关于支撑辊锁键断裂问题分析

　　问题概述：支撑辊下辊传动侧集中在上机一周左右时间，发生锁键断裂，锁紧螺母倒丝，造成轧辊蹿辊，影响到轧机的正常生产作业。

　　一、辊系结构

　　辊系工作状态时，锁紧螺母压紧定位轴承(双列圆锥轴承)，锁紧螺母分内环和外环，内外环丝扣连接，锁紧状态下内环与轧辊固定端面贴紧卡环，外环端面锁紧定位轴承内圈端面，最后为防止锁紧螺母内外环发生相对运动导致倒丝，在内外环端面设有端面键槽，锁紧后用锁键链接内外环并螺栓固定。
 

　　二、受力分析

　　通过结构图可分析锁紧螺母受力状况，以传动侧结构图为例分析：当轴向力向传动侧发生时的顺序为：轧辊---定距环---定位轴承靠辊身侧内圈组件---定位轴承外圈---要靠外圈的大压盖----大压盖螺栓。

　　当轴向力向操作侧发生时的顺序为：轧辊---卡环---锁紧螺母内环---锁紧螺母外环---定位轴承靠锁紧螺母侧内圈组件----定位轴承外圈---轴承座。
 

　　三、目前锁键状态

　　目前锁键为L型状，主要原因为，安装后锁紧螺母的外环键槽底部低于内环的键槽底部，为确保锁键固定牢靠不发生偏斜，故现在需要锁键为L型状。

　　四、原因分析

　　通过受力分析可判断当轴向力方向作用于操作侧时，可引起锁紧螺母的受力，当锁紧螺母内环与轧辊同步高速运转以及轧制方向改变时，锁紧螺母内环与外环之间产圆周方向的生相对运动，震动、起停机、往复轧制都会在轴向载荷的作用下引发产生剪切力，导致客观存在剪切力，当剪切力大于锁键的抗剪切力时，发生断裂。

　　目前锁紧键结构如下图：

　　断裂位置均集中在抗断裂能力若的切口处，上半部及固定螺栓均无异常。
 

　　五、整改建议

　　目前损坏位置集中在一台轧机且多集中在下辊传动侧，故建议从如下方向进行整改：

　　1、锁紧键结构，由现在的L结构改为规则长方体，且最大限度的增加厚度，提高抗剪切能力;

　　2、调整锁紧螺母，保障锁紧螺母在锁紧轴承内圈的状态下，外环键槽底部高于内环键槽底部，这样可以保障锁紧键为规则长方体结构，且可以平稳可靠的固定;

　　3、减小锁紧螺母所承受的轴向载荷，即减少作用到操作侧的轴向力;