板帶冷軋機(jī)中運(yùn)卷小車的結(jié)構(gòu)對比分析

劉志鵬

(洛陽有色金屬加工設(shè)計(jì)研究院，河南 洛陽471039)

運(yùn)卷小車是板帶冷軋機(jī)中必不可少的組成部分，它的結(jié)構(gòu)形式有很多種，筆者在這里選出兩種比較典型的運(yùn)卷小車，即導(dǎo)柱式運(yùn)卷小車和導(dǎo)架式運(yùn)卷小車，從可維護(hù)性、導(dǎo)向形式 、車體的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、傳動(dòng)形式四個(gè)方面進(jìn)行對比，從而找出更合理的結(jié)構(gòu)及適用場所。

1 導(dǎo)柱式和導(dǎo)架式運(yùn)卷小車的結(jié)構(gòu)組成

導(dǎo)柱式運(yùn)卷小車主要由托座、球頭、液壓缸、導(dǎo)柱、車體、傳動(dòng)電機(jī)和傳動(dòng)軸等組成(如圖1所示)。

導(dǎo)架式運(yùn)卷小車主要由托座、耳環(huán)、銷軸、液壓缸、導(dǎo)架、車體、傳動(dòng)電機(jī)、傳動(dòng)軸等組成(如圖2所示)。

圖2 導(dǎo)架式運(yùn)卷小車結(jié)構(gòu)組成

2 導(dǎo)柱式和導(dǎo)架式運(yùn)卷小車的裝配維護(hù)便捷性對比

2.1 托座部分裝配維護(hù)便捷性對比

導(dǎo)柱式運(yùn)卷小車的托座由球頭支撐，球頭與液壓缸相連。而導(dǎo)架式運(yùn)卷小車的托座通過銷軸與耳環(huán)相連，耳環(huán)固定在液壓缸上。兩者托座結(jié)構(gòu)的比較：首先，球頭及球座與銷軸和耳環(huán)相比加工難度較高；其次，球頭、球座的結(jié)構(gòu)更復(fù)雜，裝配及維護(hù)相對困難。

2.2 傳動(dòng)軸、傳動(dòng)軸承座加工、裝配維護(hù)對比

導(dǎo)柱式結(jié)構(gòu)傳動(dòng)軸軸承座與車體為一體式結(jié)構(gòu)，對于軸承孔的加工不方便，并且孔的同軸度不易保證，精度要求高。此外傳動(dòng)軸在裝配時(shí)，需穿過車體。這種結(jié)構(gòu)導(dǎo)致傳動(dòng)軸的拆裝比較困難。

導(dǎo)架式運(yùn)卷小車的傳動(dòng)軸、車輪及軸承座整體裝配后由螺栓固定在車體下側(cè)，拆裝便捷。

2.3 液壓缸安裝維護(hù)便捷性對比

導(dǎo)柱式運(yùn)卷小車的液壓缸直接由螺栓固定在車體中部，拆裝、維護(hù)方便簡潔。而導(dǎo)架式運(yùn)卷小車的液壓缸為中部耳環(huán)式，位于車體和導(dǎo)架的內(nèi)部，耳環(huán)固定在車架上。拆裝液壓缸需要將托座、導(dǎo)架一起拆出，相對較麻煩。

3 導(dǎo)柱式和導(dǎo)架式運(yùn)卷小車導(dǎo)向形式對比

導(dǎo)柱式運(yùn)卷小車的導(dǎo)向形式為：兩導(dǎo)柱在車體的導(dǎo)向套(導(dǎo)向套中裝有銅滑套)中滑動(dòng)導(dǎo)向。導(dǎo)柱式結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)為：1)結(jié)構(gòu)簡單；2)裝配便捷。但也存在如下缺點(diǎn)：1)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度稍弱；2)對導(dǎo)向套及導(dǎo)柱固定軸孔的加工精度要求較高，出現(xiàn)誤差后不益調(diào)整；3)導(dǎo)向套內(nèi)的滑套更換略麻煩。

導(dǎo)架式運(yùn)卷小車的導(dǎo)向形式為：導(dǎo)架置于車體內(nèi)部，車體上裝有滑座和滑板，導(dǎo)架在滑板間滑動(dòng)導(dǎo)向(如圖3所示)。導(dǎo)架式結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)為：1)導(dǎo)架為框架式結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度較好，托座升降平穩(wěn)，特別是大卷徑、大質(zhì)量帶卷更適用；2)滑板間的間隙可以通過滑座與車體間的墊片組調(diào)整，對導(dǎo)架的加工精度要求相對較低；3)滑板容易更換。但是其結(jié)構(gòu)與導(dǎo)柱式相比率復(fù)雜。

圖3 導(dǎo)架導(dǎo)向結(jié)構(gòu)圖

4 導(dǎo)柱式和導(dǎo)架式運(yùn)卷車車體強(qiáng)度對比

建立三維模型，對兩種小車的車體強(qiáng)度進(jìn)行力學(xué)分析。根據(jù)兩種車的結(jié)構(gòu)及液壓缸的形式可知，導(dǎo)柱式運(yùn)卷小車載荷作用在車體中部，導(dǎo)架式運(yùn)卷小車載荷作用在車體兩側(cè)軸承座上。向車體加載20噸載荷，得出兩種車體的應(yīng)力和位移分析圖(如圖4、圖5所示)。

通過圖4、圖5兩者之間的對比，可以看出導(dǎo)架式運(yùn)卷小車的車體強(qiáng)度要明顯優(yōu)于導(dǎo)柱式車體結(jié)構(gòu)。

導(dǎo)架式運(yùn)卷小車應(yīng)力分析圖 導(dǎo)柱式運(yùn)卷小車應(yīng)力分析圖

導(dǎo)架式運(yùn)卷小車位移分析圖 導(dǎo)柱式運(yùn)卷小車位移分析圖

5 傳動(dòng)形式對比

無論是導(dǎo)柱式還是導(dǎo)架式運(yùn)卷小車，傳動(dòng)形式都有兩種。一種為鏈輪、鏈條式，一種為傳動(dòng)軸直聯(lián)式。鏈輪、鏈條式結(jié)構(gòu)簡單，裝配方便；傳動(dòng)軸直聯(lián)式對加工精度要求高，安裝難度大。但是從使用功能上看，傳動(dòng)軸直聯(lián)式結(jié)構(gòu)小車行走精度高，而鏈輪、鏈條式結(jié)構(gòu)需要定期調(diào)整鏈條張緊程度。

6 結(jié)束語

本文對目前廣泛使用的兩種運(yùn)卷小車從多個(gè)方面進(jìn)行了對比，無論強(qiáng)度還是結(jié)構(gòu)導(dǎo)架式小車相對更合理。但在實(shí)際設(shè)計(jì)選型中，還應(yīng)根據(jù)各自的實(shí)際情況而定。

[1] 洛陽有色金屬加工設(shè)計(jì)研究院：板帶車間機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)(下冊)[M],北京：冶金工業(yè)出版社，1983。