慕戰(zhàn)剛，曹衛(wèi)建，孫 棟，劉海峰，單 勇

（江蘇亨通電力電纜有限公司，江蘇蘇州 215200）

0 引言

630 盤單絲地鏈輸送系統(tǒng)投產(chǎn)前，630 盤單絲從銅大拉絲機(jī)下盤后入庫，再用叉車把盤具從庫位叉到7 臺(tái)框絞機(jī)，使用后的空盤上剩余少量單絲，再用叉車叉到復(fù)繞機(jī)區(qū)域進(jìn)行復(fù)繞。由于車間機(jī)臺(tái)之間空間受限，叉車也不可能完全把630 單絲輸送到上料區(qū)域，需要操作工人把盤具推到上料區(qū)域，一盤滿盤單絲重量在380 kg 左右，每臺(tái)框絞機(jī)每次平均換盤數(shù)量在50 盤以上，而且還有相同數(shù)量的空盤需要滾動(dòng)到叉車能叉到的位置，工人勞動(dòng)強(qiáng)度很大。叉車在車間來回行駛，引起灰塵、噪聲、尾氣污染，不光影響車間環(huán)境和產(chǎn)品質(zhì)量，還存在大量因?yàn)槊^(qū)、疲勞、超速、轉(zhuǎn)向?qū)е碌膭幉洹⑴鲎?、碾壓、撞車等安全隱患，而且使用成本很高。

1 項(xiàng)目改造

1.1 初次改造內(nèi)容

研發(fā)部組建研發(fā)團(tuán)隊(duì)，設(shè)計(jì)了一款基于懸掛鏈的地鏈輸送線，整條輸送線長度320 m，1.5 m 長度輸送線上布置1 輛運(yùn)盤小車，整條線共210 輛運(yùn)盤小車，滿載80 t，由1 臺(tái)驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)，具體線路如圖1 所示，運(yùn)盤小車如圖2 所示。

1.2 仍存在的問題

輸送線安裝完成運(yùn)行兩個(gè)月后，故障頻發(fā)，主要有以下問題：①發(fā)現(xiàn)在靠近驅(qū)動(dòng)后端輸送線的兩個(gè)彎道處，彎軌內(nèi)側(cè)發(fā)生變形延展，造成軌道一高一低，導(dǎo)致運(yùn)盤小車側(cè)翻等生產(chǎn)事故；②地鏈驅(qū)動(dòng)鏈和離合器經(jīng)常損壞；③驅(qū)動(dòng)鏈和地鏈經(jīng)常斷裂。經(jīng)分析，轉(zhuǎn)彎處軌道損壞的原因是彎軌半徑太小和運(yùn)盤小車定向輪相對滑動(dòng)所致，驅(qū)動(dòng)鏈和離合器損壞的主要原因是負(fù)荷太大。

整條地鏈輸送線只由1 臺(tái)3 kW 的電機(jī)驅(qū)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)力太小，相當(dāng)于整個(gè)環(huán)形地鏈系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)運(yùn)盤小車的驅(qū)動(dòng)力加載到驅(qū)動(dòng)鏈和離合器上，這是造成驅(qū)動(dòng)鏈和離合器損壞的主要原因，經(jīng)計(jì)算滿載時(shí)電機(jī)所需功率如下：

式中 K——未考慮到的阻尼系數(shù)，對于輕型懸掛輸送機(jī)一般取K=1.2

F——驅(qū)動(dòng)鏈輪的驅(qū)動(dòng)力，N

V——輕型懸掛輸送機(jī)速度，取V=2 m/min

η——驅(qū)動(dòng)裝置的總效率，對于輕型懸掛輸送機(jī)一般η=0.75～0.8，此處取η=0.8

圖1 630 盤單絲地鏈輸送線線路

圖2 630 單絲運(yùn)盤小車

式（1）中：

式中 μ——滾動(dòng)摩擦因數(shù)，車輪為鐵芯聚氨酯輪子，取μ=0.18

m——物體對地面的正壓力，單位kg；小車數(shù)量210 輛，每輛最終380 kg

g——重力加速度，取g=9.8 N/kg

2 項(xiàng)目完善

2.1 增加驅(qū)動(dòng)裝置

針對以上原因，技改部分主要以減少整條輸送線上的阻力和摩擦力為主，具體措施為：驅(qū)動(dòng)裝置改為2 臺(tái)，電機(jī)功率由1臺(tái)3 kW 改為2 臺(tái)各5.5 kW，配合5#擺線針輪減速機(jī)使用，在整條地鏈輸送線的中部增加1 套驅(qū)動(dòng)裝置，使整條320 m 線一分為二，每個(gè)驅(qū)動(dòng)器承載160 m 線路上的小車和盤具重量，從而使鏈條和彎道的受力減半，避免鏈條和彎道超載損壞。增加1臺(tái)驅(qū)動(dòng)裝置后，2 臺(tái)驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)電機(jī)需要同步，不然會(huì)造成2 個(gè)電機(jī)負(fù)荷分配不平衡，導(dǎo)致某一電機(jī)過載、停機(jī)。通過如圖3所示原理，使雙驅(qū)動(dòng)鏈條達(dá)到同步。

圖3 地鏈驅(qū)動(dòng)同步控制原理與彈簧張緊裝置

（1）假如張緊A 向外移動(dòng)。到達(dá)1#調(diào)整感應(yīng)器（TZ1）位置時(shí)，TZ1 感應(yīng)，并將感應(yīng)信號傳送給控制器，控制器及時(shí)調(diào)整1#驅(qū)動(dòng)電機(jī)（M1）、2#驅(qū)動(dòng)電機(jī)（M2）的轉(zhuǎn)速，使張緊A 向內(nèi)移動(dòng)；離開TZ1 后，M1、M2 電機(jī)恢復(fù)正常運(yùn)行。假如因?yàn)槟撤N原因，張緊A 越過TZ1，到達(dá)1#限位感應(yīng)器（XW1）位置時(shí)，XW1 感應(yīng)，并將感應(yīng)信號傳送給控制器，控制器及時(shí)關(guān)閉M1、M2 電機(jī)運(yùn)行，并發(fā)出聲光報(bào)警，提醒現(xiàn)場工作人員。

（2）假如張緊A 向內(nèi)移動(dòng)。到達(dá)2#調(diào)整感應(yīng)器（TZ2）位置時(shí)，TZ2 感應(yīng)，并將感應(yīng)信號傳送給控制器，控制器及時(shí)調(diào)整M1、M2 的轉(zhuǎn)速，使張緊A 向外移動(dòng)，離開TZ2 后，M1、M2 恢復(fù)正常運(yùn)行。假如因?yàn)槟撤N原因，張緊A 越過TZ2，到達(dá)2#限位感應(yīng)器（XW2）位置時(shí)，XW2 感應(yīng)，并將感應(yīng)信號傳送給控制器，控制器及時(shí)關(guān)閉M1、M2 電機(jī)運(yùn)行，并發(fā)出聲光報(bào)警，提醒現(xiàn)場工作人員。

2.2 增大轉(zhuǎn)彎半徑

彎軌由轉(zhuǎn)彎半徑R1000 改為R1500，增加鏈條導(dǎo)向輪與彎軌的接觸面，減少單位彎軌單位面積的側(cè)壓力。減少彎軌側(cè)壁因長期受壓，而出現(xiàn)壓延變形。彎軌樣式如圖4 所示。

2.3 改為雙導(dǎo)向輪

鏈條由單導(dǎo)向輪改為雙導(dǎo)向輪，使導(dǎo)向輪與彎軌側(cè)壁的受力面積增大一倍，從而使轉(zhuǎn)彎處鏈條導(dǎo)向輪與彎軌接觸面的側(cè)壓力減半。鏈條結(jié)構(gòu)如圖5 所示。

圖4 彎軌

圖5 單導(dǎo)向輪鏈條和雙導(dǎo)向輪結(jié)構(gòu)

2.4 更換彎軌材料

彎軌材料由16Mn 改為42CrMo 表面高頻淬火，提高彎軌表面硬度，減少因材料硬度低而引起的受力變形。

2.5 小車腳輪改為萬向輪

運(yùn)盤小車初始設(shè)計(jì)的前端是定向輪、后端是萬向輪，由于轉(zhuǎn)彎半徑小，運(yùn)盤小車在行走到轉(zhuǎn)彎處時(shí)前端2 個(gè)定向輪轉(zhuǎn)彎半徑不一致，運(yùn)盤小車外側(cè)定向輪線速度大，內(nèi)側(cè)定向輪線速度小。由于定向輪不能轉(zhuǎn)動(dòng)，使得運(yùn)盤小車定向輪和地面鐵板間產(chǎn)生了相對滑動(dòng)，整條地鏈運(yùn)盤輸送線共有15 個(gè)轉(zhuǎn)彎處，每個(gè)轉(zhuǎn)彎處同時(shí)有3 個(gè)運(yùn)盤小車在轉(zhuǎn)彎，共計(jì)45 個(gè)運(yùn)盤小車同時(shí)與地面鋼板發(fā)生相對滑動(dòng)，極大增加了輸送小車的摩擦力，造成整條地鏈輸送系統(tǒng)摩擦力非常大。把運(yùn)盤小車前端腳輪改為萬向輪后，小車與鋼板間只有滾動(dòng)摩擦，沒有了相對滑動(dòng)，驅(qū)動(dòng)鏈負(fù)荷得到了極大降低。

圖6 運(yùn)盤小車改造

2.6 增設(shè)自動(dòng)潤滑裝置

在整條地鏈輸送線的中部增加一套油霧潤滑裝置，增加鏈條在軌道中的潤滑，達(dá)到減少摩擦力的作用。潤滑裝置能對輸送鏈條的銷軸、十字節(jié)和滾輪提供定量的潤滑油，以減少有關(guān)零件的磨損和降低摩擦系數(shù)。潤滑裝置有滴油潤滑和噴油潤滑兩種結(jié)構(gòu)，此項(xiàng)目選用懸掛鏈自動(dòng)加油機(jī)，自動(dòng)加油機(jī)一端連接壓縮空氣，一端伸出3 個(gè)噴油管，分別對準(zhǔn)鏈條的行走輪、導(dǎo)向輪和行走輪的軸承位置。本輸送線選用300 型鏈條，噴油間隔150 mm，輸送線速度2 m/min，噴油間隔9 s 一次，以達(dá)到完全潤滑整個(gè)鏈條的效果。

3 改造后效果

綜合以上措施，使彎軌處鏈條導(dǎo)向輪對彎軌側(cè)壁的壓力減少到原來的1/4，受力面積增大到原來的3 倍，再加上彎軌材料的改變，從根本上解決了彎軌因受力變形而出現(xiàn)的壓延損壞。

項(xiàng)目實(shí)施前，中壓制造部拉絲區(qū)域至框絞各機(jī)臺(tái)630 盤單絲流轉(zhuǎn)主要采取2 t 電瓶叉車進(jìn)行，車間盤具跨與跨之間物流也需要采用叉車。項(xiàng)目實(shí)施后，630 盤具的物流采用地鏈運(yùn)輸系統(tǒng)，跨與跨之間采用軌道車，替代了原來的叉車物流方式，改善了車間整體環(huán)境，提升了安全性能，至少可以替代1 臺(tái)2 t 叉車和0.5 臺(tái)10 t 叉車。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，1 臺(tái)2 t 電動(dòng)叉車和0.5 臺(tái)10 t 叉車平均每年的使用成本為12 萬元左右，3 班共計(jì)節(jié)約人工4.5 人，節(jié)約人工成本27 萬元，合計(jì)節(jié)約成本約為39 萬元，每月節(jié)約成本3.25 萬元。

圖7 油霧潤滑裝置

4 結(jié)語

項(xiàng)目改造完成后，630 單絲地鏈輸送系統(tǒng)，故障率大為降低，減少了停機(jī)時(shí)間，減輕了工人勞動(dòng)強(qiáng)度。用地鏈來運(yùn)輸630盤單絲，是設(shè)備研發(fā)部在行業(yè)內(nèi)的首創(chuàng)，填補(bǔ)了行業(yè)內(nèi)的一項(xiàng)空白，實(shí)驗(yàn)成功后已在亨通集團(tuán)兄弟公司和行業(yè)內(nèi)其他公司得到了推廣與應(yīng)用，取得了很好的使用效果，使630 盤單絲的輸送效率得到了明顯提高。