煉鋼廠225+t吊車主橫行傳動(dòng)機(jī)構(gòu)改造

煉鋼廠 225 t 吊車 主 橫行 傳動(dòng) 機(jī)構(gòu) 改造 王 森 （ 攀枝花 鋼釩有限公司 提釩煉鋼廠 ） 摘 要 ： 煉鋼廠 二方 225 t 鑄造吊車 主橫行 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中采用 三合一傳動(dòng)裝置 ， 原 車輪軸與減速機(jī)為直軸配合， 使用過程中 一旦主動(dòng)車輪損壞 ， 在 鋼廠 現(xiàn)有條件下 將車輪軸從減速機(jī)中取出時(shí) 無法保證減速機(jī)完好 ， 出現(xiàn)更換主動(dòng)車輪必須一起更換三合一裝置的局面， 增 大了備件費(fèi)用 。針對(duì)上述問題， 將 減速機(jī)與車輪軸直軸裝配 改造 為立式套裝減速機(jī)與車輪軸花鍵配合 ，著重對(duì) 改造方案可靠性進(jìn)行了論證 。通過 對(duì)選用備件的 強(qiáng)度校核， 證明改造后滿足技術(shù)要求。主橫行傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 改造后 ，取得了較好的效果。 關(guān)鍵詞 ： 鑄造吊車 ； 主橫行 傳動(dòng)機(jī)構(gòu) ；直軸配合；花鍵配合； 強(qiáng)度校核 0 引言 攀鋼提釩煉鋼廠二方 225 t 鑄造吊車主橫行運(yùn)行機(jī)構(gòu)采用三合一裝置傳動(dòng)，具有結(jié)構(gòu)緊湊、簡單 、運(yùn)行可靠 等優(yōu)點(diǎn) ，但價(jià)格昂貴 （ 1 元） ， 且主小車兩邊的三合一裝置方向不同，所以備件至少兩邊各備 1 套，備件庫存費(fèi)用大。更重要的是，三合一裝置 減速機(jī)與車輪軸為直軸配合， 裝配后用 緊定套 固定，運(yùn)行的時(shí)間越長越緊，在使用過程中一旦主動(dòng)車輪損壞，在 鋼廠 現(xiàn)有 情況下將車輪軸從減速機(jī)中取出 時(shí)無法保證減速機(jī)完好 ， 從 而 出現(xiàn)更換主動(dòng)車輪必須一起更換三合一裝置的局面， 3 臺(tái) 225 t 吊車每年因此消耗約 30 萬元 。隨著 煉 鋼廠 3#方圓坯的建成投產(chǎn)， 2#方坯及 3#方圓坯的產(chǎn)量 不斷 上升，致使二方 225 t 吊車的作業(yè)率大幅度提高，導(dǎo)致主橫行車輪經(jīng)常出現(xiàn)故障 ，既增加了 檢 修的工作量，又浪費(fèi)了 昂貴的備件 。針對(duì)這些問題， 對(duì)二方 225 t 吊車主橫行傳動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行了改造 。 1 改 造方案及零部件校核 造方案 二方 225 t 吊車主橫行機(jī)構(gòu)改造，將原來三合一減速機(jī)與車輪軸直軸裝配 （如圖 1 所示） 改為 立式套裝 減速 機(jī) 與車輪軸花鍵配合 （如圖 2 所示） ，改 造后主動(dòng)車輪與減速機(jī)拆裝方便，如更換主動(dòng)車輪只需更換車輪，而不需連帶更換別的備件。 圖 1 改造前傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 圖 2 改造后傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 電機(jī)的選用 及校核 原三合一裝置 型號(hào)： M/轉(zhuǎn)速： 1 465 r/電壓：攀 鋼 技 術(shù) 49 121 2 1 3 2 5 4 1234輪 5 380 V（ ） /660 V（ Y）； 電流： ；功率： 22 頻率： 50 制動(dòng)扭矩： 300 Nm。 所選用的變頻調(diào)速三相異步電動(dòng)機(jī)，其規(guī)格參數(shù)如下： 型號(hào)： 功率： 22 變頻范圍： 3 100 n=980 r/i=45 A； U=380 V； 接法： 。 從電動(dòng)機(jī)的型號(hào)上來看，電動(dòng)機(jī)是 6 極的，也就是三對(duì)極， 電機(jī)轉(zhuǎn)速公式 n=60 p60 p 式中 子供電頻率 ； p電機(jī)定子繞組極對(duì)數(shù) ； s轉(zhuǎn)差率 。 于是得出 ： 03/3=60 r/ 0100/3=2000 r/ 所以所選電機(jī)符合要求。 車輪的選用 及校核 原主動(dòng)車輪踏面直徑為 630 面寬度為130 口 106 止口的中心距為 380 慮選用 與以上參數(shù)相符的主動(dòng)車輪，主動(dòng)車輪與所選用車輪的軸承規(guī)格均為 3532，所以軸承能滿足要求，無需校核。 原 225 t 吊車主橫行主動(dòng)車輪軸危險(xiǎn)直徑為125 選用的主動(dòng)車輪軸危險(xiǎn)直徑 （花鍵齒根圓直徑） 也為 125以不用校核，所選主動(dòng)車輪滿足要求。 減速機(jī)的選用 及校核 因已選用規(guī)格為 首先考慮 選用 與 主動(dòng)車輪花鍵安裝尺寸相匹配的 減 速 機(jī) , 查 手 冊(cè) 得 出 規(guī) 格 分 別 減速機(jī)符合要求 。 速度校核 原三合一裝置型號(hào) M/矩： 10 100 Nm ； 電機(jī)轉(zhuǎn)速 1 465 r/速比： 輸 出轉(zhuǎn)速 21 r/ 計(jì)算其主橫行最快速度：1=m/ 所選用的 東面、西面 減速機(jī)： 輸入轉(zhuǎn)速 n=1 000 r/功率 P=11 傳動(dòng)比 I= 計(jì)算 輸 出轉(zhuǎn) 速： n2=n/I=1000/r/ 主橫行最快速度：m/ 此速度符合技術(shù)協(xié)議，滿足生產(chǎn)要求。 減速機(jī)輸入軸校核 輸入軸僅受扭矩作用，強(qiáng)度計(jì)算公式 1為： 式中 傳動(dòng)軸計(jì)算截面的工作扭矩剪切力 ,T傳動(dòng)軸計(jì)算截面的扭矩（ ，強(qiáng)度計(jì)算用第 類、第 類載荷 2； 動(dòng)軸計(jì)算截面的極截面模量（ 對(duì)于圓截面， 對(duì)于有鍵槽的圓截面， 6/)2(3 ，又查表得 軸徑為 45 寬 b=14 槽高 h=5.5 ， 該 軸帶鍵槽，所 以45345= 許用剪切應(yīng)力（ 強(qiáng)度計(jì)算用 1，此處扭轉(zhuǎn)應(yīng)力按脈動(dòng)循環(huán)變化，所以 ：00212 11 中 b= 中 的材料為 20表得 b=650 耐久限降低系數(shù)，查表得 = n安全系數(shù)，查表得 n= M M 因此，減速機(jī)輸入軸危險(xiǎn)截面滿足要求 。 式中 c。 減速機(jī)輸出扭矩校核 原三合一裝置輸出扭矩 T 三合一 =10 100 Nm，現(xiàn)選用減速機(jī)輸出扭矩 T 輸出 =T 輸入 i 減速機(jī)=m, T 輸出 T 三合一 ，所以選用的減速機(jī)滿足工作要求。 50 2010 年第 33 卷第 6 期 制動(dòng)輪 、制動(dòng)器 的選用 及校核 根據(jù)選定的減速機(jī)輸入軸的尺寸選擇 制動(dòng)輪 ，輸入軸安裝制動(dòng)輪處尺寸為 50 10 準(zhǔn)鍵） ， 查手冊(cè)得 規(guī)格為 ) 200制動(dòng)輪滿足要求 ；再根 據(jù)制動(dòng)輪的尺寸， 制動(dòng)器選用塊式制動(dòng)器， 查手冊(cè)得出 規(guī)格 型號(hào) 如下： 型號(hào)： 0 ， 力矩： 2089 瓦塊退矩 0.8 足以上要求， 原三合一裝置制動(dòng)力矩為 300 選制動(dòng)器 、制動(dòng)輪 滿足要求。 聯(lián)軸器 的選用及 校核 軸器的選用 根據(jù)選定的減速機(jī)輸入軸的尺寸、電機(jī)軸尺寸來選擇聯(lián)軸器，輸入軸安裝制動(dòng)器處尺寸為 45 2 準(zhǔn)鍵），因選用規(guī)格為 頻調(diào)速三相異步電動(dòng)機(jī)的電機(jī)軸為 55 07 直軸，查手冊(cè)得 規(guī)格為 145*84/ 155*107 的聯(lián)軸器 符合要求 。 聯(lián)軸器的校核 已知： 選用的聯(lián)軸器許用轉(zhuǎn)矩 3150 用轉(zhuǎn)速 n=2400 r/電動(dòng)機(jī)功率 P 電 22 機(jī)轉(zhuǎn)速 n 電 980 r/ 聯(lián)軸器 轉(zhuǎn)速 n 聯(lián) = n 電 =980 r/ 1）聯(lián)軸器的傳動(dòng)效率 由電機(jī)到聯(lián)軸器的總傳動(dòng)效率 總 = 電 =1 則 P 聯(lián) = P 電 總 =22 ）計(jì)算聯(lián)軸器的傳動(dòng)扭矩 3 T 理 = T 電 =9550P 電 /n 電 =(955022)/980=c= = 式中 核時(shí)的計(jì)算扭矩 ； k工作情況系數(shù)，由手冊(cè)查表得 k= 軸器聯(lián)接螺栓的校核及孔壁擠壓強(qiáng)度校核 該處聯(lián)軸器聯(lián)接方式為螺栓聯(lián)接，聯(lián)接螺栓為8 個(gè) 高強(qiáng)螺栓。 1)螺栓剪切強(qiáng)度校核 螺栓均處于受剪狀態(tài)時(shí)，其至中心線距離相同均為 m 則 F 剪 = 8= 3 剪切強(qiáng)度 =4F 剪 /4(62)= 許用剪切強(qiáng)度 =(s，取 =40=128 式中 F 剪 剪切力 ； s屈服極限 。 聯(lián)接螺栓為 知 s =640 由上面計(jì)算可知 ，說明當(dāng)螺栓均處于受剪狀態(tài)時(shí)，剪切強(qiáng)度滿足要求。 2) 螺栓的擠壓強(qiáng)度校核 3 p = F 剪 /(1620)=p=( s 取 最 小值 p= 40=320 中 d螺 栓直徑 ； h擠壓接觸面的厚度 。 pp，受剪螺栓的擠壓強(qiáng)度滿足工作要求。 3） 螺栓受拉狀態(tài)的校核 由于聯(lián)軸器及螺栓加工精度及現(xiàn)場(chǎng)安裝等多方面的原因，聯(lián)軸器的聯(lián)接螺栓通常情況下并非全部為受剪狀態(tài)，而是有部分螺栓處于受拉狀態(tài)，現(xiàn)對(duì)此種情況的螺栓進(jìn)行校核。由于聯(lián)軸器螺栓沿圓周均勻分布且工作時(shí)只受旋轉(zhuǎn)力矩 每根螺栓沿圓周方向的受力相同，只是該力對(duì)受剪螺栓是由剪切力產(chǎn)生，對(duì)受拉螺栓是由接合面間的摩擦力產(chǎn)生 。 現(xiàn)對(duì)其拉伸強(qiáng)度進(jìn)行簡化計(jì)算 3： 剪式中 s摩擦系數(shù)，取 s= F 受拉螺栓的預(yù)緊力 。 則 9 6 2 . 9 5 7 4 0 7 . 3 10 . 1 3 剪螺栓所受拉應(yīng)力M 0 2c d F其中 栓小徑，取 dc6 用拉應(yīng)力 = s/40/，即當(dāng)螺栓處于受拉狀態(tài)時(shí)，拉伸強(qiáng)度條件滿足 要求 。 綜上所述，所選聯(lián)軸器滿足工作要求。 2 電機(jī)支座及減速機(jī)支臂的選用 根據(jù)需選用的減速機(jī)、制 動(dòng)輪、聯(lián)軸器、電機(jī)等備件安裝的具體尺寸，用 鋼板加工焊接尺寸如圖 3 所示的電機(jī)支座。 攀 鋼 技 術(shù) 51 圖 3 電機(jī)支座 根據(jù)需選用的減速機(jī)與主動(dòng)車輪安裝后與車輪平衡架的具體尺寸，用 鋼板加工焊接尺寸如圖 4 所示的支臂來限制減速機(jī)沿車輪軸圓周運(yùn)動(dòng)的范圍，以此相對(duì)固定減速機(jī)及減少對(duì)減速機(jī)的沖擊，延長其使用壽命。 圖 4 支臂 3 結(jié)語 二方 225 原來三合一減速機(jī)與車輪軸直軸裝配改為 套裝立式 減速 機(jī) 與車輪軸花鍵配合，改造后主動(dòng)車輪與減速機(jī)拆裝方便，更換主動(dòng)車輪只需更換車 輪，不需連帶更換別的備件，節(jié)約了大量的備件 費(fèi) 用 （每更換一個(gè)主動(dòng)車輪節(jié)約 15萬元） ， 且 提高了設(shè)備的可維修性，減少了檢修的工作量及檢修時(shí)間 。二方 225 我廠的大連重工和太原起重200 大減少了備件庫存和機(jī)旁數(shù)量，每年節(jié)約費(fèi)用約 50萬元。改造近 2年來，主橫行機(jī)構(gòu)運(yùn)行可靠、平穩(wěn)，為鋼廠生產(chǎn)的物流暢通及安全順行作出了重要貢獻(xiàn)。 52 2010 年第 33 卷第 6 期 參考文獻(xiàn) 1 邱懷宣 ,郭可謙 ,吳宗澤 ， 等 北京 :高等教育出版社 ,1997. 2 周明衡 器選用 手冊(cè) 學(xué)工業(yè)出版杜 ,2001. 3 張質(zhì)文 北京：中國鐵道出版社 ,1997. 4 李維榮 北京：機(jī)械工業(yè)出版杜 ,2002. 編輯 楊冬梅 收稿日期： 2010 中國“十一 五”主要污染物減排目標(biāo)提前實(shí)現(xiàn) 中國環(huán)境保護(hù)部部長周生賢在中國環(huán)境與發(fā)展國際合作委員會(huì) 2010 年年會(huì)上說 ,中國 “十一 五 ”環(huán)保規(guī)劃任務(wù)基本完成 ,“十一 五 ”主要污染物減排目標(biāo)提前實(shí)現(xiàn)。 周生賢介紹說 ,2006 年至 2009 年 ,化學(xué)需氧量和二氧化硫排放量累計(jì)分別下降 9 66和 今年上半年 ,化學(xué)需氧量排放量同比下降 “十一 五 ”二氧化硫減排目標(biāo)提早一年實(shí)現(xiàn) ,化學(xué)需氧量減排目標(biāo)提早半年實(shí)現(xiàn)。 周生賢指出 ,環(huán)境保護(hù)優(yōu)化經(jīng)濟(jì)發(fā)展的綜合作用日益顯現(xiàn)。中國對(duì) “兩高一資 ”(高能耗、高污染、資源型 )、低水平重復(fù)建設(shè)和產(chǎn)能過剩項(xiàng)目嚴(yán)格把關(guān)。 2006 年 2009 年 ,上大壓小、關(guān)停小火電機(jī)組 6006 萬 汰落后煉鐵產(chǎn)能 8172 萬 t、煉鋼產(chǎn)能 6038 萬 t、水泥產(chǎn)能 t。 據(jù)介紹 ,中 國部分環(huán)境質(zhì)量指標(biāo)持續(xù)轉(zhuǎn)好。與 2005 年相比 ,2009 年地表水國控?cái)嗝媪?低到 ,下降 百分點(diǎn)；七大水系國控?cái)嗝婧糜?類水質(zhì)比例從 41提高到 ,百分點(diǎn)；重點(diǎn)城市空氣質(zhì)量優(yōu)良率超過 80的城市比例從 高到 ,提高 百分點(diǎn) ,“十一 五 ”主要環(huán)境質(zhì)量指標(biāo)均提前超額完成。 2009 年環(huán)保重點(diǎn)城市空氣二氧化硫平均濃度下降 ;地表水國控?cái)嗝娓咤i酸鹽指數(shù)平均濃度下降 同時(shí) ,中國重點(diǎn)流域區(qū)域污染防治不斷得到深化 ,讓江河 湖泊休養(yǎng)生息的理念深入人心。在大氣污染防治方面 ,區(qū)域空氣聯(lián)防聯(lián)控新機(jī)制得以建立 ,在北京奧運(yùn)會(huì)、上海世博會(huì)和廣州亞運(yùn)會(huì)的環(huán)境質(zhì)量保障中 ,發(fā)揮重要作用。在污染防治能力提升方面 ,截至 2009 年底 ,中國脫硫機(jī)組裝機(jī)容量占全部火電機(jī)組的比重由2005 年的 12提高到 71 ,城鎮(zhèn)污水處理率由 2005 年的 52提高到 中國集中