宋貴喜

長(zhǎng)治市長(zhǎng)鋼工程建設(shè)有限公司 山西 長(zhǎng)治 046000

引言

某公司中型H型鋼廠設(shè)計(jì)年產(chǎn)量60萬(wàn)噸，產(chǎn)品規(guī)格：腹板高100-500mm,翼緣寬為100-260mm。由德國(guó)SMS Meer公司基本設(shè)計(jì)，軋機(jī)系統(tǒng)采用的是二輥可逆開坯機(jī)(BD)和CCS串列萬(wàn)能軋機(jī)機(jī)組。其中萬(wàn)能軋機(jī)機(jī)組包括UR(萬(wàn)能粗軋機(jī))、E(軋邊機(jī))、UF(萬(wàn)能精軋機(jī))。

某年UF齒輪箱齒輪軸斷裂，沒有備用齒輪箱，從外部借回2500KW齒輪箱一臺(tái)。為保證生產(chǎn)線盡快恢復(fù)根據(jù)現(xiàn)有設(shè)備資源情況，經(jīng)軋制力矩測(cè)算2500kW齒輪箱能夠滿足UF軋機(jī)力矩要求。需將借回的齒輪箱替換安裝以滿足生產(chǎn)需要。

1 兩個(gè)齒輪箱尺寸比較

3500kW齒輪箱與2500kW齒輪箱的尺寸參數(shù)差別：?jiǎn)挝唬簃m

項(xiàng)目齒輪箱 中心高輸入軸身輸出軸身安裝尺寸(軸)安裝尺寸(縱)3500齒輪箱65015101435190013402500齒輪箱8001365133520001080差值-150145100-100260

由上表1可知2500齒輪箱比3500齒輪箱軸向小245mm,中心高150mm,安裝尺寸軸向長(zhǎng)100mm,縱向短260mm，兩齒輪箱聯(lián)軸器軸頭尺寸一致。

2 軸向安裝尺寸問(wèn)題的解決方案

2.1 齒輪箱安裝中心線保持不變，改變聯(lián)軸器裝配帶長(zhǎng)度的方法保證連接尺寸。此方案輸入端聯(lián)軸器有145mm沒有裝滿，輸出端有100mm沒有裝滿，驗(yàn)算無(wú)鍵連接強(qiáng)度是否符合：

2.1.1 校核電機(jī)端聯(lián)軸器連接強(qiáng)度

2.1.1.1 電機(jī)端聯(lián)軸器最小結(jié)合壓強(qiáng)：

由圖紙查T=1.149×109N.mm；手冊(cè)查μ=0.11

Pfmin=2×1.149×1093.14×4572×355×0.11=89.76Mpa

2.1.1.2 包容件直徑比：

qa=dfda=457800=0.571 qi=0(實(shí)心軸取0)

2.1.1.3 包容件的最小直徑變化量：

eamin= PfmindfCaEa查手冊(cè)得Ca=2.452 Ea=2×105eamin=89.76×457×2.4252×105=0.497mm

被包容件的最小直徑變化量eimin= PfmindfCiEi=89.76×457×0.72×105=0.144mm

2.1.1.4 傳遞載荷所需的最小有效過(guò)盈量：

eemin=eamin+ eimin=0.497+0.144=0.641mm

2.1.1.5 包容件不產(chǎn)生塑性變形所允許的最大結(jié)合壓強(qiáng)：

Pfmax=aδsa查手冊(cè)a=0.38 c=0.5 聯(lián)軸器材質(zhì)以45鋼考慮

δsa=400Mpa Pfmax=aδsa=0.38×400=152 Mpa

2.1.1.6 被包容件不產(chǎn)生塑性變形所允許的最大結(jié)合壓強(qiáng)：

Pfmax=cδsi=0.5×400=200 Mpa

2.1.1.7 包容件不產(chǎn)生塑性變形所允許的最大直徑變化量：

eamax= PfmaxdfCaEa=152×457×2.4252×105=0.842mm

2.1.1.8 被包容件不產(chǎn)生塑性變形所允許的最大直徑變化量：

eimax= PfmaxdfCiEi=200×457×0.72×105=0.3199mm

2.1.1.9 被聯(lián)接件不產(chǎn)生塑性變形所允許的最大有效過(guò)盈量：

eemax=eamax+ eimax=0.842+0.3199=1.162mm

2.1.1.10 選基本過(guò)盈量

δb≈(δmin+δmax)2=(0.641+1.162)2=0.901mm

要求較多聯(lián)接度儲(chǔ)備可?。?/p>

(δmin+δmax)2<δb

按照?qǐng)D紙給定的聯(lián)軸器裝配過(guò)盈量尺寸：0.897mm到1mm.

所以電機(jī)端聯(lián)軸器過(guò)盈量達(dá)不到軸和聯(lián)軸器的無(wú)鍵裝配要求。

2.1.2 軋機(jī)端聯(lián)軸器用同樣方法計(jì)算出

0.767mm<δb<1.012mm

按照?qǐng)D紙給定的聯(lián)軸器裝配過(guò)盈量尺寸：0.897mm到1mm.

軋機(jī)端聯(lián)軸器過(guò)盈量能達(dá)到軸和聯(lián)軸器的無(wú)鍵裝配要求。

由以上校核可知此方案不可行。

2.2 齒輪箱安裝橫向中心線在原中心線基礎(chǔ)上向軋機(jī)側(cè)移動(dòng)100mm，輸出端軸向位置合適，輸入端相差245mm。在電機(jī)聯(lián)軸器與齒箱聯(lián)軸器間增加總長(zhǎng)為245mm短軸，短軸兩端的聯(lián)接盤分別與尺寸與電機(jī)側(cè)、齒箱側(cè)聯(lián)軸器相配；采用此方案。

3 標(biāo)高問(wèn)題解決

現(xiàn)齒輪箱中心高比原齒輪箱高150mm，原齒輪箱安裝設(shè)計(jì)中在齒輪箱底部有一個(gè)厚度120mm的鋼底座，本次把鋼底座去掉再把基礎(chǔ)表面的30mm混凝土去掉來(lái)保證中心高的安裝尺寸。

4 地腳螺栓孔位置解決

土建結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是高架結(jié)構(gòu)，連接地基和設(shè)備的地腳螺栓是活動(dòng)式地腳螺栓。地腳螺栓孔位置改變后，將原來(lái)的螺栓孔灌死再按照現(xiàn)有尺寸打孔就能滿足要求。

結(jié)束語(yǔ)

齒輪箱改造替換的方法有很多，文章通過(guò)理論驗(yàn)算證明了采用最簡(jiǎn)單的改變聯(lián)軸器裝配尺寸的方法不可行，采用增加中間聯(lián)軸器的方法是可行的。文章同步介紹了解決其他安裝尺寸的方法。文中所述有不恰當(dāng)之處期望批評(píng)指正。