工業(yè)起重機主鉤提升與吊鉤旋轉系統(tǒng)的故障分析與改進

工業(yè)起重機主鉤提升與吊鉤旋轉系統(tǒng)的故障分析與改進

主鉤提升與吊鉤旋轉系統(tǒng)無替代lago鋼鐵公司50噸電爐主要由125噸厚著裝載，50噸重起載機在冶金生產(chǎn)過程中必須懸掛必要的鐵水。該起重機屬于單車作業(yè),無替代,作用重大,直接關系到生產(chǎn)能否有效、順利的進行。由于該起重機購進成本較低,廠家在制作與安裝過程中存在較多的設計與安裝缺陷,尤其是主鉤提升系統(tǒng)與吊鉤旋轉系統(tǒng),在使用過程中安全系數(shù)較低。實踐表明,該起重機自投產(chǎn)使用以來,故障頻發(fā),具體表現(xiàn)在以下幾個方面。1主鉤提升系統(tǒng)主鉤提升電機經(jīng)常出現(xiàn)軸串現(xiàn)象,使用壽命低;主鉤傳動軸滾鍵;主鉤聯(lián)軸器打齒,發(fā)生過溜鉤事故。2吊鉤旋轉軸承使用壽命低旋轉電機極易燒壞;旋轉軸扭斷;傳動聯(lián)軸器打齒;減速機支撐底座開焊、扭曲變形嚴重;吊鉤旋轉軸承使用壽命低。由于該起重機主鉤提升與吊鉤旋轉系統(tǒng)故障的頻發(fā),不僅給電爐煉鋼生產(chǎn)帶來大量的熱停時間,且對其的維護費用非常高,已不適應當前生產(chǎn)高效率、快節(jié)奏的需要。因此對起重機主鉤提升與吊鉤旋轉系統(tǒng)的改造勢在必行。3項目措施和實施3.1故障機理分析該125噸起重機,為50噸電爐國產(chǎn)化擴容改造時安裝使用,其主要設計參數(shù)見表1。針對該起重機在使用過程中,主鉤提升系統(tǒng)與吊鉤旋轉系統(tǒng)所發(fā)生的設備故障。經(jīng)過充分的分析與反復的論證,將導致設備安全隱患的因素,針對性的歸納為以下幾點。3.2主鉤提升系統(tǒng)3.2.1電機與控制軸器所允許的偏差由于主鉤與減速機之間采用帶有浮動軸的連接方案,如圖1所示。浮動軸兩端裝有齒輪聯(lián)軸器,該聯(lián)軸器所允許的偏斜角不大于30°。因此,安裝電動機與減速機允許的最大不同軸度為:α由于行車主鉤傳動軸A=520mm。α實際測量表明電機與減速機間的水平偏差為20mm,已大大超出所允許的誤差范圍。因此,主鉤提升系統(tǒng)在提升的過程中,電機受到較大的軸向作用力,產(chǎn)生電機軸串的故障。3.2.2主鉤子的傳動軸設計不合理加工精度差,在承受較大扭矩載荷的條件下,經(jīng)常發(fā)生傳動滾鍵的故障。3.2.3軸向傳動誤差齒輪聯(lián)軸器在安裝使用過程中,要求齒寬接觸長度不得小于70%,軸向傳動量不得大于5mm。而實際測量的數(shù)據(jù)表明,齒寬接觸長度為50%,軸向串動量為10mm。以此聯(lián)軸器在使用的過程中易發(fā)生打齒,從而導致溜鉤事故。3.3鉤子旋轉系統(tǒng)3.3.1驅(qū)動電機在升鐵水包中的偶矩變化吊鉤組旋轉系統(tǒng)如圖2所示,通過計算與分析得知,當?shù)蹉^提升鐵水包重量較大、旋轉軸承磨損及潤滑不良時,驅(qū)動電機對吊鉤提供的外力偶矩將達不到吊鉤旋轉得正常要求。改造前,吊鉤旋轉系統(tǒng)所采用的電機為0.8kW,已無法滿足工作要求。3.3.1旋轉軸的設計不合理旋轉軸設計直徑小,其抗扭截面系數(shù)小,當傳動軸受到較大外力偶矩時,所受到的剪切應力過大,旋轉軸出現(xiàn)扭曲變形及扭斷的故障。3.3.2軸承安裝不合理改造前采用聯(lián)軸器為CLZ4型,其強度達不到使用要求,出現(xiàn)打齒的現(xiàn)象。3.3.3旋轉電機地板的設計不合理強度達不到要求,出現(xiàn)扭曲變形及其開焊的現(xiàn)象。3.3.4旋轉系統(tǒng)自身磨損不能進行在線加油,一方面導致軸承磨損嚴重,使用壽命低,另一方面增大旋轉系統(tǒng)所受到的力偶載荷,影響電機、旋轉軸、聯(lián)軸器的安全可靠性。3.4制定和修改措施針對影響起重機主鉤提升與旋轉系統(tǒng)可靠性的各種因素,制定了相應的改造措施,其具體措施及改造內(nèi)容如下。3.4.1主鉤傳動軸的安裝第一,重新調(diào)整、安裝主鉤電機,減小提升電機與減速機間的安裝誤差,消除電機所受軸向力。第二,主鉤傳動軸合理設計加粗傳動軸軸頸與傳動鍵的尺寸。同時,嚴格控制傳動軸的加工精度,保證安裝時的配合尺寸,從而綜合提高主鉤傳動軸的可靠性與使用壽命。第三,優(yōu)化聯(lián)軸器的安裝工藝,控制安裝精度,保證齒寬接觸長度大于70%,軸向傳動量小于5mm。同時合理潤滑,延長聯(lián)軸器使用壽命,杜絕打齒現(xiàn)象發(fā)生。3.4.2旋轉系統(tǒng)傳動軸的設計第一,優(yōu)化電機選型,提高吊鉤旋轉力矩。針對驅(qū)動電機燒壞的問題,課題小組通過相應的計算校核,重新對旋轉電機進行選型,將原來使用的0.8kW,改為1.1kW。第二,合理設計旋轉系統(tǒng)傳動軸,提高其剪切應力。通過增大旋轉軸直徑,提高其抗扭截面系數(shù),減小旋轉軸在吊鉤運轉過程中所受到的剪切應力。杜絕旋轉軸出現(xiàn)扭曲變形及其扭斷的故障。第三,聯(lián)軸器改造,由原來使用的CLZ4型齒式聯(lián)軸器改為CLZ7型,提高其受力強度。提高其使用可靠性與使用壽命。第四,對旋轉鉤頭減速機支撐底座進行加固改造,防止減速機擺動,同時方便維修作業(yè)。第五,設計吊鉤旋轉軸承加油孔,提高軸承使用壽命,減小旋轉阻力。4建立和完善起重機統(tǒng)一可靠性分析與改造通過對該125噸起重機主鉤提升與旋轉系統(tǒng)可靠性分析與改造,一方面保證起重機有效、安全、穩(wěn)定的運行,另一方面大大降低該起重機的維護維修成本。具體效果如下。4.1主鉤提升系統(tǒng)的運行通過對主鉤提升電機安裝誤差的調(diào)整、傳動軸的優(yōu)化設計、聯(lián)軸器安裝精度的提高,有效地優(yōu)化了主鉤提升系統(tǒng)的運行狀況。即保證設備運轉的可靠性又提高了提升電機、主鉤傳動軸、聯(lián)軸器的使用壽命,降低備件成本。4.2優(yōu)