史 煒

（秦皇島港股份有限公司雜貨分公司，河北秦皇島 066000）

0 引言

秦皇島港股份有限公司雜貨公司M1635 型門(mén)機(jī)由大連重工制造，行走臺(tái)車(chē)分為主動(dòng)臺(tái)車(chē)與被動(dòng)臺(tái)車(chē)。由于主動(dòng)臺(tái)車(chē)設(shè)計(jì)存在一定的薄弱環(huán)節(jié)，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的使用后，減速器底座出現(xiàn)了四角裂紋，裂紋傳導(dǎo)至行走臺(tái)車(chē)面板，且傳動(dòng)齒輪軸安裝筋板過(guò)渡處存在應(yīng)力集中，傳動(dòng)齒輪也出現(xiàn)了筋板斷裂的情況，直接影響了設(shè)備的使用安全。

1 故障原因分析

為恢復(fù)門(mén)機(jī)的使用性能、提高其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，經(jīng)過(guò)仔細(xì)分析故障原因，發(fā)現(xiàn)其設(shè)計(jì)薄弱環(huán)節(jié)主要有5 個(gè)：①行走臺(tái)車(chē)面板強(qiáng)度不足，在震動(dòng)、交變應(yīng)力影響下易出現(xiàn)裂紋及斷裂的情況；②傳動(dòng)齒輪軸安裝筋板存在尖角，易產(chǎn)生應(yīng)力集中導(dǎo)致結(jié)構(gòu)強(qiáng)度下降；③減速器固定底座強(qiáng)度不足；④減速器缺少定位，僅靠安裝螺栓固定；⑤減速器電機(jī)制動(dòng)器同軸度存在偏差至傳動(dòng)不平穩(wěn)。

結(jié)合上述情況，提出了改進(jìn)優(yōu)化方案，采取多項(xiàng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化來(lái)對(duì)主動(dòng)臺(tái)車(chē)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固。

2 項(xiàng)目分析與實(shí)施

結(jié)合臺(tái)車(chē)出現(xiàn)的故障表現(xiàn)和現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)作業(yè)的實(shí)際工礦，從以下5 個(gè)方面對(duì)行走主動(dòng)臺(tái)車(chē)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。

2.1 提升臺(tái)車(chē)面板強(qiáng)度

臺(tái)車(chē)面板由于厚度不足，導(dǎo)致在減速器安裝底座開(kāi)裂時(shí)，裂紋延展至面板，導(dǎo)致面板開(kāi)裂，且原面板四角未采取圓角來(lái)防止應(yīng)力集中，也是面板開(kāi)裂的原因之一。因此，將臺(tái)車(chē)的面板由原δ=10 的鋼板替換為δ=20 的鋼板，并優(yōu)化加工工藝，在原尖角處全部以圓角代替。將原面板取下，焊接新面板，面板外形尺寸如圖1 所示。

2.2 重新設(shè)計(jì)傳動(dòng)齒輪軸外形及相關(guān)尺寸

傳動(dòng)齒輪安裝的筋板設(shè)計(jì)中存在薄弱環(huán)節(jié)，主動(dòng)車(chē)輪上方的過(guò)渡處采用了尖角角過(guò)渡，易造成應(yīng)力集中降低結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。因此，傳動(dòng)齒輪固定筋板重新制作并適當(dāng)加厚，增強(qiáng)其抵抗扭轉(zhuǎn)力矩的能力，薄弱處由原鈍角過(guò)渡改為圓角過(guò)渡，以減少應(yīng)力集中（圖2）。圖2 中，虛線部分為原有外形尺寸，實(shí)線部分則為修改后外形尺寸。

圖1 改進(jìn)后的臺(tái)車(chē)面板

圖2 改進(jìn)后的筋板

2.3 減速器安裝底座結(jié)構(gòu)重新設(shè)計(jì)

減速器底座螺栓由于長(zhǎng)時(shí)間的正反轉(zhuǎn)產(chǎn)生正反扭轉(zhuǎn)力矩，減速器定位不佳，使減速器底座螺栓松動(dòng)，長(zhǎng)時(shí)間使用使減速器底座四角開(kāi)裂。結(jié)合上述情況，將減速器固定底座由原四角分離的安裝方式改為一體制作安裝，并重新制作減速器底座螺紋孔。整體底座的設(shè)計(jì)避免了減速器原四角分離式底座受力分散，易產(chǎn)生受力集中的缺陷，使受力均勻的分布于整體式底座的四周，改善了臺(tái)車(chē)面板的受力情況。

原底座采用厚度為20 mm 的4 個(gè)墊塊，上配鉆M20 螺紋孔形式安裝，相關(guān)尺寸依照減速器安裝尺寸進(jìn)行加工（圖3）。

改后的減速器底座，采用整體形式，板厚度與原底座相同，均為20 mm，尺寸依照減速器安裝尺寸加。工完成后，焊于面板上，增強(qiáng)了薄弱處的厚度（圖4）。

2.4 為門(mén)機(jī)行走各減速器安裝定位擋塊

圖3 改進(jìn)前的減速器安裝底座

由于原減速器未安裝定位擋塊，使減速器所受力及扭轉(zhuǎn)力矩主要由底座螺栓承受，加上個(gè)別螺栓預(yù)緊力不足，使底座螺栓易松動(dòng)，導(dǎo)致螺紋孔螺紋損壞、磨損乃至安裝底座開(kāi)裂。結(jié)合減速器外形結(jié)構(gòu)，在減速器兩端增加定位擋塊（圖5、圖6），改善減速器底部受力分布，降低了減速器固定螺栓的受力。

定位擋塊的分布上圖所示，減速器兩端采用兩“凸”型擋塊嵌入減速器凹槽處，在減速器左側(cè)采用2 個(gè)帶螺栓可調(diào)整的擋塊，擋塊后部加三角形筋板以增加其強(qiáng)度，右側(cè)采用固定2 個(gè)擋塊直接焊接，上下也采用此種方式，方便對(duì)減速器安裝狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整。

圖4 改進(jìn)后的減速器安裝底座

圖5 定位擋塊

2.5 減速器輸入軸、電機(jī)軸、慣性制動(dòng)器同軸度的調(diào)整

采用對(duì)中儀對(duì)其進(jìn)行調(diào)整，通過(guò)增加底座墊片的方式，降低其同軸度偏差，使其運(yùn)行平穩(wěn)，減少振動(dòng)，從而降低了安裝誤差產(chǎn)生的振動(dòng)及扭矩對(duì)傳動(dòng)部件、行走臺(tái)車(chē)結(jié)構(gòu)的影響（圖7）。

3 項(xiàng)目實(shí)施成果

經(jīng)過(guò)對(duì)行走臺(tái)車(chē)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化，不僅滿足了行走臺(tái)車(chē)的使用性，也提高了其強(qiáng)度與穩(wěn)定性。經(jīng)過(guò)維修后的試車(chē)及長(zhǎng)時(shí)間的使用觀察，門(mén)機(jī)行走臺(tái)車(chē)運(yùn)行良好，振動(dòng)與沖擊大大減小，為再出現(xiàn)類似故障，結(jié)構(gòu)可靠性和運(yùn)行穩(wěn)定性有了明顯提高。項(xiàng)目的實(shí)施避免了行走臺(tái)車(chē)的拆裝解體對(duì)設(shè)備及生產(chǎn)的影響，極大地節(jié)約了維修時(shí)間及維修費(fèi)用。

圖6 定位擋塊分布

圖7 改進(jìn)后的臺(tái)車(chē)上部