棒材線650立軋機(jī)組升降機(jī)的改進(jìn)及應(yīng)用

趙海洋

摘要：利用數(shù)據(jù)分析、理論計(jì)算和現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)的方法，從軸承選型、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、連接方式等方面對(duì)棒材線650立軋機(jī)組升降機(jī)進(jìn)行改進(jìn)優(yōu)化，并進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用，取得了良好效果。

關(guān)鍵詞：650立軋；升降機(jī)；改進(jìn)應(yīng)用

前言

二軋車間09年工藝技術(shù)改造后，實(shí)現(xiàn)了全連續(xù)軋制，產(chǎn)量由50萬(wàn)噸提高到90萬(wàn)噸，其中粗軋立軋機(jī)更換軋槽及軋輥時(shí)，采用一套機(jī)架升降裝置帶動(dòng)機(jī)架L鉤上下移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)快速更換的目的，升降機(jī)就是其中的關(guān)鍵部件，但自上線以來(lái)，650立軋升降機(jī)頻繁出現(xiàn)問(wèn)題，甚至出現(xiàn)軋機(jī)機(jī)架整體脫落的安全故障，嚴(yán)重影響車間的正常生產(chǎn)，造成了極其不好的影響。

1.問(wèn)題分析

升降機(jī)整體結(jié)構(gòu)如下圖所示，其主要損壞原因有如下幾個(gè)方面：

圖1 升降裝置

1.1 軸承選型錯(cuò)誤，承載能力小

序號(hào)1升降機(jī)提升裝置提升總重量達(dá)34噸，其蝸輪軸承選用為7228圓錐滾子軸承，基本額定動(dòng)負(fù)荷C為388KN，從而根據(jù)下式可以得出軸承承受的基本動(dòng)負(fù)荷為：

查表得： 力矩沖擊系數(shù) 為1.5

沖擊載荷系數(shù) 為1.0，

速度系數(shù) 為1.271，

溫度系數(shù) 為1.0

壽命系數(shù) =1.0

當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷P=1.4×34×9.8=466.48KN

計(jì)算得出C=550.53KN，遠(yuǎn)大于該軸承的388KN，因此軸承選型錯(cuò)誤，極易損壞，在實(shí)際生產(chǎn)中，也是此處軸承最先出現(xiàn)問(wèn)題，造成升降機(jī)無(wú)法使用。

1.2 升降機(jī)蝸輪連接強(qiáng)度不夠

升降機(jī)蝸輪為梯形螺紋Tr120*20，該處蝸輪材質(zhì)為青銅材質(zhì)，絲杠為鋼材質(zhì)，其絲杠對(duì)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(shù)n=H/P=ψ /P=2*110/20=11

可以得出

查表得鋼對(duì)青銅的許用比壓 =7-10

由此得出銅蝸輪的螺紋連接強(qiáng)度不夠，螺紋損壞的概率極大，從現(xiàn)場(chǎng)損壞的升降機(jī)部件也可以看出，蝸輪螺紋損壞較為嚴(yán)重。

1.3 升降機(jī)與軋機(jī)L鉤連接不可靠

序號(hào)1升降機(jī)的絲杠只通過(guò)兩根8.8級(jí)M36螺栓與序號(hào)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(shí)，該螺栓便會(huì)變形、斷裂，致使L鉤脫落，出現(xiàn)安全事故。現(xiàn)場(chǎng)就出現(xiàn)過(guò)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(shù)方案研究

針對(duì)上述650軋機(jī)升降機(jī)出現(xiàn)的問(wèn)題，經(jīng)過(guò)仔細(xì)的分析，對(duì)其改型做出了如下方案：

2.1 對(duì)升降機(jī)蝸輪軸承進(jìn)行重新選型，以滿足正常使用，且保證有較大的安全系數(shù)

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(dāng)量動(dòng)負(fù)荷P=34*9.8=333.2KN，按下式計(jì)算其基本額定動(dòng)負(fù)荷為：

根據(jù)升降機(jī)外形尺寸，我們選取51234圓柱滾子推力軸承，其額定動(dòng)負(fù)荷為620KN，遠(yuǎn)大于上式求得結(jié)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(qiáng)度

對(duì)蝸輪及絲杠的螺紋連接進(jìn)行改進(jìn)，我們現(xiàn)將其加大為梯形螺紋Tr140*20，由此計(jì)算其許用比壓P值為：

許用比壓P小于鋼對(duì)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(duì)升降機(jī)與軋機(jī)L鉤連接不可靠的問(wèn)題，我們做了如下兩方面的工作：一是將升降機(jī)絲杠頭連部接板與軋機(jī)L鉤連接螺栓由M36改為8.8級(jí)M42螺栓，使其能夠滿足兩者連接的連接強(qiáng)度，二是在絲杠連接板上部?jī)蓚?cè)又各加上了一個(gè)壓板防松裝置，即利用一個(gè)T型板壓在連接螺栓上面，并將T型板通過(guò)兩個(gè)8.8級(jí)M30螺栓與軋機(jī)L鉤固定在一起，確保連接的可靠性。

3.應(yīng)用情況

根據(jù)上述改動(dòng)制作的改型升降機(jī)于2010年底交貨，在2011年1月份對(duì)其進(jìn)行了更換安裝，經(jīng)過(guò)10個(gè)多月的運(yùn)行，升降機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)可靠，完全達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。

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(méi)有出現(xiàn)過(guò)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(qiáng)度明顯增強(qiáng)，絲杠傳動(dòng)更加平穩(wěn)、靈活，使用壽命明顯增加。

3.3 升降機(jī)連接裝置改進(jìn)后，從根本上解決了升降機(jī)與L鉤的連接強(qiáng)度問(wèn)題，消除了安全隱患，產(chǎn)生了良好的效果。

4.結(jié)語(yǔ)

4.1項(xiàng)目實(shí)施前，升降機(jī)每年出現(xiàn)4次故障，更換后至今無(wú)一更換，其使用壽命至少在2年以上。更換1臺(tái)升降機(jī)約8小時(shí)，這樣年可降低熱停工時(shí)32小時(shí)，按小時(shí)產(chǎn)量120噸，年可增加產(chǎn)量3840噸，取得了實(shí)際性的效果。

4.2升降機(jī)改型后，升降機(jī)提升載荷完全能夠滿足使用要求，保證了機(jī)列提升機(jī)構(gòu)的可靠性，消除了重大的安全隱患，在一線生產(chǎn)萬(wàn)事以完全為第一的形勢(shì)下，取得的實(shí)際效果是無(wú)法估量的。