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棒材精整平托抬钢机链条断裂原因分析及改进
发布日期:2014-06-20    作者:王培培    
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棒材精整平托抬钢机链条断裂原因分析及改进
王培培
(qy8千亿国际手机登录,陕西 西安 710018)
摘要:本文介绍了qy8com千亿西安轧钢厂棒材精整平托抬钢机工作原理,通过对抬钢机链条频繁断裂的原因分析,提出了解决方案,并取得了很好效果。
关键词:棒材;精整;抬钢机;分析;改进 
    qy8com千亿西安轧钢厂生产线是一条半连轧棒材生产线,两个成品库房布置在主跨两侧,分别命名为东库和西库,同时该条生产线精整部分布置有两个检查台架及收集打包装置,分别布置在冷剪后辊道的东西两侧。
    检查台架上的成品钢材落到收集槽后,经过抬钢机移动到输出辊道上进行打包,打包完成后入库。
    自投产以来,抬钢机频繁地出现链条断裂的故障,严重影响着生产的顺行。
    本文对抬钢机链条频繁断裂现象进行了计算分析,并对抬钢机进行了改造,取得了很好的效果。
1抬钢机工作原理
1.1抬钢机结构组成
    抬钢机安装在收集槽和输出辊道之间,主要由包括传动机构、制动机构、长轴、轴承座、回转臂、托架、固定链轮一及链条等组成(图1)。
棒材精整平托抬钢机链条断裂原因分析及改进
图 1
    在抬钢机构中,链轮一安装在托架上,托架和回转臂绕着链轮一中心轴相对转动。链轮二为空心链轮,长轴穿过链轮二中心,可以做任意角度的旋转。链轮二安装在立柱上,固定不动。链轮一和链轮二大小相等。长轴和回转臂用平键联接。
1.2抬钢机工作原理
    安装时,首先把托架调整到直立方向(图1),长轴转动时,回转臂随之转动。链轮一和链轮二之间用链条联接,因此长轴在转动360°的过程中,托架始终处于直立状态。
1.3抬钢机功能
    抬钢机的功能主要是把收集槽内的钢材平托移动到输出辊道上,进行打包。检查台架链条上的钢材,随着链条的移动,会逐根落到收集槽内,收集槽内的钢材数量达到打捆的要求后,抬钢机回转臂顺时针旋转,托架托起收集槽内的钢材,放置到输出辊道上,进行打包。
    由于检查台架上的钢材落到收集槽内,是断续的过程,频率不固定,因此收集槽有暂时储存钢材的功能。这个过程和输出辊道上钢材捆的打包可同时进行,互不干扰,因此,收集槽和抬钢机的应用,节约了打包的等待时间,有利于整条轧线钢材产量的提高。
2 抬钢机链条频繁断裂现象及原因分析
2.1抬钢机链条频繁断裂现象
    抬钢机自2004年安装应用后,装配在链轮一和链轮二上的套筒滚子链频繁地出现断裂现象,最近三年来平均每天出现故障达两次之多,每天误机时间15分钟左右,不仅对链条的使用造成很大浪费,而且严重地制约着轧线产量的提高。
2.2抬钢机链条频繁断裂原因分析
    在分析链条断裂的原因时发现,托架在设计结构上存在缺陷,导致链条承受拉力过大。
    原设计链轮一位于托架一侧,偏离中心线303mm,导致钢材被托架托起时,链条受力过大(图2)。
2.2.1链条承受拉力计算
    在平常的生产中,钢材每捆重量为2800Kg,链条型号为24A,链轮一和链轮二的节圆直径均为171.31mm,根据图2,计算链条上半部受拉力,根据力矩平衡计算公式
R•G=L1•F
    式中R为链轮节圆半径,G为钢材重量,L1为托架到链轮一的中心距,数值为303mm,F为所求链条载荷,经过计算,链条上半部分所受拉力载荷为
F=99KN
    在抬钢机上,共安装有4套回转臂及托架,则24A链条并联4根,因此,平均分配到每根链条上的拉力载荷为24.8 KN。
2.2.2链条承受拉力载荷分析
    查《机械设计手册》,24A链条单排极限拉伸载荷为124.6 KN,根据链条工作实际情况,链条的冲击载荷系数应该选取1.5,那么每条链条上的动载荷应该为37.1KN。
    根据计算结果来看,每根链条上的动载荷远小于链条的单排拉伸极限载荷,但是,在实际的工作过程中,各个托架在接触到钢材时的高度难以达到一致,这就决定了4根链条所受的动载荷差别极大,个别链条动载荷会接近链条的单排拉伸极限载荷,引起链条的断裂。
3 抬钢机改进措施
    根据对链条断裂的原因分析,要使抬钢机链条使用正常,则必须把所有托架调整到同一高度。但因为回转臂和长轴的联接平键较易磨损而较难做到。但是可以通过降低链条的动载荷来实现链条的正常使用。
    减小链条的动载荷可以采取三种措施:1、减小钢材捆重,2、缩小链轮一到托架的中心距,3、增大链轮一的节圆直径。在这三种方案中,第2种方案简单易行。
棒材精整平托抬钢机链条断裂原因分析及改进
图 2
    根据方案2,把托架右移,使其与链轮一中心重合(图3)。同时,为了使被托起钢材能准确地被移动到输出辊道上,则需要把回转臂缩短303mm,改造后的托架和回转臂如图3。
棒材精整平托抬钢机链条断裂原因分析及改进
图 3
    回转臂缩短、链轮一和托架中心重合后,需要把收集槽同时右移(图4)。
    改造后的链条不再承受托架扭转所施加的载荷,功能变为仅仅使托架保持直立,因此所受载荷几乎为零。
    改造前回转臂处于水平位置托起钢材时,长轴所受扭矩为53284N•m,改造后长轴所受最大扭矩为36316 N•m,仅为改造前的68%。
棒材精整平托抬钢机链条断裂原因分析及改进
 图 4
4 结语
    qy8com千亿西
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