冷軋平整換輥大車行走卡阻原因分析及應對措施

方 劍，傅家彬

（柳州鋼鐵集團有限公司冷軋板帶廠，廣西 柳州 545000）

柳鋼冷軋平整換輥大車作用是工作輥、支撐輥的換輥裝置，實現平整機架快速換輥，提升換輥效率和檢修效率。原有1250平整機換輥大車只有減速電機在一端驅動，特別是南方梅雨季節經常出現打滑或驅動力不足情況，致使換輥大車無法前進或后退，導致卡阻故障停機，影響到企業生產效率。國內一些鋼廠曾發生多起因換輥大車驅動力不足，造成長時間停機的設備事故。針對冷軋廠平整機換輥大車減速電機驅動力不足狀況，重新設計一種換輥大車電液混合傳動裝置增加換輥大車驅動力同時減少減速電機載荷，提升換輥大車運行穩定性，有效彌補原系統驅動力不足。因此該廠開展平整機換輥大車傳動系統升級改造攻關，減少換輥大車行走卡阻或打滑。

1 冷軋平整機換輥大車卡阻原因分析

1.1 換輥大車車輪卡阻、打滑形貌及特征

柳鋼冷軋平整換輥大車一端兩側各有一個減速電機驅動，在長期使用過程中，換輥大車車輪軸連接處生銹增加驅動阻力，同時減速電機在長期使用過程中能力損耗大驅動力下降，易導致換輥大車行走過程中產生卡阻。當南方出現梅雨季節時，因軌道潮濕使得摩擦力減小變滑，換輥大車行走過程中出現打滑情況，見圖1和圖2。

圖1 換輥大車打滑情況

圖2 換輥大車原有傳動裝置安裝使用示意圖

2 消除冷軋平整機換輥大車卡阻措施

通過現場對冷軋平整換輥大車運動過程觀察分析，當換輥大車出現卡阻時，主傳動減速電機連接車輪有動作，但實際換輥大車整體卡阻不能轉動；當用導鏈把換輥大車拉過某個位置，換輥大車又可以轉動起來。當南方出現梅雨季節時，因軌道潮濕使得摩擦力減小變得較滑，換輥大車行走過程中出現打滑。針對以上情況，得出結論：要解決換輥大車車輪卡阻及打滑問題，需要增加換輥大車的驅動力和吸附在軌道的摩擦力，減小減速電機的載荷。故對換輥大車驅動機構進行升級改造，增加電液混合傳動裝置，實現換輥大車由“兩驅”變“四驅”，該換輥大車電液混合傳動裝置由傳動機構和閥臺兩部分組成，安裝使用見圖3。

圖3 換輥大車新增傳動裝置安裝使用示意圖

2.1 設計換輥大車傳動機構，增加驅動力

根據原有同步軸軸承座孔中心到底座距離為50mm，兩軸承座中心為515mm，齒輪軸中心到地面距離為150mm，則換輥大車的傳動裝置中心軸到換輥大車車架端面≤50mm。

該換輥大車傳動裝置的傳動機構形狀為“土”形狀（見圖4，傳動機構由液壓馬達、底座、聯軸器、鍵、齒輪軸、UCP210軸承（自帶軸承座）、UCP205軸承（自帶軸承座）、定位銷、螺栓1、螺栓、螺栓3、定距環、螺母1和螺母2組成。其傳動機構外形尺寸長1168.4mm，寬234mm，高112.2mm。經過計算傳動機構中心軸到換輥大車車架端面距離≤50mm，則液壓馬達選用輸出軸直徑φ32mm，安裝法蘭尺寸直徑φ134mm，螺栓孔尺寸為φ13mm，長度為226.4mm，其主要作用為傳動機構提供驅動力；底座根據液壓馬達安裝尺寸，設計長為235mm，寬為225mm，高為45mm，安裝孔直徑φ86mm，其主要是安裝固定液壓馬達，起到支撐作用；聯軸器根據液壓馬達輸出軸直徑φ32mm，選用型號為ML3聯軸器，長度為103mm，直徑φ70mm，其主要是使液壓馬達與齒輪軸連接起來，起到傳遞運動和扭矩作用；鍵設計尺寸為10mm×8mm×36mm，其主要作用為固定聯軸器，防止其竄動，起到傳遞運動和扭矩作用；齒輪軸設計尺寸長為879mm，齒輪齒頂圓直徑為234mm，安裝聯軸器和UCP210軸承處尺寸為直徑φ32mm、長為40mm，安裝UCP205軸承處尺寸為直徑φ25mm、長為640mm，安裝螺母1和螺母2處尺寸為M24×62mm，其主要是帶動換輥大車車架運動，起到傳遞動力作用；UCP210軸承和UCP205軸承是自帶外軸承座，起到固定齒輪軸和防止齒輪軸竄動的作用；定位銷是防止UCP210軸承和UCP205軸承錯位，起到定位作用，提升安裝精度；螺栓1連接液壓馬達和底座，起到緊固作用；螺栓2、螺栓3起到緊固軸承座的作用；定距環、螺母1和螺母2起到固定齒輪軸，防止其竄動的作用。

圖4 換輥大車傳動機構

2.2 設計換輥大車閥臺，實現無極調速

該換輥大車傳動裝置的閥臺為系統控制元件，根據系統控制需要，閥臺由先導式減壓閥、先導式比例換向閥、壓力補償器、溢流閥1和溢流閥2組成。先導式減壓閥是根據系統需要來設定壓力，起到穩壓的作用；先導式比例換向閥是實現液壓馬達換向和無極調速的作用；壓力補償器對系統動作起到穩壓、勻速的作用；溢流閥1和溢流閥2是防止液壓馬達壓力過高而泄漏回油箱，起到保護液壓馬達的作用。

綜合上述，根據原有減速電機參數，通過調整液壓馬達比例換向閥的開口度，實現液壓馬達轉動速度與減速電機匹配，從而增加換輥大車驅動力以及減少電機驅動載荷，提升設備運行穩定性。

3 結語

我們對原有柳鋼冷軋平整機換輥大車行走卡阻及打滑進行分析，得出驅動力不足及吸附軌道摩擦力減小是主要原因，通過對換輥大車增加電液混合傳動裝置，根據原有減速電機參數，調整先導式減壓閥和溢流閥的開口度，提升系統控制精度；調整液壓馬達比例換向閥的開口度，實現液壓馬達轉動速度與減速電機速度匹配，相當于換輥大車增加一套牽引裝置和增加一倍吸附軌道摩擦力，從而增加換輥大車驅動力以及減少電機驅動載荷，解決換輥大車行走卡阻及打滑問題，提升設備運行穩定性。該換輥大車電液混合傳動裝置具有靈活性、可調性的優點，安裝與拆卸方便，使用可靠的特點。