本技术涉及大、中、小型冷、热带钢生产厂冶金机械制造内所有卷筒空心主轴结构的设计，具体涉及一种全闭合结构的增强型卷筒空心主轴。
背景技术：
1、卷筒是用于对钢带进行钢卷打开或是把钢带卷起来的用于冷、热轧带钢生产线的开卷机或卷取机的核心设备。以此实现带钢轧制后的卷取、钢卷开卷、钢卷重卷。
2、一般的卷筒主要由扇形板、芯轴（拉杆）、延伸轴、空心主轴组成。空心主轴是卷筒的关键部件，无论从重量上、加工工艺的复杂性都体现出了它的重要作用。以2250线热轧厂为例，卷筒装配重量为18.1吨，空心主轴成品重量为5.8吨，成品外形尺寸为φ715*5238mm，材质为50crmo4+qt锻件，空心主轴毛坯实心锻件重量为12.988吨，制造价格约为75万元，制造周期为6个月。由于自身结构的局限性，卷筒经过6-7个周期到使用后期，头部延伸轴凸起部分与空心主轴相连接的4段-宽57环形止口凹槽过渡圆角r2处的多个位置出现开放性疲劳裂纹，由于空心主轴母材为高强度合金钢，平均含碳量0.5%，焊接性能较差，挖补焊接再加工的风险较大，且会破坏到邻近的8-m48螺孔；一般采取保守修理的方式，缩短在机上使用周期，紧急制作空心主轴备件，再次修理时替换掉或是直接报废卷筒。根据以往数据统计分析，卷筒空心主轴基本上在使用到10次（累计使用时间33个月）后卷筒空心主轴开始出现疲劳裂纹。
技术实现思路
1、本实用新型通过对旧式空心主轴使用缺陷的造成原因分析，研究出一种新型结构的卷筒空心主轴，通过合理设计结构来提高使用寿命，降低设备维护费用。通过优化结构，以期获得55个月的使用周期。
2、本技术主要解决热轧中的关键部件空心主轴使用后期产生疲劳裂纹后造成的不可修复、报废后损失较大、重新制造周期长的难题；提出了如下技术构思：通过对空心主轴的结构形式重新设计，改变与延伸轴的连接方式，来取代原有以凸起与凹槽咬合的环形结构，从而避免产生疲劳裂纹；并对与其相关的延伸轴等相关部件进行重新设计，提高了空心主轴的刚度，延长了卷筒的使用寿命，降低了设备维护成本。卷筒是卷取机或开卷机的核心设备，通过液压缸的横移驱动转化为径向胀大或缩小，实现钢带缠绕卷起成卷或钢卷打开的工艺要求。
3、本实用新型提供了一种全闭合结构的增强型卷筒空心主轴，包括空心主轴、延伸轴和扇形板，其特征为安装扇形板的空心主轴处为封闭结构，端面为整圆形全闭合；空心主轴比原锻件加长，扇形板与延伸轴的连接处设置了敷铜耐磨块；空心主轴与延伸轴之间通过预应力螺栓连接。
4、进一步地，延伸轴与空心主轴端面设计为圆环嵌入式止口配合，空心主轴延长部分设m30*380mm预应力螺栓，共有24条螺栓。
5、进一步地，在敷铜耐磨块上设有十字油槽。
6、进一步地，敷铜耐磨块，通过螺栓固定在空心主轴上，作为m30预应力螺栓的螺母。
7、进一步地，敷铜耐磨块，表面敷铜质耐磨层。
8、本实用新型对现有技术做出的改进如下：1、将安装扇形板的空心主轴处的“u”形敞口处改为封闭结构，通过一种新的结构来取消4段-宽57环形止口凹槽，从而避免凹槽处过渡圆角r2。2、空心主轴毛坯为实心锻钢件，制造毛坯锻件时加长190mm，加长部分（即为空心主轴部分）留在与延伸轴连接一端。即加长部分为空心的，新构造空心主轴总长5428mm，原长5238mm；空心段长为190mm。3、安装四块扇形板的宽158mm的沟槽不加工通孔，预留厚95mm的成品尺寸，端面由四瓣形改变为整圆形，实现空心主轴处的“u”形敞口处改为全闭合结构。4、为了杜绝和防止厚95mm与宽158mm的两侧过渡处的疲劳裂纹发生，按照r30mm的半内圆角进行设计加工。5、空心主轴与延伸轴的连接由原来φ483处的8条m48*515双头空心螺栓(中空部分做为干油润滑通道)，调整为φ540处的24条m30*380的预应力螺栓，螺栓连接强度是原来的1.2倍。6、扇形板与空心主轴之间增加敷铜耐磨块，具有三种功能：a、带有止口，敷铜耐磨块靠近圆心的厚25mm、宽25mm环形凸出部分与延伸轴咬合，以此替代原来的4段-宽57环形止口的功能。b、敷铜面设计有十字油槽，减缓扇形板径向动作时的磨损。c、m30预应力螺栓螺母是用于连接空心主轴和延伸轴的，其中的8条螺栓与固定在空心主轴上的敷铜耐磨块连接，敷铜耐磨块起到螺母的作用，剩余的16条螺栓直接与空心主轴上的底孔连接，为了保证延伸轴预应力螺栓足够的连接强度，选用42crmo材质,敷铜耐磨块本体厚90mm，螺纹有效连接深度为40mm。
9、本实用新型的有益效果：
10、（1）主轴端面由四瓣形改造为整圆形的全闭合结构，将容易产生疲劳裂纹的部位转移到制造成本较低、加工难度较小的敷铜耐磨块上；克服了因为空心主轴本体“止口”结构产生疲劳裂纹的可能；
11、（2）提高了空心主轴的使用次数，延长了空心主轴的使用寿命；
12、（3）降低了空心主轴的维护成本。
13、下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。
1.一种全闭合结构的增强型卷筒空心主轴，包括空心主轴、延伸轴和扇形板，其特征在于：空心主轴端部设置扇形板，安装扇形板的空心主轴处为封闭结构，端面为整圆形全闭合；空心主轴比原锻件加长，扇形板与延伸轴的连接处设置了敷铜耐磨块；空心主轴与延伸轴之间通过预应力螺栓连接。
2.根据权利要求1所述的全闭合结构的增强型卷筒空心主轴，其特征在于：延伸轴与空心主轴端面设计为圆环嵌入式止口配合，空心主轴延长部分设有m30*380mm预应力螺栓，共设置24条螺栓。
3.根据权利要求1所述的全闭合结构的增强型卷筒空心主轴，其特征在于：在敷铜耐磨块上设有十字油槽。
4.根据权利要求1所述的全闭合结构的增强型卷筒空心主轴，其特征在于：敷铜耐磨块，通过螺栓固定在空心主轴上。
5.根据权利要求1所述的全闭合结构的增强型卷筒空心主轴，其特征在于：所述敷铜耐磨块的表面设有铜质耐磨层。
6.根据权利要求1所述的全闭合结构的增强型卷筒空心主轴，其特征在于：空心主轴总长为5428mm，内部实心锻件长为5238mm，空心段长为190mm。
