穿孔機頂桿小車拖鏈改造

李梅紅，張惠強（.天津冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院，天津300400；.天津鋼管集團(tuán)有限公司設(shè)備部，天津30030）

穿孔機頂桿小車拖鏈改造

李梅紅1，張惠強2
（1.天津冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院，天津300400；2.天津鋼管集團(tuán)有限公司設(shè)備部，天津300301）

針對穿孔頂桿小車拖鏈存在的斷裂、折損、脫開等問題，通過改進(jìn)拖鏈結(jié)構(gòu)，為拖鏈增加支撐車，改進(jìn)頂桿小車尾架和拖鏈牽引車連接方式、完善拖鏈牽引車設(shè)計和鋼絲繩裝置等措施，提高了拖鏈的最大承載能力及穿孔機的工作效率，降低了設(shè)備故障率及維護(hù)成本，滿足了生產(chǎn)需求。

穿孔機；拖鏈；差動；支撐車；滾動摩擦

1　引言

穿孔機組是無縫鋼管生產(chǎn)中的重要設(shè)備，穿孔機頂桿小車又是穿孔機組的關(guān)鍵設(shè)備。本公司現(xiàn)用的穿孔機頂桿小車系統(tǒng)由德國SMS-MEER公司設(shè)計，國內(nèi)制造廠家制造。其在生產(chǎn)初期尚能滿足生產(chǎn)需求，隨著生產(chǎn)節(jié)奏、生產(chǎn)線作業(yè)率的逐步提高，原設(shè)計這套拖鏈結(jié)構(gòu)，一些問題逐漸暴露出來，如經(jīng)常造成拖鏈被折斷、連接板松動、拖鏈“塌腰”、不能滿足生產(chǎn)節(jié)奏等，使得現(xiàn)場設(shè)備的停機率居高不下，中間廢品率和合同完成率大幅降低，限制了正常生產(chǎn)。因此，對穿孔頂桿小車拖鏈等原設(shè)備的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造，以提高該設(shè)備的承載能力，減少部件摩擦和外力損壞，有效地提高穿孔機整體的使用壽命，降低維修成本，提高設(shè)備的生產(chǎn)效率。

2　穿孔機頂桿小車拖鏈?zhǔn)褂脿顩r及出現(xiàn)的問題

整套拖鏈結(jié)構(gòu)在調(diào)試和試生產(chǎn)初期，由于對工作速度、工作頻率要求不是很高，拖鏈的使用基本能滿足試車和試生產(chǎn)的要求，但隨著逐步投入正常生產(chǎn)，拖鏈的工況條件逐漸接近設(shè)計工況（速度加快、頻率加快），頂桿小車拖鏈在現(xiàn)場使用中，經(jīng)常出現(xiàn)拖鏈塌腰、鏈板斷裂、拖鏈扭曲變形、拖鏈支撐架和拖鏈槽被刮變形等問題，拖鏈內(nèi)的液壓油管和水管被刮壞里出現(xiàn)漏油漏水的問題，造成整條生產(chǎn)線停產(chǎn)，平均每個月都會發(fā)生由于頂桿小車拖鏈造成的停機，約為3~4 h，嚴(yán)重影響了整條生產(chǎn)線的工作生產(chǎn)。

拖鏈在塌腰后，上下拖鏈板直接摩擦，由于拖鏈板間有縫隙，在運動過程中會出現(xiàn)相互刮、掛問題，由于拖鏈材料為工程塑料，材質(zhì)較脆容易斷裂，頂桿小車側(cè)掛拖鏈，由于摩擦力影響，頂桿小車尾架焊口處經(jīng)常出現(xiàn)開焊斷裂的問題，嚴(yán)重制約了正常的生產(chǎn)。

3　穿孔機頂桿小車拖鏈改造方法

3.1拖鏈增加支撐車

原設(shè)計拖鏈的長度過長，在工作使用過程中，拖鏈塌腰、下垂，造成頂桿小車無法快速運行，為解決這一問題，考慮在拖鏈下方增加一個支撐車，以防止拖鏈塌腰和下垂現(xiàn)象，從而延長拖鏈的使用壽命。支撐車結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1　支撐車結(jié)構(gòu)圖

支撐車起到支撐拖鏈的作用，行程為整個頂桿小車的行程一半，考慮拖鏈的回轉(zhuǎn)半徑500 mm，故支撐車長度設(shè)計為14 750 mm。支撐車設(shè)計有支撐輪（行走輪）和導(dǎo)向輪，支撐輪在小車兩側(cè)與頂端軌道接觸，左右導(dǎo)向輪設(shè)計在支撐車下面與側(cè)面軌道接觸，以確保小車動作的平穩(wěn)。支撐輪和導(dǎo)向輪都設(shè)計有軸承，以減少摩擦阻力。為形成動滑輪組，在支撐車兩端固定有2個滑輪，直徑由拖鏈厚度決定。另外，拖鏈支撐車車體也設(shè)計為一個移動滑道，這樣在運動過程中，拖鏈與支撐車與固定滑道之間的相對運動速度均較原設(shè)計降低了1倍。

3.2拖鏈的結(jié)構(gòu)改進(jìn)

原設(shè)計拖鏈采用工程塑料材料，普通拖鏈結(jié)構(gòu)，拖鏈鏈板之間沒有防直接摩擦裝置，在運動中上下拖鏈之間只有直接滑動摩擦，由于拖鏈接口較多，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)拖鏈被刮起，而且摩擦阻力也較大，影響正常運動。在拖鏈設(shè)計改造中，參考拖鏈支撐車的結(jié)構(gòu)，在拖鏈兩端間隔分布安裝拖鏈支撐行走輪和拖鏈防止左右偏的導(dǎo)向輪，使得改造后的拖鏈與小車之間全部為滾動摩擦，而且還有放置擺動裝置。

3.3頂桿小車尾架和拖鏈牽引車連接方式改進(jìn)

原設(shè)計拖鏈與頂桿小車尾架連接為剛性螺栓直接連接，這種連接方式的缺點在于工作過程中，由于滑道的水平標(biāo)高在使用過程中出現(xiàn)高低不平，造成頂桿小車尾架在運動過程中上下顫動，致使拖鏈被帶動一起上下顫動，容易造成損壞。針對這一問題，設(shè)計了插入式結(jié)構(gòu)，如圖2所示，由于頂桿小車尾架在牽引車定位板內(nèi)，上下有活動空間，左右間隙很小，所以在工作過程中，當(dāng)尾架上下顛簸時，拖鏈牽引車并不隨其顛簸，保證了與牽引車相連接的拖鏈的運動平穩(wěn)。

圖2　頂桿小車尾架與拖鏈牽引車連接結(jié)構(gòu)圖

3.4拖鏈牽引車設(shè)計和鋼絲繩裝置的改進(jìn)

拖鏈牽引車是傳遞頂桿小車驅(qū)動力、連接牽引拖鏈、固定驅(qū)動拖鏈支撐車鋼絲繩的關(guān)鍵部件，具體設(shè)計結(jié)構(gòu)如圖3所示，拖鏈牽引車也有行走輪和導(dǎo)向輪，并設(shè)計有鋼絲繩掛接裝置，使?fàn)恳囀芰Ω雍侠恚\動平穩(wěn)。

圖3　拖鏈牽引車結(jié)構(gòu)圖

拖鏈支撐車的動力源也采用鋼絲繩結(jié)構(gòu)，鋼絲繩傳到的特點，必須要求鋼絲繩繃緊才能進(jìn)行正常工作。改造設(shè)計中，將鋼絲繩漲緊起初設(shè)計為螺旋結(jié)構(gòu)拉緊裝置，由于這種結(jié)構(gòu)不利于現(xiàn)場調(diào)整操作，后采用液壓缸漲緊，液壓力可以通過減壓閥調(diào)定，這樣便于調(diào)整又能夠達(dá)到時時漲緊的目的，如圖4所示。

圖4　拖鏈牽引車鋼絲繩掛接結(jié)構(gòu)圖

4　結(jié)束語

通過對穿孔機頂桿小車拖鏈的結(jié)構(gòu)改造，解決了拖鏈斷裂、折損、脫開等問題。原來因拖鏈故障造成生產(chǎn)線停機平均每月3~4 h，改造后在使用1年的實間內(nèi)，拖鏈的故障為0，保證了整條生產(chǎn)線的正常生產(chǎn)。在設(shè)備改造中，采用滾動摩擦代替滑動摩擦，采用支撐和導(dǎo)向裝置改善拖鏈的受力和運行狀況，使拖鏈運行平穩(wěn)，有效地提高了拖鏈的使用壽命。改造前拖鏈每4個月就要更換1次，改造后，可以連續(xù)使用1年以上，從備件成本方面每年可以節(jié)省近一百萬元，而且人工維修成本也大幅度降低。

[1]成大先.機械設(shè)計手冊[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2010.

[2]臧樹林.穿孔機頂桿小車?yán)鋮s水裝置[J].山西冶金，2014（4）：47-49.

[3]隋秀梅，張慶玲.機械設(shè)計基礎(chǔ)[M].北京：北京理工大學(xué)出版社，2010：101-106.

Modification of Drag Chain of Piercer Plunger Car

LIMei-hong1and ZHANG Hui-qiang2
(1.Tianjin Metallurgical Vocation-technology Institute,Tianjin 300400,China; 2.Equipment Division of Tianjin Pipe[Group]Corporation,Tianjin 300301,China)

Aiming at the problems of breakage,damage and disconnection at the drag chain of piercer plunger car,measures were taken such asmodifying the structure of drag chain and adding a supporting car for drag chain,changing the connecting method of car tail stand and drag chain pulling car and improving pulling car design and rope assembly.The maximum bearing capability of drag chain and the working efficiency of piercerwere improved and equipment fault rate andmaintenance cost lowered.The production demand wasmet.

piercer;drag chain;differential;supporting car;rolling friction

10.3969/j.issn.1006-110X.2016.01.008

2015-11-15

2015-12-02

李梅紅（1972—），女，碩士，副教授，主要從事機械專業(yè)教學(xué)和研究工作。