任啟亮

（山鋼股份萊蕪分公司型鋼廠，山東 濟(jì)南 271104）

鏈?zhǔn)教嵘齻鲃?dòng)機(jī)構(gòu)鏈?zhǔn)教嵘齻鲃?dòng)機(jī)構(gòu)主要包括框架提升裝置、搬運(yùn)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等，它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、傳動(dòng)大、效率高、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)、緊湊、經(jīng)濟(jì)、耐用和維修保養(yǎng)容易等優(yōu)點(diǎn)，在冶金等重工業(yè)企業(yè)中廣泛應(yīng)用。但由于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、關(guān)聯(lián)位置處理等方面欠缺考慮，在實(shí)際的生產(chǎn)過程中設(shè)備故障問題暴露的相對(duì)明顯。

萊鋼型鋼廠冷床拉出小車框架提升機(jī)構(gòu)主要包括框架提升、鏈?zhǔn)絺鲃?dòng)小車橫移兩個(gè)動(dòng)作實(shí)現(xiàn)軋件的提升搬運(yùn)?？蚣芴嵘Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用單側(cè)雙液壓缸作為動(dòng)力元件，通過傳動(dòng)軸管將兩液壓缸相連，保證動(dòng)力元件的輸出動(dòng)作一致；提升傳動(dòng)采用雙支撐、連桿傳動(dòng)方式實(shí)現(xiàn)框架兩側(cè)整體提升。由于傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、框架基礎(chǔ)固定設(shè)計(jì)不合理，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際運(yùn)行中框架固定基礎(chǔ)碎裂、框架整體扭曲變形、易損件更換難度大精度保證困難等因素一直制約著設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行[1]。現(xiàn)將主要問題分析如下。

圖1 易損零件傳動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)行過程

圖2 改進(jìn)零件傳動(dòng)運(yùn)行過程

1 結(jié)構(gòu)分析與存在的主要問題

1.1 提升傳動(dòng)一致性方面（即對(duì)框架提升支撐力一致性）

1.1.1 機(jī)構(gòu)原理

設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)功能的前提，首先保證內(nèi)部受力均衡，即保證運(yùn)行結(jié)構(gòu)本身合理性。此提升機(jī)構(gòu)要保證提升傳動(dòng)運(yùn)行一致，（即保證框架兩側(cè)受力一致）必須具備以下條件：

（1）動(dòng)力輸出一致。目前，單側(cè)雙液壓缸動(dòng)作通過傳動(dòng)軸管實(shí)現(xiàn)了動(dòng)力輸出元件動(dòng)作一致。

（2）傳動(dòng)機(jī)構(gòu)力的傳動(dòng)速度、位移、時(shí)間點(diǎn)一致。

此機(jī)構(gòu)采用雙連桿結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)動(dòng)力傳遞，要保證力傳遞的有效需保證以下幾點(diǎn)：

（1）連桿長(zhǎng)度一致。

（2）傳動(dòng)連接件磨損在規(guī)定的尺寸內(nèi)。

（3）非動(dòng)力側(cè)支撐框架結(jié)構(gòu)標(biāo)高位置一致。

1.1.2 主要問題

（1）連桿長(zhǎng)度不一致造成受力偏載。①設(shè)計(jì)本身存在問題，動(dòng)力側(cè)連桿連接的插頭關(guān)節(jié)軸承損壞后，更換需破壞性割除固定拐臂連接板更換，更換完成后焊接恢復(fù)。多次維護(hù)后因定位銷孔磨損、焊接位置偏差等原因，連桿基準(zhǔn)漂離致使兩側(cè)連桿長(zhǎng)度位置固定困難[2]。②更換過程問題，在連桿更換過程中未按照更換標(biāo)準(zhǔn)對(duì)連桿長(zhǎng)度進(jìn)行校核，造成兩側(cè)連桿受力不一致。

（2）連接件磨損速度快維修強(qiáng)度跟不上，出現(xiàn)力單向偏載。①關(guān)節(jié)軸承、連接銷軸潤(rùn)滑缺失造成更換周期短。②受力偏斜造成的局部受力過大出現(xiàn)的異常磨損。

（3）非傳動(dòng)側(cè)基礎(chǔ)損壞，基礎(chǔ)偏離受力出現(xiàn)偏差。因通過兩側(cè)連桿傳遞過來的力作用在基礎(chǔ)支撐件的時(shí)間存在較大偏差，致使兩側(cè)框架對(duì)非動(dòng)力側(cè)基礎(chǔ)產(chǎn)生傾翻力矩，基礎(chǔ)造成損壞。基礎(chǔ)零點(diǎn)偏移精度無法保證，受力位置出現(xiàn)偏載，致使框架偏斜等長(zhǎng)久出現(xiàn)無法解決。

（4）連桿連接位置拐臂基礎(chǔ)固定位置偏載，框架基礎(chǔ)傾翻力矩大；拐臂基礎(chǔ)位置高且強(qiáng)度設(shè)計(jì)不足，基礎(chǔ)受偏載力作用出現(xiàn)基礎(chǔ)水泥碎裂故障。

1.2 框架結(jié)構(gòu)方面

冷床拉出小車框架采用螺栓拔合裝配框架結(jié)構(gòu)。從提升傳動(dòng)機(jī)構(gòu)受力角度看，提升機(jī)構(gòu)通過三個(gè)支撐點(diǎn)與框架本身采用螺栓相連。這種結(jié)構(gòu)保證了設(shè)備機(jī)構(gòu)一致性，但提升結(jié)構(gòu)對(duì)框架的三個(gè)受力點(diǎn)受力大小、作用時(shí)點(diǎn)不一致時(shí)，會(huì)對(duì)框架產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)作用。因框架與各提升機(jī)構(gòu)使用螺栓拔合，所以這種扭轉(zhuǎn)將直接作用于框架本身。因框架跨度大所以在受力較小的范圍時(shí)，框架本身的可塑性將扭轉(zhuǎn)力吸收不會(huì)產(chǎn)生明顯影響。但隨著提升機(jī)構(gòu)精度劣化，扭轉(zhuǎn)力逐漸增大，增大到一定程度后超過框架本身可塑性的承受范圍，將出現(xiàn)框架拔合螺栓拉長(zhǎng)、斷裂框架調(diào)整墊片缺失，框架整體扭曲變形。主要表現(xiàn)為各小車高度不一致。

2 改造方案

（1）為消除小車液壓缸傳動(dòng)拐臂與連桿固定位置集中，造成的連桿關(guān)節(jié)軸承維護(hù)過程破壞固定結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的精度影響。將拐臂上增加支撐塊用于連桿固定，即將連桿固定位置移出，使其更換與拐臂其它連接無干涉?；?qū)㈦p液壓缸改為中間單液壓缸傳動(dòng)，消除設(shè)備更換過程中產(chǎn)生的干涉影響。保證定位精度，降低更換維護(hù)難度。

（2）將插頭螺紋連接調(diào)整型連桿改造為長(zhǎng)度固定連桿，保證連桿長(zhǎng)度不變，消除后期維護(hù)過程造成的精度偏差。

（3）增加支撐基礎(chǔ)，將非動(dòng)力源側(cè)連桿、搖臂、固定框架提升機(jī)構(gòu)，改造為連桿、托輪提升機(jī)構(gòu)?？蚣茉黾踊寮盎逯瘟海瑢⒃械墓潭ńY(jié)構(gòu)改為滑動(dòng)提升結(jié)構(gòu)，消除因支撐力時(shí)間、大小、位移的偏差對(duì)框架產(chǎn)生傾翻力的影響。

（4）將架增加三個(gè)方向?qū)蜉?，將非?dòng)力源側(cè)拐臂基礎(chǔ)立柱增加鋼板包裹用于導(dǎo)向輪定位基準(zhǔn)，用于限制非動(dòng)力源側(cè)框架采用拖輪結(jié)構(gòu)后框架自由度。

（5）防止小車提升后由于軋件不齊采取的小車頂鋼操作時(shí)對(duì)框架的影響，增加框架上限位定位止擋，為方便提升框架在自重條件自由下落止擋塊大小不易過大，保證功能為前提。擋塊與框架間隙要小于導(dǎo)向裝置間隙。

3 小結(jié)

鏈?zhǔn)教嵘齻鲃?dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)需注意幾個(gè)基本原則：

（1）傳動(dòng)框架結(jié)構(gòu)類設(shè)備框架結(jié)構(gòu)是主體，需保證其內(nèi)部受力均衡，防止單方向、單位置受力不同出現(xiàn)偏載對(duì)框架的影響。

（2）框架基礎(chǔ)位置設(shè)計(jì)不易過高，且基礎(chǔ)設(shè)計(jì)要在保證強(qiáng)度為前提下完成。

（3）根據(jù)功能要求在特殊位置增加強(qiáng)度支撐，防止異常位置受力偏斜出現(xiàn)的機(jī)構(gòu)故障。

（4）對(duì)多用途、多功能設(shè)備，各組件間考慮其相關(guān)性的同時(shí)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)要把單組件設(shè)備安裝、更換、維修過程的位置影響考慮在內(nèi)。