铝冷轧机是以铝铸轧卷材或热轧卷材为坯料，经过多道次轧制，将其轧制成为符合厚度公差及平直度要求的薄带卷材的一款设备，它主要为板材精整和铝箔生产提供坯料。而铝冷轧机卷轴是卷取机的关键零件，其主要功能就是将连续轧制出来的板材卷成规整的料卷，其所受张力较大，同时还要能实现涨缩，即在卷取开始时涨开，卷到合适卷径时缩回，以实现顺利卸卷。而空心主轴就是与斜楔、扇形板、拉杆、回转油缸等零部件一起组成的卷轴中最为重要的零件，它一端装入齿轮减速机中充当齿轮轴，并通过安装在其上的齿轮与减速机其它齿轮啮合，在电机驱动下实现转动；另一端与斜楔、扇形板等通过复杂的连接实现涨缩功能。由上面的介绍可以看出，空心主轴设计的优劣将在很大程度上决定卷取机设计的成败。 在早期的卷轴设计中，由于铝板带的最终产品还处在窄幅、且对成品板带板形要求较低的阶段，继而造成铝板带加工企业对带材宽度、最大卷径等性能指标要求较目前偏低，对于卷轴来说就是所受张力较小，没有必要增设辅助支撑。但随着市场的不断发展，基于铝合金的特殊性能以及板带加工技术的日新月异，宽幅高精度板带在很多行业，特别是家具、装修等行业越来越受用户的青睐，为顺应市场，越来越多的铝加工企业开始调整业务范围，并适时增设宽幅轧机。在此前提下就要求设计单位所设计的卷轴不但要能承受更大的张力也要能抵抗更大的卷材重量，而此时若不增设辅助支撑势必将严重影响卷轴的使用寿命。针对如上设计要求，卷轴头部将增加一个辅助支撑，并与卷轴共同抵抗卷重与张力的作用。
传统卷轴大致由空心主轴、扇形板、端盖和转动体等组成，可明显看出转动体并不是直接与空心主轴装配在一起，而是通过端盖再与空心主轴通过螺钉紧固在一起。而在最为重要的安装精度方面，转动体与端盖是通过轴承、轴端挡板、轴承座等安装成一体，其同轴度等主要由安装轴承的轴（即端盖右侧的轴头）和孔（即回转体的内孔）的加
工精度保证；而端盖与空心主轴的同轴
度是依靠空心主轴前端的止口与端盖配
合实现的。之所以设计成此结构，一方
车辆定位系统面是考虑与辅助支撑的配合要求，另一
方面由于空心主轴右端是开口的，这是
考虑到拉杆轴向定位所用十字块等的安
装方便，即直接从空心主轴右端沿轴线
水平向左插入。
二、空心主轴的特点
空心轴占用的空间体积比较大，但
可以降低重量。根据材料力学分析，在
转轴传递扭矩时，从径向截面看，越外
的地方传递有效力矩的作用越大。在转
轴需要传递较大力矩时，就需要较粗的
轴径。而由于在轴心部位传递力矩的作
发电机空气冷却器用较小，所以一般采用空心的，以减少
转轴的自重。
三、现有新型空心主轴结构技术
分析
这种结构看似满足设计要求，但不
太合理，首先空心主轴与端盖的同轴度
仅靠部分接触的圆弧止口以及定位销来
定位，难以在长期工作中予以保证。再
者两者间紧固用的螺钉虽然增加了销钉
予以定位但在长期有规律的剪切力作用
下必然会产生弯曲变形，继而造成两者
彻底超出合理的同轴度范围，从而最终
导致卷轴自身头部和尾部的同轴度精度
下降，造成卷轴变形。更甚者，在设备
维护不到位的场合还会发生螺钉被剪断
的严重安全生产事故。且右端开口的四
瓣结构不但加大了加工难度也很难进行
空心主轴和端盖的装配，增加了后期最
终客户机修人员的劳动强度。
四、新型空心主轴结构
按新结构装配完成的卷轴主要由
扇形板、空心主轴以及转动体等组成。
针对传统卷轴结构的诸多弊病，我公司
适时对老结构进行了改型，彻底解决了
如上问题。新的结构取消了端盖这个零
件，并将空心主轴的结构予以修改，使
其取代了端盖的作用，让其直接与转动
体连接，从而避免了由于紧固螺钉变形
造成的同轴度超差问题。由于该空心主
轴的右端呈现厚壁钢管的形式，避免了
四瓣结构在加工结束后由于自身应力释
放造成难以保证同轴度的问题。
五、主轴的保养
衡量主轴部件性能的指标主要是
旋转精度、刚度和速度适应性。旋转精
度：主轴旋转时在影响加工精度的方向
上出现的径向和轴向跳动，主要决定于
主轴和轴承的制造和装配质量。动、静
刚度：主要决定于主轴的弯曲刚度、轴
承的刚度和阻尼。速度适应性：允许的
最高转速和转速范围，主要决定于轴承
而降低轴承的工作温度，经常采用
的办法是润滑油。润滑方式有，油气润
滑方式、油液循环润滑两种。在使用这
两种方式时要注意以下几点：
1.电主轴的润滑一般采用定时定量
油气润滑；也可以采用脂润滑，但相应
的速度要打折扣。所谓定时，就是每隔
一定的时间间隔注一次油。所谓定量，
就是通过一个叫定量阀的器件，精确地
控制每次润滑油的油量。而油气润滑，
单向排水阀指的是润滑油在压缩空气的携带下，被
吹入陶瓷轴承。油量控制很重要，太
少，起不到润滑作用；太多，在轴承高
速旋转时会因油的阻力而发热。隧道定位
2.油气润滑方式刚好和油液循环润
滑相反，它只要填充轴承空间容量的百
分之十即可。
循环式润滑的优点是，在满足润滑
的情况下，能够减少摩擦发热，而且能
够把主轴组件的一部分热量给以吸收。
3.要实现电主轴每分钟几万甚至十
几万转的转速，必须用一高频变频装置
来驱动电主轴的内置高速电动机，变频
器的输出频率必须达到上千或几千赫
兹。
六、结语
铝冷轧机作为一台高质高效的加工
设备，近年来其自动化程度显著提高。
而本文所述的新型空心主轴结构不但简
药品压片机
化了机械加工的复杂程度，同时也在很
大程度上降低了装配的困难程度，更重
要的是结构更为合理，深受用户好评。
浅析铝冷轧机卷轴空心主轴的技术
高立军 董 磊 万基控股集团有限公司
【摘 要】卷轴是卷取机的关键零件，而空心主轴就是与斜楔、扇形板、拉杆、回转油缸等零部件一起组成的卷轴中最为重要的零件。文章提出一种冷轧机新型空心主轴的结构，其特别适用于需配合辅助支承使用的大卷径比、宽幅冷轧机，可较好解决卷轴在长期使用后与辅助支承配合失效的问题。
油品分析【关键词】铝冷轧机；卷轴；空心主轴；技术改造
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