型鋼成排臺架惠斯頓機構支撐套改造

摘要：惠斯頓機構的作用是將軋件從矯直機后工作輥道橫向移動到成排臺架上，其具有移送速度快、跨度大、定位準和噪聲小等優點。文章通過對成排臺架惠斯頓機構進行描述和分析，并對支撐套的結構形式進行改造，解決了張緊輪的設備隱患，為提高該設備的穩定性提供了保障。

關鍵詞：惠斯頓機構；型鋼；成排臺架；支撐套改造；公差 文獻標識碼：A

中圖分類號：TG333 文章編號：1009-2374（2017）10-0047-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.10.023

1 概述

成排臺架是重鋼型鋼廠搬遷至長壽后為適應新工藝而引進的軋鋼機械輔助設備，其作用是將矯直后的軋件平移到冷鋸輥道上，為冷鋸鋸切做準備。惠斯頓機構的作用是將軋件從矯直機后工作輥道橫向移動到成排臺架上，其具有移送速度快、跨度大、定位準和噪聲小等優點。在搬運軋件過程中軋件一直處于平動狀態，所以避免了軋件的表面擦傷，大大提高了軋件的表面質量。張緊輪的作用是將惠斯頓機構的鏈條收緊，以保證鏈條的傳動平穩，避免跳鏈的情況發生。由于張緊輪采用螺栓進行壓緊，螺栓端頭與轉動軸點接觸，接觸面積小，張緊輪屬于懸臂布置，鏈條受力之后，張緊輪轉動軸相對鏈條有一定角度的擺動，長此以往，對張緊輪磨損加大，使用壽命降低。

2 惠斯頓機構的工作原理

重鋼型鋼廠所用的惠斯頓機構結構簡圖如圖1所示：

惠斯頓機構工作時作圓周運動。當傳動軸5帶動惠斯頓機構4轉動時，軋件被托架2平穩地托起并水平移動，固定鏈輪7由于被調節裝置6所固定，所以不能繞傳動軸5轉動，同時固定鏈輪與活動鏈輪的鏈傳動速比i=1，使得活動鏈輪的絕對角速度為零，這樣就保證了在惠斯頓杠桿轉動過程中，與活動鏈輪固定聯結的托架始終保持豎直位置?；菟诡D機構托起軋件轉過一定角度后，再把軋件放在另一工作位置上，就完成了一個工作行程。

3 張緊輪的改造

3.1 張緊輪改造前的狀況

惠斯頓機構鏈條是帶動機構運轉的關鍵性零件，為了鏈條安裝方便，也為了調節鏈條的松緊程度，設計時在鏈條旁邊安裝了張緊輪，由螺栓調節張緊輪的上下，從而調節鏈條的松緊程度。由于螺栓與張緊輪屬于點接觸。在鏈條張緊時，鏈條對張緊輪產生徑向作用力，與螺栓的作用力形成傾翻力矩，從而使得張緊輪有向上翹的趨勢（如圖2）。由于套筒和墊圈接觸，使得惠斯頓機構本體與墊圈不接觸，從而產生間隙，最終使得張緊輪上翹（圖3）。

3.2 張緊輪受力分析

張緊輪工作時受到鏈條的張緊力F1的作用，而螺栓對張緊輪產生向下的壓力F2，這兩個力產生了傾翻力矩，使得張緊輪逆時針翻轉。當翻轉到一定程度，墊圈與惠斯頓機構本體接觸，從而產生軸向力F3，而該軸向力同其他力形成順時針力矩，從而與其傾翻力矩抵消，最終達到系統受力平衡。

3.3 張緊輪結構的改造

針對改造前張緊輪的情況及其受力分析，決定對張緊輪進行改造（如圖4）。與改造前相比，在張緊輪裝配的時候，將套筒換成支撐套。支撐套的結構形式如圖5所示，其上下有一個相互垂直的孔，其中一個孔與張緊輪軸配合，另一個孔與調節螺栓連接。當張緊輪受力傾翻的時候，傾翻力矩通過支撐套傳遞給螺栓，而螺栓又對支撐套有一個反作用力，并產生一個大小相同，方向相反的力矩，從而抵消了傾翻力矩的作用，使得張緊輪不會上翹。而為了保證支撐套與張緊輪軸之間不產生相對位移，在其底部設計了一個螺紋孔，用緊定螺釘對其進行固定，從而保證了支撐套更穩定、牢固地發揮作用（圖5）。

4 結語

惠斯頓機構結構簡單，能夠在保證軋件表面質量的前提下平穩、迅速、準確地移動軋件，無論是移動單根或成排軋件，還是由低位運到高位或由高位運到低位，都能準確實現，因而在工廠得到大量的應用。但是由于該機構作回轉運動，所占空間比較大，因而對緊湊型設備布置帶來一些不便，運動副較多，需要良好的潤滑作為保障，增大了設備檢修與維護的工作量，而這些與其優勢相比，顯得不太重要，因而越來越多的軋鋼廠選擇該機構作為轉運軋件的設備。而在該機構的基礎上進行的改造更加優化了其作用，使得運轉更加平穩、

高效。

參考文獻

[1] 肖永力.惠斯頓杠桿的研究[J].重型機械，1995，（1）.

[2] 成大先.機械設計手冊[M].北京：化學工業出版社，1993.

[3] 陶維瑛.惠斯頓杠桿的設計與計算[J].包鋼科技，2001，（2）.

作者簡介：李鵬（1985-），男，重慶鋼鐵（集團）有限責任公司工程師，研究方向：機械工程。

（責任編輯：黃銀芳）