型鋼成排臺架惠斯頓機構(gòu)支撐套改造

摘要：惠斯頓機構(gòu)的作用是將軋件從矯直機后工作輥道橫向移動到成排臺架上，其具有移送速度快、跨度大、定位準(zhǔn)和噪聲小等優(yōu)點。文章通過對成排臺架惠斯頓機構(gòu)進(jìn)行描述和分析，并對支撐套的結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行改造，解決了張緊輪的設(shè)備隱患，為提高該設(shè)備的穩(wěn)定性提供了保障。

關(guān)鍵詞：惠斯頓機構(gòu)；型鋼；成排臺架；支撐套改造；公差 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TG333 文章編號：1009-2374（2017）10-0047-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.10.023

1 概述

成排臺架是重鋼型鋼廠搬遷至長壽后為適應(yīng)新工藝而引進(jìn)的軋鋼機械輔助設(shè)備，其作用是將矯直后的軋件平移到冷鋸輥道上，為冷鋸鋸切做準(zhǔn)備?；菟诡D機構(gòu)的作用是將軋件從矯直機后工作輥道橫向移動到成排臺架上，其具有移送速度快、跨度大、定位準(zhǔn)和噪聲小等優(yōu)點。在搬運軋件過程中軋件一直處于平動狀態(tài)，所以避免了軋件的表面擦傷，大大提高了軋件的表面質(zhì)量。張緊輪的作用是將惠斯頓機構(gòu)的鏈條收緊，以保證鏈條的傳動平穩(wěn)，避免跳鏈的情況發(fā)生。由于張緊輪采用螺栓進(jìn)行壓緊，螺栓端頭與轉(zhuǎn)動軸點接觸，接觸面積小，張緊輪屬于懸臂布置，鏈條受力之后，張緊輪轉(zhuǎn)動軸相對鏈條有一定角度的擺動，長此以往，對張緊輪磨損加大，使用壽命降低。

2 惠斯頓機構(gòu)的工作原理

重鋼型鋼廠所用的惠斯頓機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡圖如圖1所示：

惠斯頓機構(gòu)工作時作圓周運動。當(dāng)傳動軸5帶動惠斯頓機構(gòu)4轉(zhuǎn)動時，軋件被托架2平穩(wěn)地托起并水平移動，固定鏈輪7由于被調(diào)節(jié)裝置6所固定，所以不能繞傳動軸5轉(zhuǎn)動，同時固定鏈輪與活動鏈輪的鏈傳動速比i=1，使得活動鏈輪的絕對角速度為零，這樣就保證了在惠斯頓杠桿轉(zhuǎn)動過程中，與活動鏈輪固定聯(lián)結(jié)的托架始終保持豎直位置?；菟诡D機構(gòu)托起軋件轉(zhuǎn)過一定角度后，再把軋件放在另一工作位置上，就完成了一個工作行程。

3 張緊輪的改造

3.1 張緊輪改造前的狀況

惠斯頓機構(gòu)鏈條是帶動機構(gòu)運轉(zhuǎn)的關(guān)鍵性零件，為了鏈條安裝方便，也為了調(diào)節(jié)鏈條的松緊程度，設(shè)計時在鏈條旁邊安裝了張緊輪，由螺栓調(diào)節(jié)張緊輪的上下，從而調(diào)節(jié)鏈條的松緊程度。由于螺栓與張緊輪屬于點接觸。在鏈條張緊時，鏈條對張緊輪產(chǎn)生徑向作用力，與螺栓的作用力形成傾翻力矩，從而使得張緊輪有向上翹的趨勢（如圖2）。由于套筒和墊圈接觸，使得惠斯頓機構(gòu)本體與墊圈不接觸，從而產(chǎn)生間隙，最終使得張緊輪上翹（圖3）。

3.2 張緊輪受力分析

張緊輪工作時受到鏈條的張緊力F1的作用，而螺栓對張緊輪產(chǎn)生向下的壓力F2，這兩個力產(chǎn)生了傾翻力矩，使得張緊輪逆時針翻轉(zhuǎn)。當(dāng)翻轉(zhuǎn)到一定程度，墊圈與惠斯頓機構(gòu)本體接觸，從而產(chǎn)生軸向力F3，而該軸向力同其他力形成順時針力矩，從而與其傾翻力矩抵消，最終達(dá)到系統(tǒng)受力平衡。

3.3 張緊輪結(jié)構(gòu)的改造

針對改造前張緊輪的情況及其受力分析，決定對張緊輪進(jìn)行改造（如圖4）。與改造前相比，在張緊輪裝配的時候，將套筒換成支撐套。支撐套的結(jié)構(gòu)形式如圖5所示，其上下有一個相互垂直的孔，其中一個孔與張緊輪軸配合，另一個孔與調(diào)節(jié)螺栓連接。當(dāng)張緊輪受力傾翻的時候，傾翻力矩通過支撐套傳遞給螺栓，而螺栓又對支撐套有一個反作用力，并產(chǎn)生一個大小相同，方向相反的力矩，從而抵消了傾翻力矩的作用，使得張緊輪不會上翹。而為了保證支撐套與張緊輪軸之間不產(chǎn)生相對位移，在其底部設(shè)計了一個螺紋孔，用緊定螺釘對其進(jìn)行固定，從而保證了支撐套更穩(wěn)定、牢固地發(fā)揮作用（圖5）。

4 結(jié)語

惠斯頓機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，能夠在保證軋件表面質(zhì)量的前提下平穩(wěn)、迅速、準(zhǔn)確地移動軋件，無論是移動單根或成排軋件，還是由低位運到高位或由高位運到低位，都能準(zhǔn)確實現(xiàn)，因而在工廠得到大量的應(yīng)用。但是由于該機構(gòu)作回轉(zhuǎn)運動，所占空間比較大，因而對緊湊型設(shè)備布置帶來一些不便，運動副較多，需要良好的潤滑作為保障，增大了設(shè)備檢修與維護(hù)的工作量，而這些與其優(yōu)勢相比，顯得不太重要，因而越來越多的軋鋼廠選擇該機構(gòu)作為轉(zhuǎn)運軋件的設(shè)備。而在該機構(gòu)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的改造更加優(yōu)化了其作用，使得運轉(zhuǎn)更加平穩(wěn)、

高效。

參考文獻(xiàn)

[1] 肖永力.惠斯頓杠桿的研究[J].重型機械，1995，（1）.

[2] 成大先.機械設(shè)計手冊[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1993.

[3] 陶維瑛.惠斯頓杠桿的設(shè)計與計算[J].包鋼科技，2001，（2）.

作者簡介：李鵬（1985-），男，重慶鋼鐵（集團(tuán)）有限責(zé)任公司工程師，研究方向：機械工程。

（責(zé)任編輯：黃銀芳）