炼钢厂225+t吊车主横行传动机构改造

炼钢厂 225 t 吊车 主 横行 传动 机构 改造 王 森 （ 攀枝花 钢钒有限公司 提钒炼钢厂 ） 摘 要 ： 炼钢厂 二方 225 t 铸造吊车 主横行 传动机构中采用 三合一传动装置 ， 原 车轮轴与减速机为直轴配合， 使用过程中 一旦主动车轮损坏 ， 在 钢厂 现有条件下 将车轮轴从减速机中取出时 无法保证减速机完好 ， 出现更换主动车轮必须一起更换三合一装置的局面， 增 大了备件费用 。针对上述问题， 将 减速机与车轮轴直轴装配 改造 为立式套装减速机与车轮轴花键配合 ，着重对 改造方案可靠性进行了论证 。通过 对选用备件的 强度校核， 证明改造后满足技术要求。主横行传动机构 改造后 ，取得了较好的效果。 关键词 ： 铸造吊车 ； 主横行 传动机构 ；直轴配合；花键配合； 强度校核 0 引言 攀钢提钒炼钢厂二方 225 t 铸造吊车主横行运行机构采用三合一装置传动，具有结构紧凑、简单 、运行可靠 等优点 ，但价格昂贵 （ 1 元） ， 且主小车两边的三合一装置方向不同，所以备件至少两边各备 1 套，备件库存费用大。更重要的是，三合一装置 减速机与车轮轴为直轴配合， 装配后用 紧定套 固定，运行的时间越长越紧，在使用过程中一旦主动车轮损坏，在 钢厂 现有 情况下将车轮轴从减速机中取出 时无法保证减速机完好 ， 从 而 出现更换主动车轮必须一起更换三合一装置的局面， 3 台 225 t 吊车每年因此消耗约 30 万元 。随着 炼 钢厂 3#方圆坯的建成投产， 2#方坯及 3#方圆坯的产量 不断 上升，致使二方 225 t 吊车的作业率大幅度提高，导致主横行车轮经常出现故障 ，既增加了 检 修的工作量，又浪费了 昂贵的备件 。针对这些问题， 对二方 225 t 吊车主横行传动机构进行了改造 。 1 改 造方案及零部件校核 造方案 二方 225 t 吊车主横行机构改造，将原来三合一减速机与车轮轴直轴装配 （如图 1 所示） 改为 立式套装 减速 机 与车轮轴花键配合 （如图 2 所示） ，改 造后主动车轮与减速机拆装方便，如更换主动车轮只需更换车轮，而不需连带更换别的备件。 图 1 改造前传动机构 图 2 改造后传动机构 电机的选用 及校核 原三合一装置 型号： M/转速： 1 465 r/电压：攀 钢 技 术 49 121 2 1 3 2 5 4 1234轮 5 380 V（ ） /660 V（ Y）； 电流： ；功率： 22 频率： 50 制动扭矩： 300 Nm。 所选用的变频调速三相异步电动机，其规格参数如下： 型号： 功率： 22 变频范围： 3 100 n=980 r/i=45 A； U=380 V； 接法： 。 从电动机的型号上来看，电动机是 6 极的，也就是三对极， 电机转速公式 n=60 p60 p 式中 子供电频率 ； p电机定子绕组极对数 ； s转差率 。 于是得出 ： 03/3=60 r/ 0100/3=2000 r/ 所以所选电机符合要求。 车轮的选用 及校核 原主动车轮踏面直径为 630 面宽度为130 口 106 止口的中心距为 380 虑选用 与以上参数相符的主动车轮，主动车轮与所选用车轮的轴承规格均为 3532，所以轴承能满足要求，无需校核。 原 225 t 吊车主横行主动车轮轴危险直径为125 选用的主动车轮轴危险直径 （花键齿根圆直径） 也为 125以不用校核，所选主动车轮满足要求。 减速机的选用 及校核 因已选用规格为 首先考虑 选用 与 主动车轮花键安装尺寸相匹配的 减 速 机 , 查 手 册 得 出 规 格 分 别 减速机符合要求 。 速度校核 原三合一装置型号 M/矩： 10 100 Nm ； 电机转速 1 465 r/速比： 输 出转速 21 r/ 计算其主横行最快速度：1=m/ 所选用的 东面、西面 减速机： 输入转速 n=1 000 r/功率 P=11 传动比 I= 计算 输 出转 速： n2=n/I=1000/r/ 主横行最快速度：m/ 此速度符合技术协议，满足生产要求。 减速机输入轴校核 输入轴仅受扭矩作用，强度计算公式 1为： 式中 传动轴计算截面的工作扭矩剪切力 ,T传动轴计算截面的扭矩（ ，强度计算用第 类、第 类载荷 2； 动轴计算截面的极截面模量（ 对于圆截面， 对于有键槽的圆截面， 6/)2(3 ，又查表得 轴径为 45 宽 b=14 槽高 h=5.5 ， 该 轴带键槽，所 以45345= 许用剪切应力（ 强度计算用 1，此处扭转应力按脉动循环变化，所以 ：00212 11 中 b= 中 的材料为 20表得 b=650 耐久限降低系数，查表得 = n安全系数，查表得 n= M M 因此，减速机输入轴危险截面满足要求 。 式中 c。 减速机输出扭矩校核 原三合一装置输出扭矩 T 三合一 =10 100 Nm，现选用减速机输出扭矩 T 输出 =T 输入 i 减速机=m, T 输出 T 三合一 ，所以选用的减速机满足工作要求。 50 2010 年第 33 卷第 6 期 制动轮 、制动器 的选用 及校核 根据选定的减速机输入轴的尺寸选择 制动轮 ，输入轴安装制动轮处尺寸为 50 10 准键） ， 查手册得 规格为 ) 200制动轮满足要求 ；再根 据制动轮的尺寸， 制动器选用块式制动器， 查手册得出 规格 型号 如下： 型号： 0 ， 力矩： 2089 瓦块退矩 0.8 足以上要求， 原三合一装置制动力矩为 300 选制动器 、制动轮 满足要求。 联轴器 的选用及 校核 轴器的选用 根据选定的减速机输入轴的尺寸、电机轴尺寸来选择联轴器，输入轴安装制动器处尺寸为 45 2 准键），因选用规格为 频调速三相异步电动机的电机轴为 55 07 直轴，查手册得 规格为 145*84/ 155*107 的联轴器 符合要求 。 联轴器的校核 已知： 选用的联轴器许用转矩 3150 用转速 n=2400 r/电动机功率 P 电 22 机转速 n 电 980 r/ 联轴器 转速 n 联 = n 电 =980 r/ 1）联轴器的传动效率 由电机到联轴器的总传动效率 总 = 电 =1 则 P 联 = P 电 总 =22 ）计算联轴器的传动扭矩 3 T 理 = T 电 =9550P 电 /n 电 =(955022)/980=c= = 式中 核时的计算扭矩 ； k工作情况系数，由手册查表得 k= 轴器联接螺栓的校核及孔壁挤压强度校核 该处联轴器联接方式为螺栓联接，联接螺栓为8 个 高强螺栓。 1)螺栓剪切强度校核 螺栓均处于受剪状态时，其至中心线距离相同均为 m 则 F 剪 = 8= 3 剪切强度 =4F 剪 /4(62)= 许用剪切强度 =(s，取 =40=128 式中 F 剪 剪切力 ； s屈服极限 。 联接螺栓为 知 s =640 由上面计算可知 ，说明当螺栓均处于受剪状态时，剪切强度满足要求。 2) 螺栓的挤压强度校核 3 p = F 剪 /(1620)=p=( s 取 最 小值 p= 40=320 中 d螺 栓直径 ； h挤压接触面的厚度 。 pp，受剪螺栓的挤压强度满足工作要求。 3） 螺栓受拉状态的校核 由于联轴器及螺栓加工精度及现场安装等多方面的原因，联轴器的联接螺栓通常情况下并非全部为受剪状态，而是有部分螺栓处于受拉状态，现对此种情况的螺栓进行校核。由于联轴器螺栓沿圆周均匀分布且工作时只受旋转力矩 每根螺栓沿圆周方向的受力相同，只是该力对受剪螺栓是由剪切力产生，对受拉螺栓是由接合面间的摩擦力产生 。 现对其拉伸强度进行简化计算 3： 剪式中 s摩擦系数，取 s= F 受拉螺栓的预紧力 。 则 9 6 2 . 9 5 7 4 0 7 . 3 10 . 1 3 剪螺栓所受拉应力M 0 2c d F其中 栓小径，取 dc6 用拉应力 = s/40/，即当螺栓处于受拉状态时，拉伸强度条件满足 要求 。 综上所述，所选联轴器满足工作要求。 2 电机支座及减速机支臂的选用 根据需选用的减速机、制 动轮、联轴器、电机等备件安装的具体尺寸，用 钢板加工焊接尺寸如图 3 所示的电机支座。 攀 钢 技 术 51 图 3 电机支座 根据需选用的减速机与主动车轮安装后与车轮平衡架的具体尺寸，用 钢板加工焊接尺寸如图 4 所示的支臂来限制减速机沿车轮轴圆周运动的范围，以此相对固定减速机及减少对减速机的冲击，延长其使用寿命。 图 4 支臂 3 结语 二方 225 原来三合一减速机与车轮轴直轴装配改为 套装立式 减速 机 与车轮轴花键配合，改造后主动车轮与减速机拆装方便，更换主动车轮只需更换车 轮，不需连带更换别的备件，节约了大量的备件 费 用 （每更换一个主动车轮节约 15万元） ， 且 提高了设备的可维修性，减少了检修的工作量及检修时间 。二方 225 我厂的大连重工和太原起重200 大减少了备件库存和机旁数量，每年节约费用约 50万元。改造近 2年来，主横行机构运行可靠、平稳，为钢厂生产的物流畅通及安全顺行作出了重要贡献。 52 2010 年第 33 卷第 6 期 参考文献 1 邱怀宣 ,郭可谦 ,吴宗泽 ， 等 北京 :高等教育出版社 ,1997. 2 周明衡 器选用 手册 学工业出版杜 ,2001. 3 张质文 北京：中国铁道出版社 ,1997. 4 李维荣 北京：机械工业出版杜 ,2002. 编辑 杨冬梅 收稿日期： 2010 中国“十一 五”主要污染物减排目标提前实现 中国环境保护部部长周生贤在中国环境与发展国际合作委员会 2010 年年会上说 ,中国 “十一 五 ”环保规划任务基本完成 ,“十一 五 ”主要污染物减排目标提前实现。 周生贤介绍说 ,2006 年至 2009 年 ,化学需氧量和二氧化硫排放量累计分别下降 9 66和 今年上半年 ,化学需氧量排放量同比下降 “十一 五 ”二氧化硫减排目标提早一年实现 ,化学需氧量减排目标提早半年实现。 周生贤指出 ,环境保护优化经济发展的综合作用日益显现。中国对 “两高一资 ”(高能耗、高污染、资源型 )、低水平重复建设和产能过剩项目严格把关。 2006 年 2009 年 ,上大压小、关停小火电机组 6006 万 汰落后炼铁产能 8172 万 t、炼钢产能 6038 万 t、水泥产能 t。 据介绍 ,中 国部分环境质量指标持续转好。与 2005 年相比 ,2009 年地表水国控断面劣 低到 ,下降 百分点；七大水系国控断面好于 类水质比例从 41提高到 ,百分点；重点城市空气质量优良率超过 80的城市比例从 高到 ,提高 百分点 ,“十一 五 ”主要环境质量指标均提前超额完成。 2009 年环保重点城市空气二氧化硫平均浓度下降 ;地表水国控断面高锰酸盐指数平均浓度下降 同时 ,中国重点流域区域污染防治不断得到深化 ,让江河 湖泊休养生息的理念深入人心。在大气污染防治方面 ,区域空气联防联控新机制得以建立 ,在北京奥运会、上海世博会和广州亚运会的环境质量保障中 ,发挥重要作用。在污染防治能力提升方面 ,截至 2009 年底 ,中国脱硫机组装机容量占全部火电机组的比重由2005 年的 12提高到 71 ,城镇污水处理率由 2005 年的 52提高到 中国集中