行車大車行走機構(gòu)設(shè)計改進*

孫廣輝，王華勇

(浙江龍盛薄板有限公司，浙江上虞 312369)

行車大車行走機構(gòu)設(shè)計改進*

孫廣輝，王華勇

(浙江龍盛薄板有限公司，浙江上虞 312369)

針對行車原設(shè)計中存在嚴重啃軌、輸入驅(qū)動斷軸問題，通過對原驅(qū)動方式的受力分析，計算出原傳動所提供的扭矩，將原雙驅(qū)動方式更換為四驅(qū)動，同時更改原行車行走輪結(jié)構(gòu)形式，生產(chǎn)實踐證明，此改進可降低設(shè)備故障率，節(jié)省檢修費用。

行車大車;行走機構(gòu);啃軌;參數(shù)選配

1 概述

某廠使用的罩式爐上方行車(規(guī)格:40T+ 10TQD電動雙梁橋式起重機，廠內(nèi)編號為9#、10#行車)，由主小車(起重量40 t)與副小車(起重量10 t)兩部分組成，主小車用來將冷軋機軋制、翻卷機翻卷完成的料通過9#、10#車用立式夾具夾緊后挨個裝入爐臺，副小車用專用墊板夾具夾緊墊板后將墊板放至兩個相互重疊卷之間，以防止退火時兩個卷之間發(fā)生粘連現(xiàn)象，同時行車還需將退火完成的卷用夾具挨個吊至地爬車運至平整生產(chǎn)區(qū)域。

2 行車存在的問題及分析

由于罩式爐行車使用頻率及罩式爐區(qū)域溫度比其它區(qū)域普遍高，行車在設(shè)計上考慮的設(shè)備工作系數(shù)偏小，在現(xiàn)有工作頻率下使用存在著嚴重啃軌、輸入驅(qū)動軸斷現(xiàn)象，平均每個月需更換一副主動輪、發(fā)生一次斷軸現(xiàn)象。嚴重影響罩式爐和后道平整機組工序的正常生產(chǎn)，同時對罩式爐的安全生產(chǎn)產(chǎn)生了嚴重威脅。

鑒于以上存在的問題，經(jīng)過深入分析闡述如下:原車為單邊雙驅(qū)動，在行車行走過程中，兩邊驅(qū)動電機存在著速度不同步現(xiàn)象，在行車整個行程中，此種不同步隨行走距離逐漸累積，當(dāng)兩邊不同步超過一定距離時，導(dǎo)致行車整體扭轉(zhuǎn)而發(fā)生啃軌現(xiàn)象，同時當(dāng)行車在吊重物運行時，由于行車大梁的整體變形，啃軌現(xiàn)象越發(fā)明顯，當(dāng)啃軌嚴重時，行走輪25 mm凸起邊緣在不到1月時間內(nèi)就會被磨平，同時，由于啃軌的承在，加大了行車主動輪的驅(qū)動阻力以及啃軌時載荷的沖擊，驅(qū)動輪輸入軸也會經(jīng)常性斷裂。

3 改進措施

為改善此種缺陷，經(jīng)嚴密論證分析決定將原有單邊雙驅(qū)動改為雙邊四驅(qū)動，從而使行車正反運行過程中，確保整臺行車四只角速度的同步性，減少或消除此種啃軌現(xiàn)象。改進設(shè)計方案如下。

(1)原驅(qū)動參數(shù):電機15 kW，電機轉(zhuǎn)速730 r/ min，速比i=15.75，其齒輪傳動效率為η=0.94［1］，制動力距280 N·m，其驅(qū)動扭距計算如下:

式中:P為電機功率，kW;N為電機輸出軸轉(zhuǎn)速，r/ min。計算結(jié)果:因為2臺電機驅(qū)動，故總的驅(qū)動扭距為: 2 905.22×2=5 810.44(N·m)

改為雙邊四驅(qū)動，在保障原有驅(qū)動扭距不變的情況下，每臺電機的驅(qū)動扭距應(yīng)≥6 181.33/4，即為: 1 452.61 N·m。

圖1 行車的設(shè)計改進圖示

(2)根據(jù)原有設(shè)計，只要保證每臺電機的驅(qū)動轉(zhuǎn)距符合上述值，行車行走應(yīng)無問題，現(xiàn)選用三合一式電機減速度，每臺電機功率為7.5 kW，轉(zhuǎn)速為1 455 r/min，減速比為30.85，根據(jù)公式計算如下:

由計算結(jié)果發(fā)現(xiàn)驅(qū)動扭距沒有問題，轉(zhuǎn)速比較:原輸出轉(zhuǎn)速為:730/15.75=46.35 r/min，現(xiàn)有轉(zhuǎn)速為:1 455/30.95=47 r/min，與原有工作效率相當(dāng)。

根據(jù)企業(yè)現(xiàn)場實際使用情況，每小時行車起動、停止次數(shù)在10次以上，且為強烈沖擊載荷，每天24 h工作制，被驅(qū)動設(shè)備系數(shù)選為f1=2［2］，故所選減速機的最大允用功率必須大于 P1N=P×f1=7.5×2=15 kW，當(dāng)允用最大功率≥15 kW時，減速箱可以正常工作，與寧波東力減速機樣本選擇型比對，故選用的減速機型號為DLKA08－47/YZPE132M－4－M2－L－7.5 kW，其最大允用功率為35.05 kW≥15 kW，輸出轉(zhuǎn)速為47 r/min，減速比為i=30.95，原有理論值相符較好，滿足此種工作環(huán)境，因其為三合一電機，即抱閘、減速箱、電機三者合一，此種型號的電機減速箱單臺抱閘力距為:1 520 N·m≥280 N·m，且其抱閘力距可以根據(jù)實際情況予以調(diào)節(jié)，故在制動安全性方面能遠勝過原有安全性。在以上條件滿足的情況下，為解決主驅(qū)動輪輸入軸斷的問題，在主動輪輸入軸與電機減速機輸出軸之前間加裝弧形齒聯(lián)軸器，在主動輪受到?jīng)_擊時，可由聯(lián)軸器減緩部分沖擊，從而達到增加輸入軸壽命的目的。

考慮原行車在主梁設(shè)計時選料安全系數(shù)較低，導(dǎo)致吊車在重負荷運行時主梁變形較大也會引起啃軌，故在此將原有主驅(qū)動輪結(jié)構(gòu)也略作改變，將原有車輪工作面寬度有效寬度從110 mm加寬到130 mm，如圖2所示，以抵效主梁變形向外擴張部分的位移。

圖2 行走輪改動圖

4 結(jié)語

因行車屬于特種作業(yè)設(shè)備，以上改造報批紹興市特種設(shè)備檢測院后實行，從2010年改造完成后目前使用近三年來，再未出現(xiàn)過啃軌、斷軸問題，此故障被徹底解決。

［1］ 成大先.機械設(shè)計手冊［M］.第四版.北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2002.

［2］ 國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局起重機設(shè)計規(guī)范(GB3811－83)［S］.2005.

Design Improvement of the Walking Mechanism in Bridge Crane

SUN Guang－h(huán)ui，WANG Hua－yong
(Zhejiang Lonsen Steel Strip Co.Ltd，Shangyu Zhejiang 312369，China)

Aiming at the problem existing the serious rail gnawing and input drive shaft breaking，through the analysis of old driving mode in bridge crane，the troque of the old mode is calculated and the old two－motor driving mode should be changed to four－motor driving mode.The structural style of the driving wheel also should be changed.It is proved that this improvement could reduce the failure rate and the cost of examining and repairing of the equipment.

bridge crane;walking mechanism;rail gnawing;parameter selection

TH122

B

1007－4414(2013)05－0158－02

2013－08－12

孫廣輝(1979－)，男，黑龍江龍江人，助理工程師，主要從事冷軋生產(chǎn)設(shè)備管理和技術(shù)方面的工作。