方 劍,傅家彬
(柳州鋼鐵集團(tuán)有限公司冷軋板帶廠,廣西 柳州 545000)
柳鋼冷軋平整換輥大車作用是工作輥、支撐輥的換輥裝置,實(shí)現(xiàn)平整機(jī)架快速換輥,提升換輥效率和檢修效率。原有1250平整機(jī)換輥大車只有減速電機(jī)在一端驅(qū)動(dòng),特別是南方梅雨季節(jié)經(jīng)常出現(xiàn)打滑或驅(qū)動(dòng)力不足情況,致使換輥大車無法前進(jìn)或后退,導(dǎo)致卡阻故障停機(jī),影響到企業(yè)生產(chǎn)效率。國內(nèi)一些鋼廠曾發(fā)生多起因換輥大車驅(qū)動(dòng)力不足,造成長時(shí)間停機(jī)的設(shè)備事故。針對(duì)冷軋廠平整機(jī)換輥大車減速電機(jī)驅(qū)動(dòng)力不足狀況,重新設(shè)計(jì)一種換輥大車電液混合傳動(dòng)裝置增加換輥大車驅(qū)動(dòng)力同時(shí)減少減速電機(jī)載荷,提升換輥大車運(yùn)行穩(wěn)定性,有效彌補(bǔ)原系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)力不足。因此該廠開展平整機(jī)換輥大車傳動(dòng)系統(tǒng)升級(jí)改造攻關(guān),減少換輥大車行走卡阻或打滑。
柳鋼冷軋平整換輥大車一端兩側(cè)各有一個(gè)減速電機(jī)驅(qū)動(dòng),在長期使用過程中,換輥大車車輪軸連接處生銹增加驅(qū)動(dòng)阻力,同時(shí)減速電機(jī)在長期使用過程中能力損耗大驅(qū)動(dòng)力下降,易導(dǎo)致?lián)Q輥大車行走過程中產(chǎn)生卡阻。當(dāng)南方出現(xiàn)梅雨季節(jié)時(shí),因軌道潮濕使得摩擦力減小變滑,換輥大車行走過程中出現(xiàn)打滑情況,見圖1和圖2。
圖1 換輥大車打滑情況
圖2 換輥大車原有傳動(dòng)裝置安裝使用示意圖
通過現(xiàn)場對(duì)冷軋平整換輥大車運(yùn)動(dòng)過程觀察分析,當(dāng)換輥大車出現(xiàn)卡阻時(shí),主傳動(dòng)減速電機(jī)連接車輪有動(dòng)作,但實(shí)際換輥大車整體卡阻不能轉(zhuǎn)動(dòng);當(dāng)用導(dǎo)鏈把換輥大車?yán)^某個(gè)位置,換輥大車又可以轉(zhuǎn)動(dòng)起來。當(dāng)南方出現(xiàn)梅雨季節(jié)時(shí),因軌道潮濕使得摩擦力減小變得較滑,換輥大車行走過程中出現(xiàn)打滑。針對(duì)以上情況,得出結(jié)論:要解決換輥大車車輪卡阻及打滑問題,需要增加換輥大車的驅(qū)動(dòng)力和吸附在軌道的摩擦力,減小減速電機(jī)的載荷。故對(duì)換輥大車驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行升級(jí)改造,增加電液混合傳動(dòng)裝置,實(shí)現(xiàn)換輥大車由“兩驅(qū)”變“四驅(qū)”,該換輥大車電液混合傳動(dòng)裝置由傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和閥臺(tái)兩部分組成,安裝使用見圖3。
圖3 換輥大車新增傳動(dòng)裝置安裝使用示意圖
根據(jù)原有同步軸軸承座孔中心到底座距離為50mm,兩軸承座中心為515mm,齒輪軸中心到地面距離為150mm,則換輥大車的傳動(dòng)裝置中心軸到換輥大車車架端面≤50mm。
該換輥大車傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)形狀為“土”形狀(見圖4,傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由液壓馬達(dá)、底座、聯(lián)軸器、鍵、齒輪軸、UCP210軸承(自帶軸承座)、UCP205軸承(自帶軸承座)、定位銷、螺栓1、螺栓、螺栓3、定距環(huán)、螺母1和螺母2組成。其傳動(dòng)機(jī)構(gòu)外形尺寸長1168.4mm,寬234mm,高112.2mm。經(jīng)過計(jì)算傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中心軸到換輥大車車架端面距離≤50mm,則液壓馬達(dá)選用輸出軸直徑φ32mm,安裝法蘭尺寸直徑φ134mm,螺栓孔尺寸為φ13mm,長度為226.4mm,其主要作用為傳動(dòng)機(jī)構(gòu)提供驅(qū)動(dòng)力;底座根據(jù)液壓馬達(dá)安裝尺寸,設(shè)計(jì)長為235mm,寬為225mm,高為45mm,安裝孔直徑φ86mm,其主要是安裝固定液壓馬達(dá),起到支撐作用;聯(lián)軸器根據(jù)液壓馬達(dá)輸出軸直徑φ32mm,選用型號(hào)為ML3聯(lián)軸器,長度為103mm,直徑φ70mm,其主要是使液壓馬達(dá)與齒輪軸連接起來,起到傳遞運(yùn)動(dòng)和扭矩作用;鍵設(shè)計(jì)尺寸為10mm×8mm×36mm,其主要作用為固定聯(lián)軸器,防止其竄動(dòng),起到傳遞運(yùn)動(dòng)和扭矩作用;齒輪軸設(shè)計(jì)尺寸長為879mm,齒輪齒頂圓直徑為234mm,安裝聯(lián)軸器和UCP210軸承處尺寸為直徑φ32mm、長為40mm,安裝UCP205軸承處尺寸為直徑φ25mm、長為640mm,安裝螺母1和螺母2處尺寸為M24×62mm,其主要是帶動(dòng)換輥大車車架運(yùn)動(dòng),起到傳遞動(dòng)力作用;UCP210軸承和UCP205軸承是自帶外軸承座,起到固定齒輪軸和防止齒輪軸竄動(dòng)的作用;定位銷是防止UCP210軸承和UCP205軸承錯(cuò)位,起到定位作用,提升安裝精度;螺栓1連接液壓馬達(dá)和底座,起到緊固作用;螺栓2、螺栓3起到緊固軸承座的作用;定距環(huán)、螺母1和螺母2起到固定齒輪軸,防止其竄動(dòng)的作用。
圖4 換輥大車傳動(dòng)機(jī)構(gòu)
該換輥大車傳動(dòng)裝置的閥臺(tái)為系統(tǒng)控制元件,根據(jù)系統(tǒng)控制需要,閥臺(tái)由先導(dǎo)式減壓閥、先導(dǎo)式比例換向閥、壓力補(bǔ)償器、溢流閥1和溢流閥2組成。先導(dǎo)式減壓閥是根據(jù)系統(tǒng)需要來設(shè)定壓力,起到穩(wěn)壓的作用;先導(dǎo)式比例換向閥是實(shí)現(xiàn)液壓馬達(dá)換向和無極調(diào)速的作用;壓力補(bǔ)償器對(duì)系統(tǒng)動(dòng)作起到穩(wěn)壓、勻速的作用;溢流閥1和溢流閥2是防止液壓馬達(dá)壓力過高而泄漏回油箱,起到保護(hù)液壓馬達(dá)的作用。
綜合上述,根據(jù)原有減速電機(jī)參數(shù),通過調(diào)整液壓馬達(dá)比例換向閥的開口度,實(shí)現(xiàn)液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)速度與減速電機(jī)匹配,從而增加換輥大車驅(qū)動(dòng)力以及減少電機(jī)驅(qū)動(dòng)載荷,提升設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性。
我們對(duì)原有柳鋼冷軋平整機(jī)換輥大車行走卡阻及打滑進(jìn)行分析,得出驅(qū)動(dòng)力不足及吸附軌道摩擦力減小是主要原因,通過對(duì)換輥大車增加電液混合傳動(dòng)裝置,根據(jù)原有減速電機(jī)參數(shù),調(diào)整先導(dǎo)式減壓閥和溢流閥的開口度,提升系統(tǒng)控制精度;調(diào)整液壓馬達(dá)比例換向閥的開口度,實(shí)現(xiàn)液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)速度與減速電機(jī)速度匹配,相當(dāng)于換輥大車增加一套牽引裝置和增加一倍吸附軌道摩擦力,從而增加換輥大車驅(qū)動(dòng)力以及減少電機(jī)驅(qū)動(dòng)載荷,解決換輥大車行走卡阻及打滑問題,提升設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性。該換輥大車電液混合傳動(dòng)裝置具有靈活性、可調(diào)性的優(yōu)點(diǎn),安裝與拆卸方便,使用可靠的特點(diǎn)。