棒材線650立軋機組升降機的改進及應用

趙海洋

摘要：利用數據分析、理論計算和現場經驗的方法，從軸承選型、內部結構、連接方式等方面對棒材線650立軋機組升降機進行改進優化，并進行實際應用，取得了良好效果。

關鍵詞：650立軋；升降機；改進應用

前言

二軋車間09年工藝技術改造后，實現了全連續軋制，產量由50萬噸提高到90萬噸，其中粗軋立軋機更換軋槽及軋輥時，采用一套機架升降裝置帶動機架L鉤上下移動，實現快速更換的目的，升降機就是其中的關鍵部件，但自上線以來，650立軋升降機頻繁出現問題，甚至出現軋機機架整體脫落的安全故障，嚴重影響車間的正常生產，造成了極其不好的影響。

1.問題分析

升降機整體結構如下圖所示，其主要損壞原因有如下幾個方面：

圖1 升降裝置

1.1 軸承選型錯誤，承載能力小

序號1升降機提升裝置提升總重量達34噸，其蝸輪軸承選用為7228圓錐滾子軸承，基本額定動負荷C為388KN，從而根據下式可以得出軸承承受的基本動負荷為：

查表得： 力矩沖擊系數 為1.5

沖擊載荷系數 為1.0，

速度系數 為1.271，

溫度系數 為1.0

壽命系數 =1.0

當量動負荷P=1.4×34×9.8=466.48KN

計算得出C=550.53KN，遠大于該軸承的388KN，因此軸承選型錯誤，極易損壞，在實際生產中，也是此處軸承最先出現問題，造成升降機無法使用。

1.2 升降機蝸輪連接強度不夠

升降機蝸輪為梯形螺紋Tr120*20，該處蝸輪材質為青銅材質，絲杠為鋼材質，其絲杠對蝸輪的許用比壓P的要求為：

軸向載荷F為34*9.8=333200N

外螺紋中徑 =d-0.5P=120-0.5*20=110mm，

基本牙型高度 =0.5P=10mm

旋合圈數n=H/P=ψ /P=2*110/20=11

可以得出

查表得鋼對青銅的許用比壓 =7-10

由此得出銅蝸輪的螺紋連接強度不夠，螺紋損壞的概率極大，從現場損壞的升降機部件也可以看出，蝸輪螺紋損壞較為嚴重。

1.3 升降機與軋機L鉤連接不可靠

序號1升降機的絲杠只通過兩根8.8級M36螺栓與序號4換輥L鉤連接，螺栓承受的總拉力P=Q=34*9.8=333.2KN。

承受該載荷所需的螺栓最小截面積為：

則選用的螺栓直徑最小為

由此可以得出，該螺栓選用不合適，一旦受到比較大的沖擊時，該螺栓便會變形、斷裂，致使L鉤脫落，出現安全事故。現場就出現過該處螺栓斷裂，致使L鉤及輥系裝配整體掉落的事故。

2.技術方案研究

針對上述650軋機升降機出現的問題，經過仔細的分析，對其改型做出了如下方案：

2.1 對升降機蝸輪軸承進行重新選型，以滿足正常使用，且保證有較大的安全系數

該軸承主要承受的為軸向載荷，故選擇圓柱滾子推力軸承，其當量動負荷P=34*9.8=333.2KN，按下式計算其基本額定動負荷為：

根據升降機外形尺寸，我們選取51234圓柱滾子推力軸承，其額定動負荷為620KN，遠大于上式求得結果，故該軸承完全能夠滿足使用要求。

2.2 增大螺紋直徑，提高連接強度

對蝸輪及絲杠的螺紋連接進行改進，我們現將其加大為梯形螺紋Tr140*20，由此計算其許用比壓P值為：

許用比壓P小于鋼對青銅的最小值，此種梯形螺紋完全能夠滿足使用要求，因此我們就選擇此種直徑的梯形螺紋。

2.3 連接部位改型，提高連接剛性

針對升降機與軋機L鉤連接不可靠的問題，我們做了如下兩方面的工作：一是將升降機絲杠頭連部接板與軋機L鉤連接螺栓由M36改為8.8級M42螺栓，使其能夠滿足兩者連接的連接強度，二是在絲杠連接板上部兩側又各加上了一個壓板防松裝置，即利用一個T型板壓在連接螺栓上面，并將T型板通過兩個8.8級M30螺栓與軋機L鉤固定在一起，確保連接的可靠性。

3.應用情況

根據上述改動制作的改型升降機于2010年底交貨，在2011年1月份對其進行了更換安裝，經過10個多月的運行，升降機運行平穩可靠，完全達到了預期目標。

3.1 蝸輪軸承改用圓柱滾子推力軸承后，承受軸向載荷能力大為增加，沒有出現過軸承損壞的情況，效果非常明顯。

3.2 蝸輪螺紋加大后，連接強度明顯增強，絲杠傳動更加平穩、靈活，使用壽命明顯增加。

3.3 升降機連接裝置改進后，從根本上解決了升降機與L鉤的連接強度問題，消除了安全隱患，產生了良好的效果。

4.結語

4.1項目實施前，升降機每年出現4次故障，更換后至今無一更換，其使用壽命至少在2年以上。更換1臺升降機約8小時，這樣年可降低熱停工時32小時，按小時產量120噸，年可增加產量3840噸，取得了實際性的效果。

4.2升降機改型后，升降機提升載荷完全能夠滿足使用要求，保證了機列提升機構的可靠性，消除了重大的安全隱患，在一線生產萬事以完全為第一的形勢下，取得的實際效果是無法估量的。