一种新型冶金起重机起升机构.pdf

轨方 向可 由控制软件设 定 ，且 留有充分余 地用控 制软件来 适应现场工况 ，逐交付格绿环保 和永光 微电机 2家投入批产。 图 5 定 型单元结 构示 意图。 5 现场 实施 2 0 0 8年 3月格绿环保和永光微电机 2家进入 现场安装 ，5月开始与生产线协同试生产 。试车阶 段 3套装 置现场使用情况并不理想 ，首先是传感 器件质量不能适应环境和实际工况 。底层单元间、 单元和集控之间通讯存在 问题 ，系统无 法适应现 场工况 ，影响整条生产线的效率 。 控制软件没有 发挥底层单元架 型优 势 ，建议 重新开发针对底 层单元架型特点 的控制和通讯软 件。2 0 0 9年初新底层和控制软件开始在现场调试 ， 在集控系统上新增故 障点 和类 型显示功 能 ，并能 在控制界面上修复部分底层单元功能或屏蔽单元 工作 ，这些是在总体规划和架型设 计 中考虑过 的 问题。为弥补没有工 业试验过程 ，采用分段 、跨 段调试手段 ，探摸底层 和集控通讯在 响应 和抗 干 扰能力方面存在 的问题 。在经历 3 0余天 一7℃ ～ 一 1 7℃露天现场调试后 ，底层程序和通讯软件亢 余锐减 ，效率和可靠性明显提高。2 0 0 9年春节后 3 套系统开始正 常运转 ，经历 了夏季高温考验 ，至 今已经正常运行 1 年 ，没有出现问题。 6结论 新产品的实施是现 场使用 环境 ，面对未知工 况和适应性能 ，只能靠借鉴和经验去构 画虚拟 的 各种综合条件。基础结构设计要给软件运用 留有 充分余地，以应对可能会出现的问题，弥补规划 和设计 的不 足。设计 精妙之处在于简 ，在满足使 用功能前 提下 ，提高可靠性 ，不可盲 目追求 大而 全和 高精尖 。 作 者 张连凯 地 址北京北三环东路 1 5号北京化工大学 1 3 0信箱 邮 编 1 0 0 0 2 9 收高 日期 2 0 1 0 0 2 2 2 一 种 新 型 冶 金 起 重 机 起 升 机 构 王荣 纲 大连华锐重3 - 起重机有限公司 大连1 1 6 0 1 3 文章编号 1 0 0 1 0 7 8 5 2 0 1 0 0 6 0 0 5 8 0 3 1 前 言 J B ／ T 7 6 8 8 ． 1 一l 9 9 5 冶金起重机技术条件 通用要求 中规定冶金起重机 的范 围为 适用于 金属冶炼 、轧制和热加工 的专用起重机 。而征询 意见稿的J B ／ T 7 6 8 8 ． 5 冶金起重机技术条件 铸造 起重机 中 “ 2 ． 1 更改原标准的适用范围，扩大到 凡搬运液态金属的都属铸造起重机” 。根据上述要 求 ，冶金企 业 中吊运液态金属 的起重机都属 于冶 金起 重机 。 一 5 8 一 对于冶金起重机 的要求 ，除上述 2个标准外 ， 还应满足 G B ／ T 3 8 1 l 一2 O O 8 起重机 设计规 范、 G B 6 0 6 7 --1 9 8 5 起 重 机 械 安 全 规 程 、 G B ／ T 1 4 4 0 5 --1 9 9 3 通用桥式起重机技术条件 以及中 国特种设备检测研究 中心于 2 0 0 7年 7月 2 3日下发 了 关于冶金起重机械整治工作有关意见的通知 质检办特 [ 2 0 0 7 ]3 7 5号等规范的要求。 目前 国内炼钢厂 的冶金起重机基 本都满足上 述要求 ，但是 ，炼钢厂 浇铸跨 吊运 中间罐 的起重 机 ，由于炼钢工艺 的要求 ，除 吊运 中间罐外 ，还 起重运输机械 2 0 1 0 6 要 吊运 连铸设备 的扇形 段及 结 晶器 等其他设 备。 该类起重机 以前几 乎全部采用的是普通桥式起重 机结构形式 ，国内大型冶炼 企业包含炼 钢厂 、铸 钢厂、铸锻厂和重机 厂等企业 ，这些 企业 以前基 本上都是采用普通桥式起重机的结构形式。 要满足国家相应规 范的要 求 ，普通桥 式起重 机无法达到要求 ，如果按照传统铸造起重 机的机 型要 求 ，大车轨 面上 、下部 空 间需 要大 大增 加， 车轮轮压大大增大 ，厂房本身的造价会大大提高， 同时设备 的造价也会相应提 高。无论对于新项 目 的先期投资还是老 厂房 中的原有设 备改造 ，工 程 成本造价会有很大的增加。 吊运 中间罐 的起重机 和铸钢厂 、铸 锻厂 、重 机厂吊运钢水 的起重机 ，使用等级 U和载荷状 态级别 Q都低于钢 厂炼钢 主生产线上 的起重 机 。另外，吊运 中间罐 的起重机 ，因为作业 空 间 的限制 ，吊具无法采用龙 门吊具 的形式 ，只能采 用吊钩组的结构形式 。鉴于以上原 因，必须采用 1 种新型冶金起重 机起 升机构 的形式 ，来满足 企业 的生产需要 。 2 规范对 冶金起 重机起 升机构 的特殊要求 2 ． 1 GB ／ T 3 8 1 1 - - 2 0 0 8 起重机设计规范 起重机设计规 范对 冶金起重机起升机 构 的要 求 比较偏 向于设 计过程 中的取值 ，包括对 电机 的 要求、对制动器的安全系数取值、对升降加 减 速度 的要求 、对 吊钩 的许用应力要 求、对钢 丝绳 安全系数 的要求 、对起 升限位保护及超速保护 的 要求等。 2 ． 2 GB 6 0 6 7 --1 9 8 5 起重机械安全规程 起重机械安全规程 是针对所有起重 机械 的安 全方面的详 细要 求，对冶金起重机 的起 升机构规 定较少 ，只对钢丝绳 的要求 “ 吊运熔化和炽热金 属的钢丝绳 ，应采用石棉芯 、钢 芯等耐高温 的钢 丝绳 。 ” 2 ． 3 J B ／ T 7 6 8 8 ． 1 5 1 9 9 9 冶金起重机技术条件 铸造起重机 该规 范对冶金起重机起 升机构 的要求侧重于 机构的结 构形式及较 为具体的安全要求 ，涉及 到 起升机构的比较少 ，具体如下 1 起 升机构应有 2套 驱动系统 ，当其 中 1 套驱动系统发生故障时 ，另 1 套驱 动系统应能保 起重运输机械 2 0 1 0 6 证额定起重量下完成 1个工作循环。 2 采用 4根钢丝 绳缠 绕系 统 的起 升机 构， 当 1 根钢丝绳或对角 2根钢丝绳断裂后仍能将重物 放到底面上 。 从该规范中可知 ，对 于冶金 起重机起 升机 构 的要求 ，即双机构和平衡臂 的要求 ，虽然对 于吊 具有隐指龙 门吊具之 意，但并未 明确 指出必须为 龙门吊具 ；但在 实际操作过程 中，技术监 督部 门 和安全生产管理监督部 门通常会严格按照必须带 有龙 门吊具的要求执行 。由此不仅造成工 程造价 提高 ，还无法 满足 生产需要 。例如 ，钢厂 中浇铸 跨 吊运 中间罐 的起重 机 ，根据炼 钢 工艺 的要求 ， 除吊运中间罐外 ，还要 吊运连铸设 备 的扇形段及 结 晶器等其他设备 ，因为厂房 的布置 空间 ，不 可 能采用龙 门吊具 ，必须采用单 钩 的吊钩组 ，如果 必须采用龙门吊具 ，则项 目就无法进行下去。 在征求意见稿的 J B ／ T 7 6 8 8 ． 5 1 9 9 5 冶金起 重机技术条件 铸造起重机 就将铸 造起 重机 的 范围做了扩大 ，具体为 “ 该类起重机包括 主起 升机构钢丝绳直接悬挂带 2个板 钩的起 重横 梁或 通过 吊钩悬挂 带 2个板钩 的起重 横梁的起重机。 ” 这里明确指 出，“ 通过吊钩悬挂带 2个板钩的起重 横梁的起重机” 也是铸造起重 机 ，这 为新 型 的冶 金起重机起升机构的提出提供了法律基础。 3 起升机构 的新形 式 3 ． 1 机构 原理 及组 成 如图 1 所示 ，起升机构 的两侧是 2个减速器 ， 中问是 1 个双联或 4联卷筒 ，中间卷筒两端采用轴 承座固定 ，减速器输 出轴套装在悬臂 于轴承座外 侧的卷筒轴上 。减 速器高速端 壳体与 电动 机、制 动器 、联轴器等制作 成整体 ，这样套装 的减速器 在拆 卸 时 ，高 速 轴 部 件 一 起 随 之 拆 卸 ，方 便 ， 快捷 。 3 ． 2性能 特点 国内吊中间罐的起 重机有 多种形式 ，但 只有 图 1 、图 2所示的 2种形式既可 以满足国家相关标 准对铸造起重机 的要求 ，又可 以满足广 大钢厂 的 工艺要求 ，同时也 满足广 大铸钢 厂、铸锻 厂、重 机厂的生产工艺要求。 该机构的两侧有 2个减速器 ，中间 1个卷 筒 ， 减速器实心轴输 出、卷筒组两端悬挂在减速器上。 一 5 9 图 1 典型的起 升机构结构示意图 1 ．电动机2 ．联轴器3 ．制动器4 ．减速器 5 ． 制动 盘6 ． 卷筒组7 ． 平衡臂 8 ．定滑轮组9 ．限位开关 图 2 目前较多企业采用的起升机构图 1 ．电动机2 ．联轴器3 ．制动器4 ．减速器 ’ 5 ． 制动 盘6 ．卷筒组7 ． 平衡臂 8 ．定滑轮组9 ．限位开关 早期 这种形 式 的卷筒 两端 均为齿 轮盘接手 ， 卷筒在机构 中，两端均没有 固定，卷筒在转动过 程中，由于卷筒 的变形 和减 速器的不 同心 ，卷 筒 承受轴 向力 ，由于卷筒没有 固定 ，轴 向力会将减 速器端盖和轴承挤碎。实践证 明，这种形式存在 原理上的缺陷。为 了解决这些 问题 ，采用 1种新 型结构 ，即卷筒一端 为球 铰式卷筒联轴器 ，一端 为齿轮盘接手。卷筒联轴器端对卷筒起 到固定 作 用 ，解决了卷筒 2个方 向窜动 的问题 ，也 消除了 因为卷筒与减速器低速轴轴线存在夹角 ，该端齿 轮盘接手和卷简容易损坏 的情况。由于具 体结构 形式所 限 ，这 种机型存 在 的 固有 缺点无 法克 服， 在使用过该形式的产品上 ，都不 同程度存 在着问 题 。具体如下 1 两侧减速器在装 配时存在在水平和高度 方向上的不同心状况，这样卷筒在装配后，存在 事实上的空间倾斜现象。卷筒 的倾斜造 成在运行 过程中，每个工 作循 环都存在摆动现象 ，齿轮盘 接手端存在卡死 的现象 ，卷筒 的卷 筒联 轴器或齿 轮盘接手容易发生损坏 。 2 该 机型 的特点就是 卷筒联 轴器端 固定 ， 齿轮盘接手端 自由。在工作过程 中，卷 筒存在变 形的情况 ，自由端必 然窜动 ，因为齿 轮盘接手端 一 6 0 一 存在卡死 现象 ，齿轮盘轴随着卷筒窜动 ，减速 器 轴承和端盖都容易被挤碎。 3 在使用维护过程 中，更换卷筒 、减速器 或其中的任何零件 ，机构都要彻底拆开 ，工作量 极大 ，同时 ，存在重新 装配 的状况 ，装配后 的精 度更是难以保证 。 为彻底解 决 图 1机 型存 在的固有缺点 ，应做 较大改进 ，最终形成 的新型起升机构 的形式具有 如下突出优点 1 卷 筒组 两 端 固定 ，保 证 了机 构 的 准确 定位 ； 2 卷筒组两端输 出轴为渐开线花键轴 ，传 动保证 了力矩安全可靠的传递 ； 3 减速器套装 的形式 ，保证 了减速器和机 构拆装都 比较方便 ，而且在任何 时候 ，都不存在 减速器与卷筒不同心的情况 ； 4 卷筒组在运行过程 中的变形 ，造成 的卷 筒轴向方向上 的自由端窜动 ，对机构无不 良影响； 5 整个机构拆装非常方便 ，使用维护过程 中的工作量很小 ，再次装 配时，对装配精度没有 特别要求。 4 结束语 新型冶金起 重机起 升机构既可满足炼钢厂 吊 运 中问罐起 重机 ，铸 钢厂、铸锻 厂、重 机厂等企 业 吊运钢水的起重机这类起重机的现场工艺要求 ， 又可极大降低厂房和设备的成本，还通过 了国家 技术监 督部 门和安全生 产管理监 督部 门的验收。 采用这种形式起升机构的铸造起重机机型势必得 到越来越广泛的应用。 参考文献 [ 1 ]G B ／ T 3 8 1 1 2 o 0 8 起重机设计规范 [ S ] ． [ 2 ]G B 6 0 6 7 --1 9 8 5 起重机械安全规程[ s ] ． [ 3 ]J B ／ T 7 6 8 8 ． 1 1 9 9 5 冶金起重机技术条件通用要求 [ s ] ． [ 4 ]J B ／ T 7 6 8 8 ． 1 5 ～1 9 9 9 冶金起重机技术条件 铸造起重 机[ s ] ． 作者地址 大连市 大连华锐重工起重机有 限公司 邮 编 1 1 6 0 1 3 收稿 日期 2 0 0 9 0 81 0 起重运输机械 2 0 1 0 6