140t鐵水包車改造開發(fā)

孫占濤， 趙松， 緱彥軍

（信陽鋼鐵公司建安公司 機(jī)修廠，河南 信陽 464194）

0 引言

信鋼公司煉鋼廠鐵水包車是煉鋼廠內(nèi)部轉(zhuǎn)運(yùn)鐵水的專用車輛，原有車輛整車長(zhǎng)8.693 m、寬4.7 m、高1.7 m，最大載荷140t（如圖1）。該鐵水包車采用電驅(qū)動(dòng)鐵軌運(yùn)輸，鐵軌運(yùn)輸是目前冶金企業(yè)普遍采用的一種運(yùn)輸方式，其安全可靠，生產(chǎn)操作、鐵水調(diào)度均簡(jiǎn)單易行。

圖1 改造前鐵水包車

長(zhǎng)期以來，信鋼鐵水包車一直是外部采購，加工周期長(zhǎng)，而且價(jià)格昂貴。隨著煉鋼生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，現(xiàn)有車輛已不能滿足運(yùn)輸需求，尤其在煉鋼3#轉(zhuǎn)爐即將投產(chǎn)之際，煉鋼廠急需新車備件。信鋼公司設(shè)備部基于成本及工期壓力，安排信鋼建安公司機(jī)修工序改造設(shè)計(jì)鐵水包車一臺(tái)。此次改造自2010年初設(shè)計(jì)起至2011年6月整車組裝出廠止，歷時(shí)18個(gè)月，改造車輛目前已在線使用。

1 改造過程

1.1 車輛性能要求

鐵水罐容量：65t；電源電壓（交流）：380 V；運(yùn)行速度：20～30 m/min；軌道中心距：4000 mm；鋼軌型號(hào)：QU100；車輪直徑：950 mm；最大載荷：140t；運(yùn)行距離：20 m；制動(dòng)方式：能耗制動(dòng)。

1.2 結(jié)構(gòu)分析

現(xiàn)有鐵水包車結(jié)構(gòu)（如圖1）由車體、傳動(dòng)裝置、保護(hù)蓋板、鐵包座和清軌裝置等組成。鐵水包車體由2道縱梁和4道橫梁拼焊組成，縱梁和橫梁斷面均為Ⅱ型箱形結(jié)構(gòu)，保證車架具有較高的強(qiáng)度和剛度。車體縱梁被橫梁分割成3個(gè)回字形結(jié)構(gòu)；中間結(jié)構(gòu)容納鐵水包體，兩側(cè)橫梁上部焊接鐵包座，用于鐵水包耳軸的支撐；車體兩端兩個(gè)橫梁之間焊接傳動(dòng)裝置底座，傳動(dòng)裝置固定于傳動(dòng)裝置底座上，橫梁上部由保護(hù)蓋板蓋住，并在蓋板上鋪設(shè)巖棉及耐火磚，防止作業(yè)時(shí)鐵水流入燒壞電機(jī)、減速機(jī)等設(shè)備，并減少熱輻射對(duì)電器元件的影響。

缺點(diǎn)：車輪跨距較寬，整車占用場(chǎng)地較大；起吊作業(yè)時(shí)，龍門鉤起吊高度很高導(dǎo)致鐵水包重心高度大，作業(yè)安全系數(shù)低；傳動(dòng)裝置采用的聯(lián)軸器價(jià)格昂貴，備件采購周期長(zhǎng)，維修更換時(shí)間長(zhǎng)。

圖2 改造后鐵水包車

1.3 改進(jìn)方案

1）車體結(jié)構(gòu)改進(jìn)。改造后車體（如圖2），道軌中心距由4000 mm改為3200 mm，鐵包車寬由4700 mm縮短為3900 mm，減少了場(chǎng)地占用空間。鐵包車縱梁改為U形彎梁結(jié)構(gòu)，不僅節(jié)省了材料，降低了制造成本，而且車體左右空間開放，便于鐵水罐翻包機(jī)構(gòu)更換和維護(hù)，另外由于降低了鐵水罐起吊轉(zhuǎn)運(yùn)作業(yè)高度，從而提高了鐵水罐的使用安全系數(shù)。

傳動(dòng)裝置改進(jìn)。a.電機(jī)采用了YZR型冶金起重用繞線轉(zhuǎn)子電機(jī)，具有較高過載能力、堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩及較小的堵轉(zhuǎn)電流，能夠適應(yīng)頻繁起動(dòng)、制動(dòng)、準(zhǔn)確定位及正反轉(zhuǎn)的工作狀態(tài)。每套傳動(dòng)裝置包括兩套車輪組，一車輪組與減速機(jī)輸出軸直接聯(lián)接，另一組通過浮動(dòng)軸聯(lián)接；b.減速機(jī)采用三環(huán)減速機(jī)，具有承載和超載能力強(qiáng)、結(jié)構(gòu)緊湊、傳動(dòng)比大、體積小質(zhì)量輕維修方便的特點(diǎn)。c.電機(jī)與減速機(jī)、減速機(jī)與車輪組間均采用具有承載能力強(qiáng)、工作可靠的雙齒聯(lián)軸器聯(lián)接，用于補(bǔ)償兩聯(lián)接軸由于軌道變形情況引起的相對(duì)偏移。d.車輪組軸承座的外側(cè)端蓋設(shè)置了注油孔，用于定期向軸承座內(nèi)注入潤(rùn)滑脂。為防止塵土、雜質(zhì)進(jìn)入軸承內(nèi)，用螺塞將其密封。

圖3 鐵包座改進(jìn)

3）新增安全裝置。如圖3，在鐵包座內(nèi)安裝緩沖彈簧，通過4個(gè)支撐軸作用于鐵水罐托座上，減小車體行走時(shí)鐵水罐體的慣性力和車體突發(fā)故障時(shí)的沖擊載荷，保持鐵水液面平緩起伏，以減少鐵水外溢。

2工藝

為增強(qiáng)車體強(qiáng)度，鐵水包車橫梁及縱梁均采用低合金Q345材質(zhì)鋼板焊接。車體焊接工藝為數(shù)控火焰切割機(jī)下料，縱梁、橫梁Ⅰ和橫梁Ⅱ分別拼焊為6個(gè)部件，時(shí)效退火后再組焊成鐵水包車架。

3 結(jié)語

140t鐵水包車自2012年上線運(yùn)行至今，各項(xiàng)指標(biāo)均符合使用單位的要求，節(jié)約了公司外購備件成本，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。