近的现有技术相比，本实用新型提供的技术方案具有如下优异效果：

本实用新型中的组件结构简单、便于安装，在轧辊轴与半联轴器的花键副上加工四个均匀分布的定位孔并配制四个过渡配合的定位销来减小花键副受力情况，延长花键副的使用寿命；同时较好的解决了因花键副磨损引起的径向跳动，保证轧制精度，延长轧辊轴、半联轴器的使用寿命。

由于轧辊轴的轧制力靠半联轴器进行传递，定位销的设置用于传递扭矩，定位销受力之后，补偿一部分的扭矩，使得花键副受力减小，定位销可有效分担花键副所受的轧制力，且定位销磨损后容易更换，配合精度可得到保证。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。其中：

图1为本实用新型具体实施例中穿孔机轧辊轴与半联轴器的组件的剖视图；

图2为本实用新型具体实施例中轧辊轴的结构示意图；

图3为本实用新型具体实施例中半联轴器的结构示意图。

图中：1、半联轴器；101、联轴器本体；102、联轴器外圈；103、内花键；201、第一轴孔；202、第二轴孔；203、第三轴孔；204、第四轴孔；3、轧辊轴；301、外花键；4、花键副；5、定位孔；501、定位适配孔；6、压板；601、螺栓孔；602、沉孔；7、连接件。

具体实施方式

下面将对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型而不是要求本实用新型必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。本实用新型中使用的术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间部件间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

如图1～图3所示，根据本实用新型的实施例，提供一种穿孔机轧辊轴与半联轴器的组件，轧辊轴3与半联轴器1在使用中，花键副4连接处出现过量磨损，一方面使得轧辊轴3与半联轴器1的径向跳动较大，导致联轴器压板6脱落，半联轴器1掉落，缩短联轴器的使用寿命；另一方面，较大的径向跳动后使得轧辊本体晃动增大，导致辊缝调整树脂与实际轧制数值不符，影响轧制精度。

如图1所示为穿孔机轧辊轴与半联轴器的组件的剖视图，该组件，包括半联轴器1、轧辊轴3和定位销；

如图3所示，半联轴器1包括联轴器本体101和联轴器外圈102，联轴器外圈102设置于联轴器本体101的外围；半联轴器1的中心轴向依次开设有第一轴孔201、第二轴孔202、第三轴孔203和第四轴孔204，所述第一轴孔201、第二轴孔202、第三轴孔203和第四轴孔204同轴且连通；第二轴孔202的孔壁上设置有内花键103。

本实用新型的具体实施例中，联轴器外圈102与联轴器本体101为一体成型；联轴器本体101为两段外径不同的圆柱体一体成型，联轴器外圈102也呈圆柱体状，联轴器外圈102的外径大于联轴器本体101的外径；联轴器外圈102的外径为φ550mm，联轴器本体101为两段外径分别为φ445mm、φ420mm的圆柱体一体成型。半联轴器1的材质采用调质处理HB241～286，所有的锐棱均修钝。

本实用新型的具体实施例中，第二轴孔202、第三轴孔203和第四轴孔204的孔径依次增大；第一轴孔201的孔径大于第二轴孔202的孔径。由于第二轴孔202的孔壁上设置有内花键103，那么第二轴孔202的外孔径为φ330mm(包括内花键103键齿的高度)，第二轴孔202的内孔径为φ314mm；第三轴孔203的孔径为φ360mm；第四轴孔204的孔径为φ366mm；第一轴孔201的孔径为φ340mm。

本实用新型的具体实施例中，内花键103为渐开线花键。内花键103的压力角α为30°，基准直径为340mm，齿数为41个，齿顶圆直径为314H11，渐开线终止圆直径(最小值)为338.51mm，齿根圆直径为330H11，内花键键齿表面渗氮处理，Nht≥0.5mm，HV5＝436～509。

如图2所示，轧辊轴3的外壁上设置有外花键301，外花键301用于与内花键103相互配合，外花键301与内花键103形成花键副4，轧辊轴3通过花键副4与半联轴器1装配在一起。

本实用新型的具体实施例中，外花键301为渐开线花键。外花键301的压力角α为30°，基准直径为340mm，齿数为41个，齿顶圆直径为338.4H11，渐开线终止圆直径(最大值)为323.89mm，齿根圆直径为321.6H11

本实用新型的具体实施例中，组件还包括压板6，压板6设置于第三轴孔203内，压板6的板面与第二轴孔202的孔沿挡止配合，以避免轧辊轴3伸入第三轴孔203。压板6的横截面呈圆形，压板6整体呈圆盘型，压板6的外径为φ360mm，压板6的外径与第三轴孔203的孔径完全吻合。

本实用新型的具体实施例中，压板6上沿平行于轴线的方向开设有多个螺栓孔601，轧辊轴3上开设有沉孔602；螺栓孔601与沉孔602用于连接紧固螺栓；紧固螺栓穿过螺栓孔601和沉孔602以固定轧辊轴3与半联轴器1。其中，紧固螺栓为M22内六角螺栓。

本实用新型的具体实施例中，压板6的侧面与第三轴孔203的孔壁挡止配合。

本实用新型的具体实施例中，螺栓孔601的数量为八个，八个螺栓孔601沿圆周方向均匀分布于压板6上。

本实用新型的具体实施例中，联轴器外圈102上设置有连接件7，连接件7的一部分设置于第四轴孔204内，与第三轴孔203的孔沿挡止配合；连接件7的另一部分与联轴器外圈102的端面挡止配合。

联轴器本体101沿径向开设有多个定位孔5，定位孔5贯穿于联轴器本体101；轧辊轴3沿径向设置有定位适配孔501；定位孔5和定位适配孔501分别与定位销过渡配合，定位销与花键副4一同在半联轴器与轧辊轴间传递扭矩。定位销的设置可以减小花键副4的受力，延长花键副4的寿命。定位销实际上主要起到传动作用，受力之后，使花键副4受力减小，补偿一部分的扭矩，使得花键副4受力更小，使用寿命更长；其中，传递扭矩是指通过机械传动将扭矩转化为施加在被驱动工件上的力。

本实用新型的具体实施例中，定位孔5的数量为四个，四个定位孔5处于同一平面上，且沿周向均匀分布于联轴器本体1上。

本实用新型的具体实施例中，定位孔5的直径为30mm，定位孔5的深度为120mm；定位销为8.8级M36的螺栓改制而成，定位销呈圆柱体状，定位销的长度为120mm，直径为30mm；定位孔5与定位销过渡配合的公差为H8/n7。定位销的改制是采用普通车床加工而成，使用螺栓改制可以计算定位销的抗剪切力，改制后的定位销呈圆柱体状，长度为120mm，直径为30mm；理论上，也可以直接采用普通的定位销，但普通的定位销的抗剪切力不易计算。过渡配合是指孔的公差带与轴的公差带相互交叠，可能具有间隙或过盈的配合，介于间隙配合于过盈配合之间的一类配合，但其间隙或过盈都不大，主要用于定位精确并要求拆卸的相对静止的联接，要求孔轴间有较好的对中性和同轴度且易于拆卸、装配的定位联接。其中定位孔5与定位销过渡配合的公差为H8/n7，表示定位孔与定位销的过渡配合是用于中等过盈的定位，可以拆卸，定位孔的极限偏差、定位销的极限偏差均符合标准GB/T1800.4-1999《极限与配合基础第4部分：标准公差等级和孔、轴的极限偏差表》，从标准中可以查到基本尺寸为30mm时，定位孔H8所对应的极限偏差值以及定位销n7所对应的极限偏差值。

四个8.8级M36的螺栓改制而成的定位销的剪切力计算如下：

8.8级螺栓的屈服强度为800MPa(抗拉强度)×0.8(屈服比)＝640MPa；

剪应力与拉应力的关系：剪应力＝(0.6-0.8)×640MPa；

直径为30mm的定位销的应力截面积为706.5mm²；

4×抗剪切力＝剪切力×应力截面积＝4×(0.6-0.8)×640MPa×706.5mm²＝4×(271296-361728)N≈(1085-1447)KN。

即四枚定位销的抗剪切力的最大值为1447KN，最小值为1085KN。

由于穿孔机的轧制力是靠联轴器进行传递的，所以可得出轧制普通钢种时定位销可替代部分花键副4受力，在轧制更高强度的钢种时，定位销可有效分担联轴器花键副4所受的轧制力，且在定位销磨损后容易更换，配合精度可得到保证。

本实用新型具体实施例中，将设置有四个定位销的组件与未设置定位销的组件进行上线使用，上线使用后半联轴器1的故障情况统计，统计数据见下表1所示。

表1半联轴器的故障统计

经过上线使用，对比设置四个定位销前后半联轴器1的故障情况得出，增加定位销后，半联轴器1故障消除。

综上，本实用新型中的组件结构简单、便于安装，在轧辊轴3与半联轴器1的花键副4上加工四个均匀分布的定位孔5并配制四个过渡配合的定位销来减小花键副4受力情况，延长花键副4的使用寿命；同时较好的解决了因花键副4磨损引起的径向跳动，保证轧制精度，延长轧辊轴3、半联轴器1的使用寿命；轧辊轴3的轧制力靠半联轴器1进行传递，定位销的设置用于传递扭矩，定位销受力之后，补偿一部分的扭矩，使得花键副4受力减小，定位销可有效分担花键副4所受的轧制力，且定位销磨损后容易更换，配合精度可得到保证。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均在本实用新型待批权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种穿孔机轧辊轴与半联轴器的组件，其特征在于，包括半联轴器、轧辊轴和定位销；

所述半联轴器包括联轴器本体和联轴器外圈，所述联轴器外圈设置于所述联轴器本体的外围；所述半联轴器的中心轴向依次开设有第一轴孔、第二轴孔、第三轴孔和第四轴孔，所述第一轴孔、第二轴孔、第三轴孔和第四轴孔同轴且连通；所述第二轴孔的孔壁上设置有内花键；

所述轧辊轴的外壁上设置有外花键，外花键用于与所述内花键相互配合，所述外花键与内花键形成花键副，所述轧辊轴通过花键副与所述半联轴器装配在一起；

所述联轴器本体沿径向开设有多个定位孔，所述定位孔贯穿于所述联轴器本体；所述轧辊轴沿径向设置有定位适配孔；所述定位孔和定位适配孔分别与所述定位销过渡配合，所述定位销与花键副一同在半联轴器与轧辊轴间传递扭矩。

2.如权利要求1所述的穿孔机轧辊轴与半联轴器的组件，其特征在于，所述第二轴孔、第三轴孔和第四轴孔的孔径依次增大；

所述第一轴孔的孔径大于所述第二轴孔的孔径。

3.如权利要求2所述的穿孔机轧辊轴与半联轴器的组件，其特征在于，所述组件还包括压板，所述压板设置于所述第三轴孔内，所述压板的板面与第二轴孔的孔沿挡止配合，以避免所述轧辊轴伸入第三轴孔。

4.如权利要求3所述的穿孔机轧辊轴与半联轴器的组件，其特征在于，所述压板上沿平行于轴线的方向开设有多个螺栓孔，所述轧辊轴上开设有沉孔；

所述螺栓孔与所述沉孔用于连接紧固螺栓；

所述紧固螺栓穿过所述螺栓孔和沉孔以固定所述轧辊轴与所述半联轴器。

5.如权利要求4所述的穿孔机轧辊轴与半联轴器的组件，其特征在于，所述压板的侧面与所述第三轴孔的孔壁挡止配合。

6.如权利要求4所述的穿孔机轧辊轴与半联轴器的组件，其特征在于，所述螺栓孔的数量为八个，八个所述螺栓孔沿周向均匀分布于所述压板上。

7.如权利要求2所述的穿孔机轧辊轴与半联轴器的组件，其特征在于，所述联轴器外圈上设置有连接件，所述连接件的一部分设置于所述第四轴孔内，与所述第三轴孔的孔沿挡止配合；所述连接件的另一部分与所述联轴器外圈的端面挡止配合。

8.如权利要求1所述的穿孔机轧辊轴与半联轴器的组件，其特征在于，所述联轴器外圈与所述联轴器本体为一体成型。

9.如权利要求1所述的穿孔机轧辊轴与半联轴器的组件，其特征在于，所述定位孔的数量为四个，四个所述定位孔处于同一平面上，且沿周向均匀分布于联轴器本体上。

10.如权利要求9所述的穿孔机轧辊轴与半联轴器的组件，其特征在于，所述定位孔的直径为30mm，所述定位孔的深度为120mm；

所述定位销为8.8级M36的螺栓改制而成，所述定位销呈圆柱体状，所述定位销的长度为120mm，直径为30mm；

所述定位孔与定位销过渡配合的公差为H8/n7。

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