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1、梅山科技2005年设备增 刊炼钢厂1号废钢槽运输车的改造石东升(梅山钢铁公司炼钢厂南京210039)摘要:介绍 了梅山炼钢厂1号废钢楷运输车设 计的技术性能及存在问题,并论述了解决的方案,分析了改造后 的优.奴。关健词:度钢楷运 愉 车;传动装里;改造ImPv o rementonN Q.1 SerapCha nnel Tras nPortVehieleatS e telmaking Pla ntShiDongsheng(Ste elmakingP lantofMeishanIro nDriv eu nit ;Impro vement0引育度,人无 法进人“承 载 箱”。由 图“钢2 175一
2、4一炼钢厂从前使用的1号废钢槽运输车,其传4 、“钢2175一4”、“钢217 5一2”、车轮直径86 0动装置置 于车架平板下。由于车架平板离轨面 只mm,可以计算出,“承载箱”离轨道顶 面距离只有有1 20 0m m高,且传动装置零部件布置 非常紧1 30m m(钢轨踏面与地平面等高),“承载箱”与车凑,使日常点检、检修和维护很不方便。为了便于轮轴之间 的距离为49 5m m,链条(型号为 4 0A一日常点检、检修和维护,对1号废钢槽运输车进行2X5 6,链条宽度约16 0mm)与车轮之 间 空隙宽了改 造,确保方便抢修,减少事故故 障时 间,降低度 约35 0mm,两链条 之 间 的空隙
3、宽 度约38 0事故修复费用和损失。m m。总之,按 图“钢2 175”设计,不符合机器造型的“宜人性”。存在以下问题:(l )传动机构布置过1废钢摘运输车的技术性能和存在问题于紧凑,装置离地 面、车轮距离太 小,一旦 出现轴1.1技术性能承座地脚螺栓松动或链条断裂等故障,检修无法废钢槽运输车的主要技术性能:最大载 重量进行(指 没有地坑时);( 2)减速机只能从侧面进行9 0t,行走速度3 5m/min;轮距143 5mm;车轮直吊装,无法利用现场的行车,需 另 配叉车、手拉葫径86 0mm;电机 两台;电机功率nkw;三合一芦等工器具配合;(3)日常点检困难,不利于点检减速机两台;减速机型
4、号QS C2 0一7 1。员、操作工随时处理小故障,如“补缺开口销”。1.2设计 中存在的问题1号废钢槽运输车原由马鞍山钢铁设计院设2解决 方案的可 行性分 析计,其传动装置 的布置情况见图1。由图“钢2175(1 )在轨道中间修建检修坑有的建议在轨一2”、“钢2 17 4一4 和“钢2 1 74一4一4 可计算出,道 中间修建一个检修坑。但是,轨 道及轨道基础传动装置“承载箱”即两轴承座架构成的内部最大限制了检修坑的深度和宽度。查“图 2 9.5.0 4空 间长X宽x高为85 7mmx7 34m mX88 5m m,建: ”可知,检修坑最大宽度为70 5m m,最大深度由于此 空间内还布置有
5、链条、链轮、轴承座等零部为45 2mm,如此狭小的检修坑是不具有“宜 人件l j。因此,此空 间不 适 宜进行检修施工。由图性”的。另外,此方案没有解决“减速机”吊装不方钢“2 1 75一4一4”、“钢2 17 5一4 “和“钢2 1 7 5一2 可便的问题。当然,检修坑修建深度可以加深,但必以计算出,在不 拆卸减速机的情况下,进 人“承载须对轨道基础进行加固改造,这样一来,既增加了箱”空 洞的最大宽度 为19 7m m,如此狭小 的宽改造费用,又 延 长 了改造施工 的工期,影响了生20 05年设备增刊梅山科技产。因此此方案并不可取。()2减速机 改型,传动装置 上移针 对原1号废钢槽运输
6、车检修点 检不方便 等问题,炼 钢厂曾经委托“北京冶金设备研究所”对原1号废钢槽运输车进行重 新 改造设计,设计见 图2。从图2可知,本方案存在以下 问题:a.就传动装置 而论,本方案只利用了原设备的链条、链轮,电机、减速机、联轴器、制动器、底 座等零部件改 型,改造须重新购 置新零部件,增加了改 造费用,单就此点,此方案也 不是最佳方案;b.链传动与水平 线成约4 0.69 6。,非水平布置,方案非最佳;c.传动装置布置于废钢料槽槽口,散落出来的废钢压 在罩壳上,不利于检修、检查,罩壳设计太高,整个车体造型不美观;d.由于从动两链轮共轴,而车轮轴可以绕车轮轴中心线在 水平面转动,主 动轴共轴
7、绝对同步,这样增加了安装精度 的要求,一旦 出现两链 条受力不一样,无法 调整。综上所叙,此方案也不是最佳方案。(3 )减速机 卧 式安装,链传动水平布置,改造轴承座架保持链传动装置形式不变(水 平),适当加 长链条,减速机由立式安装改为卧式安装,轴承座架沿车体纵向剖面成“口”字 形 改成“U”字形,考虑 到行车挂 钩、脱钩 方便且 不撞坏罩壳,在“U”字形轴承座架上方加一个横切面成三角形的罩壳。其布置见 图3。减速 机改 为卧 式布置后,尽管减速机高速齿轮与润 滑 油接触,但是由于废钢槽运输车是间歇运行,其油 温温升不是问题,因为在一个工作循环中,设备运行时间只占总时间的 1 7.78%一1
8、 8.6%,且设备通 风 良好。此方案在设计“三角形”罩壳时注意以下几点:a.高度 尽 量 矮,减 少 对行 车刮 钩、脱钩 的 问题,防止罩壳被行车撞变形;b.在电机上方布置槽钢,以备刮吊耳;c.高度考 虑拆装 电缆卷筒方便。由现场测量可 得,“三角形”罩壳的最大高度为16 00m m。一-.-一-一护 /门门门门门门门门门门门门门门门门门门门一一一卜了 气气气气气门门 习习习_一_一_丁李哭又_气碰改造前的“轴承座架”及座架三合一减速机 Os e Z o一71/习拜一臀黔屯丰洲t 一久犷 图1马钢设计院设计的传动装置图厂厂厂厂厂厂厂厂厂丁一耳万- - -l l l l l l l_ 刃刃刃
9、刃图2北京冶金设备研究所设计的传动装里 图此方案有以下优点:a.利用了原设备的 大部分零部件,减少了改造费用;b.解决了原设备吊装三合一减速机 不能利用现场行车、且安装不方便的问题;c.新轴承座架和罩壳组成的空间可以设计满足机器造型的宜人性要求,方便日常点检、维护和检修。综上所叙,此方案经济可行。( 4)传动装置上移且布置于废钢料槽后,减速机卧式安装此方案存在以下不足:a.链传动 与水平线成约4 0.69 6。,非水 平 布置,方案非最佳;b.为了解决日常点检、维护、检修和行车脱钩等问题,罩壳必须加高,车体加长,影响设备造型美观。通过比较以上4种方案,第3种方案技术上可行且经济,故改造选取了此
10、方案。梅 山科技20 05年设备增刊3方 案设计及 实施根据三合一减 速 机 的外形 及安装 尺寸,考 虑到减速 机拆装时能绕输 出轴旋转、拆装 方便;平 时点检、维护、检修时,人可以不与地面接触;也考虑到设备的“宜人性”要求,新轴承座架的底板设计见 图4。车架 的 强度、刚度及 安装电缆卷筒 装 置的方便,在车架的两侧增 加两根箱形梁,两箱形梁端部 也用一根箱形 梁 连接,侧梁和端梁 的横切 面形 状及尺寸见 图5。侧梁 和端梁 的长 度 由图4和实物可得:侧梁 长3 5 30mm,端梁长2720mm。底 板和梁 之间用钢板 连接,其中纵向两板,根据装配的需要 开槽,其余连接板为整板,为减少
11、底板加工面,在轴承座安装面 上焊接1 0m m厚 的垫 板,采用E4 3o焊条,连续焊缝,双单边“V ,形坡口,坡口深度15m m,坡口角4 50。查“钢21 7 5一4”可知,传动装置 扣除旧“座架”,旧“轴承座架”的重 量为8 86kg。综 上所述,改造后的计算总重 量为9 065 1.9 6N,计算传动时链条拉力。l l l l l l l l l人人人人门门l l l一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一 二( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( (日日l l l一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一l l l一一一一一界界退I f f f f f二( ( ( (
12、 ( ( ( ( ()二二二二. . .l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l ll l l l l l l l l l l l l一刁刁刁刁日日l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! !l ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! l l l l l
13、 l l l l l l2 2 29 7 (1 )计算链条 速度。V链=(V车义d)/D=(3 5火5 2 6.81)/(8 6o X60) =0.35 7m/s其中:V车为3 5m/mi n;d为链 轮分度圆直 径,查图钢2175一4可知,为526.81m m;D为车轮直径,为8 60m m。(2 )计算有效圆周 力。F=(1 00 0又P)/V =(1000 X2 2)/0.3 57=61624.6 5N1。其中:尸为龟机功率,nXZ一2 2kw;V为链 条速度,0.3 5 7m/s;(3 )计算作用于轴上的拉力Q;。QF1.ZK,XF1.2X1.0 汉616 2 4.65 N=7 3 9
14、4 9.58N1。其中:KA为工 况 系数,取K,一1.0;F为 有效圆周力,为6162 4.6 5N。( 4)验算梁 的强 度根据新轴承座架的特点,侧梁可简化成图6所示 的简支梁,危险载 面为旧车架与梁相连 处,图6 F为链轮轴上 的力;M为F产生 的扭矩;G为设备重量。由以上可知:MF=FX0.85 5=5 2 689.INm。M己一GX 0.887 9 7 73.7 248Nm。88 0 m m图4新轴承 座架的底板图洲洲洲洲洲洲洲洲洲口口二二二r r r认倪必N N N N N、 、叫叫 l l l l l l 咬咬 受 弓 又弓弓公 必小N 洛尺奋 沪泛 矛入入p沥 尹 苏苏J J
15、J飞60 口口口 口口 口口日日日日口口口口口日日日日目目目目目目目目目目目目目目目目J J J J公公公人凡嚼屯 弓况又 彭N识石石网, ,一一140- - -图6侧 梁强度计 算图注:侧梁钢板厚 3 0m m,单根总重量1 38 0kg,外伸悬挂重t6 24kg,端梁钢板厚30mm,重7 18kg图5侧梁和端梁的剖面图可得最大拉应力:a(M 漏二/ W:)一(F/A)2(1)式中:F为轴向力,6 162 4.6 5N;A为梁载面 积,0.0996mZ;M二为最大弯矩,(MF+从;)2 /-“2 31.4 1Nm;wz为抗弯截面模量,查机械设计手册表4.8一8知:W:一(BH3一bh,)/(
16、6H)(2)20 05年设备增刊梅山科技(2)式 中:B为梁 宽,0.3 6m;H为 梁高,0.4 5t n;b为孔宽,0.3m;h为孔高,0.3 9m;代人(2)得:W:(0.3 6X0.45,一0.3X0.3 9,)/(6火0.4 5)=0.0 05 5 5 9m3将F、A、M二、W:代人式(l )可得:。、一1 1.2 1MPa(a3 7 550 0MPa。由 于 钢材Q23 5的 抗拉强度在37 550 0MPa,因此,梁 的强度合格。废 钢槽运 输车 进 行 改造,经 过 a 2的运 行 观察,改造后 的设备无异常情况,车体无异常变形,说明设计满足了强度和刚度的要求。点检、检修、日常维护 比改造前方便,得 到了操作工、检修工、点检员的好评,达到了改造 的预期目的。参考文献徐顺主编.机械设计手册.北京:机械工业出版社梁治明,丘侃编.材料力学.北京:高等教育出版社,19854结论2
