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研制立轧机连接轴升降工具 唐山建龙实业有限公司 唐山建龙实业有限公司隶属北京建龙重工集团 是建龙集团的发祥地 位于河北省遵化市 曾因创造 建龙发展模式 而闻名冶金行业 1998年底租赁遵化市钢铁厂 2000年3月完成整体改制 历时10年的飞速发展 由年产钢不足10万吨的濒临倒闭企业一跃成为集焦化 烧结 炼铁 炼钢 热轧 焊管 冷轧于一体的现代化钢铁联合企业 形成了200万吨铁钢材综合生产能力 公司简介 企业精神 只争第一 尊重人的需要 培养人的能力 激励人的进步 成就人的价值 点滴做起 诚信 规则 团队 卓越 共赢 企业价值观 自主管理活動 累计完成主题1632件 预估创造效益1 14亿元 一 小组资料 二 选择主题 热轧一厂成立于1999年9月 整条生产线由加热炉 粗轧530轧机 精轧2立8平轧机 卧式无芯卷曲机 收集系统 入库组成 整条轧线自动化配置较低 半自动化 精轧2号立轧机作为一轧厂精轧区控制带钢宽度的关键设备 更换频率高 更换周期大约为1次 10天 更换轧机时连接轴轴头较重 190kg 人工更换速度慢成为制约提高产量的瓶颈 同时存在安全隐患 1 问题的提出 滑轮 滑轮 滑轮 万向轴 分齿箱 减速机 平台 立柱 2 更换流程 4人 二 选择主题 3 数据收集来源 一轧厂调度记录本数据收集周期 2010年5月数据收集人 杨永立王海军 二 选择主题 为保证更换2号立轧机连接轴轴头时员工的安全 降低操作中劳动强度和减少操作人员 全体圈员讨论通过 确定此次活动主题为 三 确定课题 研制立轧机连接轴升降工具 四 目标设定 目标值 设定理由 指标评价 五 活动计划书 六 方案研拟 试验后 大家展开讨论 认为此方案存在很多弊端 虽然节省了人力 但由于天车不能同步作业造成定修延时 且易造成设备的损坏 因此大家决定再次进行讨论分析 寻求新的方案 滑轮 滑轮 滑轮 万向轴 重复此动作将两根连接轴提起 通过以上分析 要实现我们的终极目标 必须对滑轮组进行进一步改进 六 方案研拟 根据以上问题全体圈员共同讨论决定 为消除钢丝绳缠绕的现象 我们必须减少动滑轮的数量 但还需达到减力的目的 因此我们决定增加能减力的减速机装置 且能具备自锁功能 六 方案研拟 至此我们的构想基本成型 在试验分析过程中总结出升降装置由以下部分组成 连接轴升降工具 吊轴系统 吊轴样式 吊轴位置 滑轮系统 滑轮组 钢丝绳 减速机系统 平台 手柄 卷筒 减速机 六 方案研拟 1 吊轴系统 1 吊轴样式的确定 针对连接轴轴头重量95kg 个 合计190kg的总重 进行现场分析 参考立轧机连接轴的特点 以及两根连接轴间的平行距离 高度 制定出两个方案如下 方案2 吊轴工具 万向轴 吊板 因为卡板分为东西两块 每个卡板属于一个整体 不存在分立 所以能够顺利将连接轴吊起 且制作简单 人员便于操作 卡板 卡板式 七 方案研讨及最终方案确定 2 吊轴位置确定 经圈员对比分析后采用卡板进行操作 根据一轧厂轧制规格变化频繁等因素考虑 轧制宽度变化导致连接轴轴头间距变化这一特性 因而对吊点位置进行研讨如下 十字轴下 十字轴上 1 试验过程中发现连接轴受力分散 原因是连接轴属于十字万向轴 2 在轧制规格改变时 轴间距不能调整 轧制规格区间180 232mm 试验过程中受力集中且十字轴下方可以调整 能够满足轧制需求 方案1 方案2 七 方案研讨及最终方案确定 1 滑轮组选型方案确定 2 滑轮系统 圈员针对采用多个动滑轮将力减少到最小化为标准到现场进行试验考察 通过对现场高度测量 和轴头实际重量190kg 按每增加一个动滑轮力减少一半力的原理初步决定采用3个动滑轮将力较少到30kg以内 达到单人能够操作的目的作为其中的一套方案 另一套方案 考虑现场高度不足 左右狭小 避免钢丝绳缠绕等原因是否可以将动滑轮减少到2个 将力分走一部分 最终决定两套方案进行对比分析 方案2 方案1 三个动滑轮 两个动滑轮 优点 能够将力减少到30kg以内 可以单人操作 缺点 制作复杂 钢丝绳间产生摩擦 易乱 传到机架滑轮 优点 钢丝绳缠绕简便 不易混乱 缺点 力大于60kg 不能实现单人操作 七 方案研讨及最终方案确定 针对最终确定2个动滑轮和一个定滑轮组成滑轮组不能实现单人操作这一事实 点检员许广双提出建议将部分力分走是否可以考虑使用减速机来实现呢 圈员进行了调研 调研结果 使用减速机能够将力分走一部分 达到单人 轻松操作的目的 所以我们采用2个动滑轮和一个定滑轮这套方案为最终方案 2 钢丝绳型号确定 圈员针对两个轴头重量进行了现场数据收集 轴头重量190kg 2个 吊板40kg 依据 起重吊装技术 中拉力计算公式 T允 10D 安全系数 起重机械自身安装系数 2 5 摩擦力不计得出 一 钢丝绳正常拉力为 T允 10D 钢丝绳最大拉力为T破 50D 二 T允 2轴头重量 吊板重量 安全系数D 钢丝绳直径有以上数据汇推出 2轴头重量 吊板重量 安全系数 10 钢丝绳直径的平方即T允 10D 由此推出D 2轴头重量 吊板重量 安全系数 10D 2 95 40 2 5 10D 575 10D 7 6mm结论 经过计算我们采用 7 7的钢丝绳 两重量相加 采用 7 7的钢丝绳 七 方案研讨及最终方案确定 1 减速机的确定 圈员根据减速机的省力 是否使用电动或手动来完成操作 进行调研对比分析结果如下 电动减速机操作 手动减速机操作 减速机 方案2 方案1 成本高 容易损坏设备 无成本 易操作 不易损坏设备 七 方案研讨及最终方案确定 3 减速机系统 针对以上分析我们采取手动减速机为我们最终方案 问题电动减速机存在自锁装置 而手动减速机没有 容易下滑出现安全事故 此种现象我们对减速机再次调研如下 蜗轮蜗杆减速机规格型号 计量单位 台 安装形式 卧式 型号 WHT100 50 I 额定功率 1 3 kw 供货总量 500 输入转速 1500 rpm 输出转速范围 30 rpm 许用扭矩 274 N m 适用环境 0 45 带自锁功能 使用范围 机械行业 级数 单级 减速比 50 适用范围 升降机 WHT42 WHT65 WHT80 WHT100型圆弧圆柱蜗杆减速机I 输出端扭矩 274N m 50 13700N m1千克力 9 8N 所以 该减速机可以拉动13700N的重物 也就是可以拉动的重物质量 13700N 9 8N Kg 1397 96Kg WHT42 WHT65 WHT80 WHT100型圆弧圆柱蜗杆减速机I IV式安装型式及尺寸 JB2318 79 结论 根据调研结果涡轮蜗杆减速机能够实现自锁且将重力分解最小 能够达到我们的期望 圈员许广双 杨永立对分厂内部备件库备件及K3系统进行查找 结果发现大库有WHT100的涡轮蜗杆减速机 经过现场外形测量及各种参数的核实能够满足我们需要 决定使用 七 方案研讨及最终方案确定 2 安装平台的确定 全体圈员到现场根据二立轧机实际位置比较分析确定平台所在位置 依据每个人员的平均身高1 7米展开讨论 以手臂自然下垂手指尖顶部为最低点 以肩关节为最高点 在高度方面共提出两套方案 位置确定方面考虑可操作性绝定安装在南面 具体分析如下 1 根据员工操作性难易程度考虑 位置确定南侧时 员工操作时不用跨越平台而北侧反之 不存在安全隐患 2 更换二立轧机需将进口抬起 水管撤出 如平台安装在西侧出现同步作业 影响速度 位置确定 东南侧 七 方案研讨及最终方案确定 3 手柄的确定 两个预选方案如下 方案1 方案2 七 方案研讨及最终方案确定 依据二立轧机连接轴上滑键长度300mm 滑轮组省力1 4但距离需增长4倍 卷筒需要卷曲钢丝绳的长度为300mm 4 1200mm 根据周长公式 L D计算出直径长度 4 卷筒的确定 结论 1 根据钢丝绳直径 7 7推出卷筒直径约154mm 来源于起重机械结构规范 滑轮直径不小于钢丝绳直径的20倍 2 通过钢丝绳长度计算出卷筒槽宽50mm能满足使用 含2 5圈的安全圈数 合计5圈 七 方案研讨及最终方案确定 4 最终方案确定 连接轴升降工具 吊轴系统 吊具卡板式 吊轴位置十字轴上 滑轮系统 两个动滑轮的滑轮组 7 7mm的钢丝绳 减速机系统 平台高度0 7m轧机东南侧 可折叠手柄 直径15cm的卷筒 手动涡轮蜗杆减速机 七 方案研讨及最终方案确定 八 对策实施 实施一 滑轮组安装 对策实施 2010年5月25日利用待料时间首先将两根4米长的槽钢南 北侧焊接在轧机牌坊隔热板下200mm处 然后在牌坊顶部焊好固定起点 将加工好的滑轮按照提前设计好的路径进行组装 负责人 徐志勇 王树新 传到机架滑轮 定滑轮 动滑轮组 槽钢 槽钢 实施二 制作卡板吊具 对策实施 2010年6月12 14日首先对卡板进行制作 根据连接轴间距分别在两块钢板上各割直径17cm的半圆 在卡板中间位置割一个120 50mm的孔 将提前预制好的两块夹板焊在吊板的中心位置 根据动滑轮厚度 两个动滑轮用穿销固定的夹板中 负责人 王海军 王宏伟 吊轴工具 万向轴 滑轮组 加焊圆环 八 对策实施 实施三 制作吊轴位置 对策实施 2010年6月12 14日首先对预先下好的料分片焊在连接杆十字轴上方 焊牢固 负责人 王海军 王宏伟 八 对策实施 实施四 减速机系统组装 对策实施 2010年7月20日用准备好的料对平台进行组装 焊接在立柱0 7米处 然后将卷筒热装到减速机上 将组装好的减速机固定在平台上 将轴套安装到减速机高速轴上 预制好的手柄焊接在轴套上 负责人 王宏伟 杨永立 八 对策实施 转向滑轮 机架 减速机 槽钢 吊轴工具 万向轴 滑轮组 加焊圆环 升降工具实施及试验 2010年8月5日圈员对组装好的升降工具进行试验 在操作过程中发现16mm卡板稍有变型 圈员针对此问题进行分析 是否能将16mm的钢板改为24mm的钢板再次试验 结果升降工具顺利的将连接轴升起 试验成功 但是在轧机回装完毕后出现新的问题 24mm厚的钢板比较重约30kg 需要2个人操作 使用时存在一定安全隐患 针对此问题圈员再次分析 提出在不影响生产的情况下能否将卡板固定在牌坊上 圈员对现场进行分析 最后决定在每个卡板的角部焊接一个 30的螺母 利用固定转向轮的槽钢 120mm 根据卡板长度 在槽钢上分别引下4根铁链 用 12的圆钢穿过螺母 在螺母外侧使铁链与圆钢焊接 作为两个卡板的滑道 由于卡板较重 槽钢受转向轮与卡板的重力较大 圈员以防万一决定在东侧槽钢下方加焊筋板 八 对策实施 吊轴工具 万向轴 传到机架滑轮 定滑轮 动滑轮组 万向轴 减速机 滑轮组 吊轴工具 机架滑轮 减速机卷筒 滑轮组 加焊圆环 九 效果确认 1 数据收集数据来源 一轧厂调度记录本收集周期 2010年9月数据收集人 杨永立王海军 九 效果确认 2 柱状图分析 九 效果确认 3 有形投入 九 效果确认 4 有形效益 改善前 23分钟 次改善后 10 5分钟 次合计每次节省时间 23 10 5 12 5分钟 次巩固期三个月节省时间 12 5 3 3 112 5分钟 1 875小时根据效益评估手册 九 效果确认 5 无形效益 1 通过使用这套