早期中厚板轧机主传动轴大部分采用传统的滑块铰接式万向轴联轴器，滑块在重负荷作用下很快被磨损，滑块间隙增大，使主传动轴在运转中产生冲击振动，限制了轧制速度和产能的发挥。上述问题在使用滑块铰接式万向轴联轴器时是无法避免。
为减小其影响，在实际生产中不得不频繁更换铜滑块，不但增加了维护量，还增加了生产成本。另外，滑块铰接式万向轴联轴器因虎口为开放式，虎口根部也较易开裂而失效。随着技术的不断发展近年来3.5m以上的宽厚板轧机大多已采用进口十字轴式万向联轴器，该联轴器具有可使用倾角大、无间隙、润滑条件好、运行平稳和无噪声等优点，但价格昂贵。为了打破国外的垄断，国内对大型重负荷十字轴式万向联轴器进行了研究与攻关，制造出了用于宽厚板轧机的同类型联轴器，有的已投人使用，效果良好。
1首钢中厚板轧机万向联轴器的研究与实践
首钢3.5m中厚板轧机主传动轴原也为滑块铰接式万向接轴联轴器。近年来由于产量增加及品种开发，尤其是船板和55OD等产品产量的增加，使轧机负荷不断增加，导致万向接轴联轴器故障频发，已成为生产中最薄弱的环节。为了维持生产，就要对铜滑块淋稀油润滑和浇水冷却，导致生产环境污染严重和维护量增加。铜滑块间存在间隙而使传动系统振动导致噪声无法避免，同时也限制了轧机转速的提高。另外，由于负荷的增加，中厚板轧钢厂的几根万向接轴均相继出现了虎口开裂的问题，已严重威胁生产。为此，首钢开始研究用国产十字轴式万向联轴器替代滑块铰接式万向接轴联轴器。
标准十字轴式万向联轴器有SWP(剖分轴承座)型,SWZ(整体轴承座)型及SWC(整体叉头)型3种形式。其中SWP和SWZ型装配较为方便，但轴承座由螺栓连接，可靠性较差，不适用于大型和重载的中厚板轧机。一般情况下均选用SWC整体叉头型作为中厚板轧机的主传动轴。SWP及SWC型十字轴式万向联轴器用圆柱滚子组合轴承结构 替换原滑块铰接式万向接轴联轴器首先要确定主传动轴的回转半径。而中厚板轧机的主传动轴回转半径受轧辊直径的制约，不能随意加大。为此，在2个接轴上各增加1个短节，分上下布置在关节前后，使上下关节位置错开，达到回转半径的最大值，并以此选定SWC型整体叉头H 1080规格十字轴式万向联轴器。
轧机电动机功率为2 x 7000kW，转速为0一50/100r/min,额定转矩为1337kN.m。联轴器按最大载荷工况(扭矩为1910kN " m)和常用载荷工况下(扭矩为1500kN. m)进行设计。十字轴是整个联轴器中最重要的零部件之一，其在对称循环载荷下的疲劳峰值扭矩为1500kN.m。为确保最大扭矩的传递。对SWC型整体叉头结构的并对虎口进行过渡弧处理，以减小应力集中。
十字轴的直径和长度是影响主传动轴承载能力的主要因素，而其尺寸又受装配尺寸B的限制。在回转半径固定的情况下，缩小B可提高主传动轴虎口强度，但十字轴的装配尺寸必须能够满足装配要求。所以在十字轴的每个轴端增加1个延伸轴套，将十字轴安装到叉头内后，再将延伸轴套安装到轴端，这样可以增加一列滚动体，从而提高联轴器的承载能力。在十字轴的轴向定位方面，考虑到主传动轴自身重量很大，将卡环定位改为高强螺栓加卡环定位，以增加联轴器的径向定位能力。十字轴结构设计简图。
除接长十字轴套的独特设计外，在滚动体的形状和联轴器的轴向连接方式等方面都进行了创新。H 1080十字轴式万向联轴器于2007年开始使用。第1次上机后主传动轴运行平稳，效果较好，但使用3个月左右时十字轴的端盖被顶开，滚动体掉出。修复后进行第2次上机试用，使用3个月时又出现了同样的问题。经对轧机负荷、接轴平衡和辊系进行检查，均发现问题。对十字轴承解体后发现，肩部及滚动体均有不同程度的损坏。
轴承内的异物是导致轴承损坏的原因，这些异物正是十字轴肩部的脱落物。
2联轴器损坏原因分析
重载荷传动一般均采用SWC型多列圆柱滚子组合轴承结构。首钢中厚板轧机传动轴的特殊性在于其受轧辊直径的限制，回转半径必须小于工作辊半径，故要保证大的承载能力，则结构设计非常重要。H 1080属超重型十字轴式万向联轴器，其结构设计更为苛刻。从十字轴结构设计中可以看出，为提高主传动轴的承载能力而又不影响装配，在每个轴端均接出了1个轴套，在轴套上增加了1排滚动体，采用先将十字轴装人联轴器叉头后，再将轴套装到十字轴上的方法，减小了装配尺寸。同时，轴套的外侧作为推力轴承的1个承载面，磨损后更换轴套比更换十字轴经济得多，但该设计存在以下两个问题:一个是设计上各零部件的公差及配合是否合理。另一个是实际加工是否能满足精度要求。
(1)接长的轴套与十字轴为单体加工，存在加工误差，且采用过度配合，导致十字轴与轴套的外径圆柱体不共面，布置在轴套上的一排滚动体与与布置在十字轴上的滚动体受力不一致，这是问题的根源。
(2)滚动体的倒角仅为O.5mm，而轴套和十字轴相接部分的圆角也仅为1 mm，若滚动体在十字轴与轴套的接缝上滚动，则势必导致十字轴肩部受力不均。
(3)轴承端盖螺丝长度小于1.5倍的螺栓直径，防松采用轴向档环方式。虽对所有的螺栓头部进行了磨削加工，但并未起到预期的防松作用。主传动轴的自重很大，转动所产生的冲击很容易使螺栓松动，从而导致十字轴轴向窜动，所以高强螺栓采用挡圈防松的设计是不合理的。 在实际运行中，当十字轴的轴向定位无法保证滚动体在轴向的精确定位时，排列在轴套上的滚动体就有可能游动到十字轴与轴套的接缝处。
4结语
十字轴式万向联轴器经过修改设计重新加工安装后，解决了存在的各项问题，实现了无间隙、噪声小、润滑条件好、传递倾角大、效率高和维护量小等优点。宽厚板轧机主传动轴的设计受其工艺条件的限制有很多难点，为了解决这些难点，在设计上往往要提出许多方案和创新。新的方案在解决技术问题的同时有可能带来新的问题。技术总是在解决问题和发现问题的过程中进步的。冶金设备在运行中经常会出现各种故障，尤其是在设备改造的过程中，所以在分析故障时一定要注重细节，不但要查找使用上的问题，更应从设计的合理上进行分析解决问题。 用十字轴式万向联轴器替代滑块铰接式万向接轴联轴器是宽厚板轧机传动系统的发展趋势。大型重载十字轴式万向联轴器的国产化在冶金行业具有十分重要的意义。