冷軋平整換輥大車行走卡阻原因分析及應(yīng)對措施

方 劍，傅家彬

（柳州鋼鐵集團(tuán)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(shí)現(xiàn)平整機(jī)架快速換輥，提升換輥效率和檢修效率。原有1250平整機(jī)換輥大車只有減速電機(jī)在一端驅(qū)動，特別是南方梅雨季節(jié)經(jīng)常出現(xiàn)打滑或驅(qū)動力不足情況，致使換輥大車無法前進(jìn)或后退，導(dǎo)致卡阻故障停機(jī)，影響到企業(yè)生產(chǎn)效率。國內(nèi)一些鋼廠曾發(fā)生多起因換輥大車驅(qū)動力不足，造成長時間停機(jī)的設(shè)備事故。針對冷軋廠平整機(jī)換輥大車減速電機(jī)驅(qū)動力不足狀況，重新設(shè)計一種換輥大車電液混合傳動裝置增加換輥大車驅(qū)動力同時減少減速電機(jī)載荷，提升換輥大車運(yùn)行穩(wěn)定性，有效彌補(bǔ)原系統(tǒng)驅(qū)動力不足。因此該廠開展平整機(jī)換輥大車傳動系統(tǒng)升級改造攻關(guān)，減少換輥大車行走卡阻或打滑。

1 冷軋平整機(jī)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(cè)各有一個減速電機(jī)驅(qū)動，在長期使用過程中，換輥大車車輪軸連接處生銹增加驅(qū)動阻力，同時減速電機(jī)在長期使用過程中能力損耗大驅(qū)動力下降，易導(dǎo)致?lián)Q輥大車行走過程中產(chǎn)生卡阻。當(dāng)南方出現(xiàn)梅雨季節(jié)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(xiàn)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(jī)換輥大車卡阻措施

通過現(xiàn)場對冷軋平整換輥大車運(yùn)動過程觀察分析，當(dāng)換輥大車出現(xiàn)卡阻時，主傳動減速電機(jī)連接車輪有動作，但實(shí)際換輥大車整體卡阻不能轉(zhuǎn)動；當(dāng)用導(dǎo)鏈把換輥大車?yán)^某個位置，換輥大車又可以轉(zhuǎn)動起來。當(dāng)南方出現(xiàn)梅雨季節(jié)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(xiàn)打滑。針對以上情況，得出結(jié)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(qū)動力和吸附在軌道的摩擦力，減小減速電機(jī)的載荷。故對換輥大車驅(qū)動機(jī)構(gòu)進(jìn)行升級改造，增加電液混合傳動裝置，實(shí)現(xiàn)換輥大車由“兩驅(qū)”變“四驅(qū)”，該換輥大車電液混合傳動裝置由傳動機(jī)構(gòu)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(shè)計換輥大車傳動機(jī)構(gòu)，增加驅(qū)動力

根據(jù)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(jī)構(gòu)形狀為“土”形狀（見圖4，傳動機(jī)構(gòu)由液壓馬達(dá)、底座、聯(lián)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(huán)、螺母1和螺母2組成。其傳動機(jī)構(gòu)外形尺寸長1168.4mm，寬234mm，高112.2mm。經(jīng)過計算傳動機(jī)構(gòu)中心軸到換輥大車車架端面距離≤50mm，則液壓馬達(dá)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(jī)構(gòu)提供驅(qū)動力；底座根據(jù)液壓馬達(dá)安裝尺寸，設(shè)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(dá)，起到支撐作用；聯(lián)軸器根據(jù)液壓馬達(dá)輸出軸直徑φ32mm，選用型號為ML3聯(lián)軸器，長度為103mm，直徑φ70mm，其主要是使液壓馬達(dá)與齒輪軸連接起來，起到傳遞運(yùn)動和扭矩作用；鍵設(shè)計尺寸為10mm×8mm×36mm，其主要作用為固定聯(lián)軸器，防止其竄動，起到傳遞運(yùn)動和扭矩作用；齒輪軸設(shè)計尺寸長為879mm，齒輪齒頂圓直徑為234mm，安裝聯(lián)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(yùn)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(dá)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(huán)、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(jī)構(gòu)

2.2 設(shè)計換輥大車閥臺，實(shí)現(xiàn)無極調(diào)速

該換輥大車傳動裝置的閥臺為系統(tǒng)控制元件，根據(jù)系統(tǒng)控制需要，閥臺由先導(dǎo)式減壓閥、先導(dǎo)式比例換向閥、壓力補(bǔ)償器、溢流閥1和溢流閥2組成。先導(dǎo)式減壓閥是根據(jù)系統(tǒng)需要來設(shè)定壓力，起到穩(wěn)壓的作用；先導(dǎo)式比例換向閥是實(shí)現(xiàn)液壓馬達(dá)換向和無極調(diào)速的作用；壓力補(bǔ)償器對系統(tǒng)動作起到穩(wěn)壓、勻速的作用；溢流閥1和溢流閥2是防止液壓馬達(dá)壓力過高而泄漏回油箱，起到保護(hù)液壓馬達(dá)的作用。

綜合上述，根據(jù)原有減速電機(jī)參數(shù)，通過調(diào)整液壓馬達(dá)比例換向閥的開口度，實(shí)現(xiàn)液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)動速度與減速電機(jī)匹配，從而增加換輥大車驅(qū)動力以及減少電機(jī)驅(qū)動載荷，提升設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性。

3 結(jié)語

我們對原有柳鋼冷軋平整機(jī)換輥大車行走卡阻及打滑進(jìn)行分析，得出驅(qū)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(jù)原有減速電機(jī)參數(shù)，調(diào)整先導(dǎo)式減壓閥和溢流閥的開口度，提升系統(tǒng)控制精度；調(diào)整液壓馬達(dá)比例換向閥的開口度，實(shí)現(xiàn)液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)動速度與減速電機(jī)速度匹配，相當(dāng)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(qū)動力以及減少電機(jī)驅(qū)動載荷，解決換輥大車行走卡阻及打滑問題，提升設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性。該換輥大車電液混合傳動裝置具有靈活性、可調(diào)性的優(yōu)點(diǎn)，安裝與拆卸方便，使用可靠的特點(diǎn)。