楊妤，劉建新，胡兵，孫紅剛

(1.洛陽有色金屬加工設(shè)計(jì)研究院，河南洛陽471039；2.安徽精誠(chéng)銅業(yè)股份有限公司，安徽蕪湖241000)

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上、卸卷小車設(shè)計(jì)概要

楊妤1，劉建新2，胡兵2，孫紅剛2

(1.洛陽有色金屬加工設(shè)計(jì)研究院，河南洛陽471039；2.安徽精誠(chéng)銅業(yè)股份有限公司，安徽蕪湖241000)

文章對(duì)上、卸卷小車的結(jié)構(gòu)形式做了歸納，闡述了小車設(shè)計(jì)選擇中遵循的原則以及必要的計(jì)算。

上、卸卷小車；類型選擇；輪壓

上、卸卷小車廣泛應(yīng)用于有色金屬加工廠，作為輔助設(shè)備是機(jī)組生產(chǎn)物流中的重要組成單元，通常在專門鋪設(shè)的鋼軌上運(yùn)行，負(fù)荷能力大，運(yùn)行阻力小。主要完成帶卷在機(jī)組線上的運(yùn)輸功能，包括完成上卸卷、上卸套筒以及殘卷處理等任務(wù)。上、卸卷小車性能的提升，對(duì)減少輔助時(shí)間，提升生產(chǎn)效率效果明顯。

1 設(shè)計(jì)選擇

1.1 小車類型的選擇

小車按提升機(jī)構(gòu)的形式主要分為方箱式、導(dǎo)柱式和剪式三類。其中，方箱式和導(dǎo)柱式小車適用于剛度要求高、載荷重的場(chǎng)合，常用于軋機(jī)機(jī)組中；剪式小車則多用于拉彎矯直及剪切線等對(duì)剛度要求不高的輔機(jī)機(jī)組中，可降低投資成本。

按小車軌道標(biāo)高在地上還是地下劃分，小車可分為地上式和地下式。條件允許時(shí)應(yīng)盡量選用地上式小車的方案，可降低基建投入，方便后期維護(hù)保養(yǎng)。

1.2 小車的功能設(shè)計(jì)

小車在機(jī)組中對(duì)提高作業(yè)效率至關(guān)重要，功能合理可有效減少輔助時(shí)間，現(xiàn)代化的小車設(shè)計(jì)均要在功能上做針對(duì)性設(shè)計(jì)。小車除具備基本的行走和升降功能，還應(yīng)根據(jù)操作效率及產(chǎn)品要求，選擇是否設(shè)計(jì)如下功能：

(1)位置精確控制功能。配合料卷自動(dòng)運(yùn)輸和自動(dòng)上卸卷，需要對(duì)小車的行走位置及升降位置準(zhǔn)確控制，精度等級(jí)為2～3mm。通常采用編碼器、接近開關(guān)、齒輪齒條等手段實(shí)現(xiàn)；

(2)自動(dòng)變速功能。在小車行程較長(zhǎng)時(shí)，可設(shè)置高低速檔，工作位附近時(shí)自動(dòng)低速運(yùn)行，其余位置高速行走。設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)在滿足工況時(shí)盡可能的縮短行走及升降行程以減少輔助時(shí)間；

(3)適度通用功能。通常在車間內(nèi)會(huì)有多部小車，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)遵循“三化”(標(biāo)準(zhǔn)化、通用化和系列化)的原則，對(duì)機(jī)構(gòu)和小車架體等部件統(tǒng)一規(guī)劃，擴(kuò)大零部件的互換性，提高制造階段和使用維護(hù)過程的效率，減少備品備件量。

1.3 傳動(dòng)方式的選擇

小車傳動(dòng)方式分電機(jī)驅(qū)動(dòng)和液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)。電機(jī)驅(qū)動(dòng)具有效率高、容易控制的特點(diǎn)；液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)在轉(zhuǎn)速、輸出扭矩方面可調(diào)性好，且緩沖平衡性好。近幾年隨著電氣行業(yè)的發(fā)展，電機(jī)驅(qū)動(dòng)方式選用較多；液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)因?yàn)橐渲靡簤簞?dòng)力源，使用中有漏油隱患，應(yīng)用逐漸減少。

2 小車的設(shè)計(jì)計(jì)算

上、卸卷小車的設(shè)計(jì)依據(jù)為:1)行走及升降行程;2)卷重;3)行走及升降速度；4)使用工況。

小車設(shè)計(jì)計(jì)算中對(duì)功率和減速器的選取，已有較多文章論述，使用現(xiàn)場(chǎng)也絕少發(fā)現(xiàn)問題，故在此不再累述。現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)較多的是車輪的磨損啃蝕問題，現(xiàn)對(duì)車輪設(shè)計(jì)做一示例計(jì)算。

2.1 基本工藝條件

卷材內(nèi)徑為Φ610mm(不帶套筒)，Φ605mm(帶套筒)；卷材外徑為Φ1970mm；鋼套筒規(guī)格為Φ605/665mm×1850 mm；帶材寬度為990～1310mm；帶材最大重量Q為9750kg；小車車體重量G為3700kg；最大運(yùn)行速度0.5m/s。

2.2 輪壓計(jì)算

圖1 車輪受力分析

2.3車輪及軌道初選

2.4 強(qiáng)度驗(yàn)算

按車輪與輥道為線接觸及點(diǎn)接觸兩種情況驗(yàn)算車輪接觸強(qiáng)度。車輪材質(zhì)選取45號(hào)鋼(σs=300MPa，σb=600MPa)。

由計(jì)算可知，PC′>PC，驗(yàn)算通過。

由計(jì)算可知，PC″>PC，驗(yàn)算通過。

根據(jù)以上計(jì)算，軌道為22kg/m輕軌，車輪直徑250mm，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用驗(yàn)證，設(shè)計(jì)合理。

3 結(jié)語

應(yīng)重視對(duì)上、卸卷小車設(shè)計(jì)過程的分析，關(guān)注提高配套機(jī)組的運(yùn)行效率，減少設(shè)備故障及人員傷亡方面的設(shè)計(jì)優(yōu)化。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳道南,盛漢中.起重機(jī)課程設(shè)計(jì)[M]. 冶金工業(yè)出版社, 1993.

[2] 陳道南,過玉卿,周培德,盛漢中.起重運(yùn)輸機(jī)械[M].冶金工業(yè)出版社, 1988.

Preliminary Design of Coil Car

YANG Yu1, LIU Jianxin2, HU Bing2, SUN Honggang2

(1.Luoyang Engineering and Research Institute for Nonferrous Metals Processing, Luoyang 471039, China;2.Anhui Jingcheng Copper Co., Ltd., Wuhu 241000, China)

The paper summarized structure types of coil car, it described the principles to be followed in the design and it demonstrated necessary design calculations.

coil car; type selection; wheel load

2015-03-05

楊妤(1980-)，工程師，主要從事有色冶金設(shè)備設(shè)計(jì)安裝調(diào)試工作。

TG333.3

A

1671-6795(2015)03-0054-02