炼钢厂125t铸造起重机扩容改造.pdf
( 一6 7 . 7 3 6 , 9 2 . 6 4 6 ， 一1 1 1 . 2 8 : 9 2 . 6 4 6 ，川 . 2 8 ) 2 点处，其值为 6 7. 7 3 6 4 0 7MP a , 装配方便， 其工艺 性远高于原叉头 ( 2 )由强度比较可知， 新又头的最大应力比原 叉头的最大应力降低了2 M I 'a ， 约为原最大应力值 的5 . 8 %。新叉头的 强度比 原叉头有很大的提高。 ( 3 )现场调查发现又头破坏一般发生在根部 4 5 0 面上， 用有限元法计算，最大应力位于 Y 坐标 7 5 一 1 5 5 t= 的实体上， 计算结果与现场情况一致。 图3 新式叉头内轮廓曲线 参考文献 杨贵明S W C型十字轴式万向联轴器. 机械工程师， 1 9 9 4 ( 1 ) : 2 9 一 3 0 柯尊忠， 袁华机械零件的应力 优化设计中国机械工 程，1 9 9 4 ( 1 0 ) ; 6 4 一 6 6 刘钊， 王绍华等.C O S M O S / M有限元程序在7 k - 装 置设 计中的应用. 合肥工业大学学报，1 9 9 7 , 2 0 ( 3 ) : 1 6一2 1 D o u g las M B a t e s , D a n a ld G W a d s . 非线 性回 归分析及其应 用. 韦博成， 万方焕， 朱宏图译. 北京:中国 统计出版 社，2 3 -7 4 者址编 作地邮 图4 原义头载荷分布， 约束分布及实体网格图 3 结论 ( 1 ) 从以上介绍的新旧2 种无螺栓十字轴万向 联轴器叉头的结构可知， 新式叉头结构简单， 制造 收稿 日期: 张宏梅 江苏南京解放军理工大学工程兵工程学院 2 1 0 0 0 7 2 0 0 3一0 6一0 7 炼钢 厂 1 2 5 t 铸 造起 重机 扩容改 造 包头钢铁学院机械工程学院于文妍 包钢炼钢厂1 2 5 t 铸造起重机承担转炉铸锭和 连铸装运钢水罐的任务。1 9 9 4 年该厂转炉扩容后 每罐钢水的总重量增至8 5 t ，加L 罐体自重，该机 每 次吊 装的载荷总量达到1 3 3 t ,超过了额定起重 量 ( 1 2 5 t )的6 . 4 %。如果改用 1 4 0 t 的铸造起重 机， 则需增加投资9 3 0 万元， 且影响生产。如果在 原起重机基础上进行改 造， 则既能节约资金， 又不 影响正常的生产 1 改造的具体措施 经过计算，该起重机大部分零部件己满足强度 要求，只要对部分零部件进行改造和加固处理，即 可完全满足使用要求。 1 . 1 电动机增容改造 原电机为老式直流电机， 且能力不够。改造中 采用了 性能优良的大功率串励直流电动机， 其型号 为:Z Z ! 一 8 1 4 ，功率为8 6 k W. 1 . 2 卷筒轴的改进 为了 保证卷筒轴的安装尺寸不变， 设计时只 将 危险截面的过渡圆角由原来的 R 2 增大到 R 7 ，以 此来减小该截面的应力集中 经计算，R 7 的圆角 半径可以 满足疲劳强度要求，而又不影响卷筒轴与 卷筒和轴承座的安装尺寸， 保证了原零部件的 互换 性，使原有备件得以继续使用。 起孟运输机械2 0 0 3 ( 1 2 1 万方数据 1 . 3 平衡梁加固 由于原起重机平衡梁的中间开了0 1 0 0 的孔， 而引起应力集中， 使得平衡梁的静强度不能满足要 求， 所以在设计中， 通过增加平衡梁横截面的高 度， 并去掉此孔， 使其应力集中 大大降低， 从而满 足了平衡梁的强度要求。 1 . 4 减速器的改造 减速器是起升机构中的关键设备， 该设备的安 全与否， 直接影响着起重机的正常工作。而起升能 力的增加，致使减速器齿轮的接触疲劳强度不能满 足使用要求。在改造中，为了尽量减少更换部件， 节省资金， 采取了利用原减速器的箱体、轴等大部 分零部件的 方法，即 在不改变齿轮尺寸和参数的前 提下， 只 将齿轮的材质进行更换， 小齿轮材料选用 4 0 C r N i M o 。 大齿轮材料选用4 2 C r M o ， 采用这一措施 后， 齿面硬度得以提高，疲劳接触强度得到改善， 从而满足了 起升机构能力增大的要求。 1 . 5 主梁加固改造 起重机主梁是最主要的承力构件， 在起重量增 加后， 其疲劳强度已不能满足要求。因此在改造中 将起重机主梁底部增焊1 个2 0 0 m m高的通长箱形 梁 ( 见图l c ) ， 使其截面模量增大， 同时为了不使 弯曲中心移动太大而导致上缘板与腹板结合处的应 力增加过大，在上缘板上部再增焊1 块钢板， 从而 改善了此处的弯曲应力和车轴对此处的局部压应 力。经计算满足强度要求。 平 起拱位置 ( a ) 图1 铸造起重机主梁加固示意图 ( a )主梁上拱示意图( 功 原主梁截面( c )加固 后主梁截面 Z 施工措施 由于主梁不可能拆下来放在地面上施工， 且不 允许因焊接而产生应力和变形， 焊后必须保证主梁 的平直度和上拱度在规定的范围内。主梁能否按预 定方案顺利实施是改造的关键问题， 也是改造的难 点， 所以 施工当中 必须对每个具体焊接措施及其工 艺流程做详细的论证。具体方法如下: ( 1 )为保证主梁焊后的上拱度和侧弯能够满足 规定要求， 主梁及副梁焊接前必须卸载， 不允许在 受力状态下施焊。 ( 2 )焊接必须从中间往2 边对称进行， 边焊、 边测量、 边调整， 2 根立筋的焊接要从2 边同时施 焊， 焊接接头为4 5 0 0 ( 3 ) 加固梁和加固板不允许在主梁中心处分 段， 加固梁的焊接接口 必须相互错开口 ( 4 )为实现主梁的上拱度， 先把端梁与轨道固 定， 再用2 根0 5 0 0 的 钢管在主梁的中部将其顶至 所要求的 拱度 ( 见图l a ) . 3 效益分析 该机自 改造投人使用以 来， 各项技术指标均达 到了设计要求，机械设备全部满足生产和工艺要 求。 经测试， 上拱度为1 9 . 5 m m ， 静载荷达到 1 7 5 t 。 这次改造仅用了很少投资就解决了起重机扩容 的 难题， 杜绝了 事故隐患， 提高了 设备利用率。 改 造中共花费用3 1 6 . 8 万元，比 新购置1 台起重机节 约6 1 3 . 2 万元， 给单位带来了 一定的经济效益。 该机的 扩容改造在国内 为首例， 在技术上所取 得的经验亦为大吨位起重机的扩容改造奠定了基 础。因此， 该项目 所取得的 成功经验对冶金行业起 重运输设备的改造具有一定的推广和应用价值。 作者地址:内蒙古自 治区 包头市昆区阿尔丁大街 邮编: 0 1 4 0 1 0 收稿日 期: 2 0 0 3 - 0 5 - 1 3 起且运输机 械2 0 0 3 ( 1 2 ) 万方数据
