俞亮亮

(南京鋼鐵股份有限公司第二煉鋼廠，江蘇 南京 210000)

0 前言

板卷廠板坯庫(kù)的7臺(tái)板坯夾鉗起重機(jī)，跨度為37m，用于吊運(yùn)連鑄下線的熾熱板坯，投產(chǎn)之初行車(chē)啃軌現(xiàn)象較輕，但漸漸地啃軌現(xiàn)象越來(lái)越嚴(yán)重，雖然經(jīng)過(guò)多次調(diào)整，都收效甚微，車(chē)輪消耗量非常大，且發(fā)生了大車(chē)爬軌，甚至脫軌的嚴(yán)重設(shè)備故障，給生產(chǎn)成本、生產(chǎn)順行及安全都帶來(lái)了較大的隱患。為了有效解決這一問(wèn)題，決定在其中一臺(tái)行車(chē)上加裝水平導(dǎo)向輪裝置進(jìn)行試驗(yàn)。

1 水平導(dǎo)向輪的結(jié)構(gòu)形式

由于起重機(jī)大車(chē)在兩個(gè)方向行走都有嚴(yán)重的啃軌現(xiàn)象，且在軌道兩側(cè)均啃，因此，水平導(dǎo)向輪裝置應(yīng)設(shè)置在同一端梁的軌道兩側(cè)，另一側(cè)端梁為自由端。

該跨的大車(chē)軌道采用QU100軌道，軌道頭部側(cè)面斜度為1∶10，為了使導(dǎo)向輪踏面與軌道側(cè)面充分接觸，導(dǎo)向輪踏面也應(yīng)設(shè)置成1∶10錐面(如圖1所示)。

圖1 水平導(dǎo)向輪的結(jié)構(gòu)

圖2 水平側(cè)向系數(shù)

2 水平側(cè)向力的計(jì)算

水平輪所受側(cè)向力Ps與水平導(dǎo)向輪輪距B所形成的力偶應(yīng)與起重機(jī)偏斜時(shí)偏轉(zhuǎn)力矩Pw×S平衡，即：

Ps×B=Pw×S

因此可推導(dǎo)出 Ps=Pw×S/B

式中：S—起重機(jī)跨度，Pw—起重機(jī)兩側(cè)驅(qū)動(dòng)力力差。

根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB3811-2008《起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范》，Pw可按照下式近似計(jì)算：

Pw=0.5λ∑R

式中：λ—水平側(cè)向力系數(shù)，與起重機(jī)跨度和水平導(dǎo)向輪輪距之比S/B有關(guān)，按圖2所示曲線取值。

∑R—起重機(jī)產(chǎn)生側(cè)向力一側(cè)相應(yīng)車(chē)輪最大靜輪壓之和，采用水平導(dǎo)向輪時(shí)，∑R按下列情況計(jì)算：

(1)一側(cè)軌道有2個(gè)車(chē)輪時(shí)，按2個(gè)車(chē)輪輪壓之和計(jì)算；

(2)一側(cè)軌道有4個(gè)車(chē)輪時(shí)，按緊靠水平導(dǎo)向輪車(chē)輪輪壓之和計(jì)算；

(3)一側(cè)軌道有6個(gè)及以上車(chē)輪，按緊靠水平導(dǎo)向輪大車(chē)臺(tái)車(chē)組輪壓之和計(jì)算。

如上所述，要減小水平側(cè)向力，在行車(chē)外形尺寸都確定的情況下，只有增加水平導(dǎo)向輪的輪距。因此，本次行車(chē)加裝導(dǎo)向輪裝置選擇在端梁最外側(cè)，即可計(jì)算出水平導(dǎo)向輪所受的側(cè)向力為：

Ps=Pw×S/B=0.5λ∑R×S/B=0.5×0.75×870×37÷12=1006.7kN

式中，λ取值：水平導(dǎo)向輪輪距為12m，跨距為37m，按照?qǐng)D2曲線取值為0.75；

∑R取值：按照∑R計(jì)算方法，緊靠水平導(dǎo)向輪臺(tái)車(chē)組的輪壓之和為435+435=870kN。

根據(jù)計(jì)算出來(lái)的作用于水平導(dǎo)向輪的側(cè)向力，即可對(duì)導(dǎo)向輪的輪壓、導(dǎo)向輪輪軸強(qiáng)度、導(dǎo)向輪軸承選型及導(dǎo)向輪支架強(qiáng)度等一系列的計(jì)算，在此不做詳細(xì)計(jì)算。

3 水平導(dǎo)向輪與軌道間隙的確定

由于起重機(jī)軌道存在線性誤差，起重機(jī)存在制造和安裝誤差，另外起重機(jī)在運(yùn)行中跑偏導(dǎo)致水平輪與軌道有磨損，所以軌道和水平輪之間必須留有一定量的間隙。根據(jù)GBT10183.1-2010《起重機(jī)車(chē)輪及大車(chē)和小車(chē)軌道公差》的規(guī)定，在水平導(dǎo)向輪輪距B長(zhǎng)度范圍內(nèi)的極限偏差為：|Δ|≤0.5B=0.5×12=6mm。

因此，軌道與水平導(dǎo)向輪的初始間隙e取6mm。由于導(dǎo)向輪及軌道在使用過(guò)程中會(huì)磨損，間隙會(huì)慢慢變大，就會(huì)使得水平導(dǎo)向輪糾偏的效果會(huì)降低。為了彌補(bǔ)使用過(guò)程中的磨損量，將導(dǎo)向輪輪軸設(shè)計(jì)成偏心軸，偏心軸的偏心距E為12mm，當(dāng)間隙偏大糾偏效果不好時(shí)，就可以調(diào)整偏心軸來(lái)彌補(bǔ)，見(jiàn)圖3，當(dāng)偏心軸的偏心方向與軌道平行時(shí)為初始間隙(圖中6位置)，當(dāng)兩者垂直時(shí)為可調(diào)整最大范圍(圖中1、11位置)，圖中數(shù)字表示偏心軸定位孔編碼。表1為每個(gè)編碼位置的調(diào)整量，負(fù)值表示與軌道間隙減小。

圖3 偏心軸

調(diào)整螺栓位置1234567891011偏心距離(mm)-12-10.76-7.57-4.02-1.0501.054.027.5710.7612

4 水平導(dǎo)向輪裝置日常維護(hù)

水平導(dǎo)向輪的日常檢查維護(hù)非常重要，如檢查及維修不到位，將會(huì)導(dǎo)致非常嚴(yán)重的后果，下面結(jié)合本人的工作經(jīng)驗(yàn)，介紹一下需要重點(diǎn)檢查的部位：

(1)安裝有導(dǎo)向輪一側(cè)的大車(chē)軌道，由于經(jīng)常受到側(cè)向力的作用，軌道壓板螺栓可能會(huì)松動(dòng)，軌道接頭可能斷裂、錯(cuò)位；

(2)導(dǎo)向輪踏面的磨損情況，一旦磨損量大到影響導(dǎo)向輪的糾偏效果，要及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，如磨損太大無(wú)法滿(mǎn)足調(diào)整要求時(shí)要及時(shí)進(jìn)行更換；

(3)導(dǎo)向輪軸承潤(rùn)滑及固定內(nèi)圈的壓蓋螺栓緊固情況；

(4)導(dǎo)向輪裝置與起重機(jī)本體連接部位螺栓緊固情況及焊縫有無(wú)裂紋。

5 結(jié)語(yǔ)

板卷廠在該臺(tái)行車(chē)改造1年后，對(duì)改造前后車(chē)輪消耗情況進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)。改造前：1年車(chē)輪消耗消耗量平均24個(gè)左右；改造后：1年車(chē)輪消耗消耗量平均4個(gè)，導(dǎo)向輪消耗4個(gè)，從中可以看出，加裝水平導(dǎo)向輪裝置后，車(chē)輪消耗明顯減少，效果非常明顯。

[1] 起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB3811-2008)[S].

[2] 起重機(jī)車(chē)輪及大車(chē)和小車(chē)軌道公差(GBT10183.1-2010)[S].