250 t 以下鑄造橋式起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)的選用

周海斌

（太原重工股份有限公司技術(shù)中心， 山西 太原 030024）

1 背景技術(shù)

鑄造橋式起重機(jī)的工作主要是吊運(yùn)裝有高溫液態(tài)金屬的鐵水罐，有的還承擔(dān)為電爐兌鐵水的工作。

JB/T 7688.5—2012《冶金起重機(jī)技術(shù)條件第5部分：鑄造起重機(jī)》要求，主起升機(jī)構(gòu)設(shè)置兩套驅(qū)動(dòng)裝置，并在輸出軸剛性連接，所以噸位小于250 t 的鑄造起重機(jī)，一般采用了雙減速器結(jié)構(gòu)型式。

2 起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)形式的介紹

2.1 選用雙減速器間寬度較大

起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)選用雙減速器（減速器布置在卷筒的內(nèi)側(cè)），雙卷筒形式，減速機(jī)低速軸由鼓形齒式聯(lián)軸器聯(lián)接，見圖1。

圖1 雙減速器布置在卷筒的內(nèi)側(cè)

這種起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)：起升機(jī)構(gòu)采用2 臺(tái)電機(jī)驅(qū)動(dòng)2 臺(tái)減速機(jī)，2 臺(tái)減速機(jī)低速軸之間由鼓形齒式聯(lián)軸器連接，保證低速軸同步，2 臺(tái)電機(jī)布置在減速機(jī)兩側(cè)，減速機(jī)輸出軸通過(guò)卷筒聯(lián)軸器分別驅(qū)動(dòng)2 個(gè)卷筒，當(dāng)1 臺(tái)電機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，另1 臺(tái)電機(jī)能獨(dú)立完成一個(gè)工作循環(huán)，保證不出現(xiàn)死包，減少了鋼廠的損失。這種結(jié)構(gòu)形式，在眾多的鑄造起重機(jī)中，得到了廣泛的應(yīng)用。

其次，因?yàn)樾妈T造起重機(jī)標(biāo)準(zhǔn)的強(qiáng)制執(zhí)行，一些鋼廠要改造舊的鑄造起重機(jī)，以適應(yīng)新的鑄造吊標(biāo)準(zhǔn)。原有的鑄造起重機(jī)電爐兌鐵水時(shí)，有時(shí)就需要鋼包和吊具橫梁一起運(yùn)轉(zhuǎn)到電爐上部，電爐上部有一定寬度的承重梁，這就對(duì)吊具橫梁的寬度提出限制，如果還采用形式圖1，雙減速器居中，兩臺(tái)減速器自身寬度加卷筒長(zhǎng)度（a）的值比較大，a值相應(yīng)的決定了起重機(jī)吊具橫梁的寬度也比較大，吊具橫梁的寬度超過(guò)了電爐上部承重梁允許的寬度，那么，這種結(jié)構(gòu)的起重機(jī)就不能被選用了。這樣，為了減小a 值，就把減速器放在卷筒的兩側(cè)，如圖2 所示。相同起質(zhì)量、相同起升高度的起重機(jī)，b值明顯小于a值，b值小了，相對(duì)應(yīng)的起重機(jī)吊具橫梁的寬度也小了，滿足了設(shè)計(jì)要求，這就是要介紹的第二種起重機(jī)起升結(jié)構(gòu)形式。

2.2 選用雙減速器間寬度較小

起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)（減速器布置在卷筒的內(nèi)側(cè)），雙卷筒形式，減速機(jī)低速軸由鼓形齒式聯(lián)軸器聯(lián)接。見圖2。

圖2 減速器布置在卷筒的外側(cè)的單卷筒形式

這種主起升機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)：主起升機(jī)構(gòu)采用2 臺(tái)電機(jī)驅(qū)動(dòng)2 臺(tái)減速機(jī)，減速機(jī)輸出軸通過(guò)卷筒聯(lián)軸器分別驅(qū)動(dòng)同1 個(gè)卷筒，同1 個(gè)卷筒當(dāng)然能保證低速軸同步，當(dāng)1 臺(tái)電機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，另1 臺(tái)電機(jī)能獨(dú)立完成一個(gè)工作循環(huán)。

這種單卷筒機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，與雙卷筒機(jī)構(gòu)有很大的不同，主要體現(xiàn)在卷筒聯(lián)軸器的選用上，先介紹兩種起重機(jī)常用的卷筒聯(lián)軸器，球面滾子卷筒聯(lián)軸器見圖3 和球鉸式卷筒聯(lián)軸器見圖4。

圖3 球面滾子卷筒聯(lián)軸器

圖4 球鉸式卷筒聯(lián)軸器

1）球面滾子卷筒聯(lián)軸器是由外套、球面滾子、半聯(lián)軸器、內(nèi)蓋、外蓋等件組成，使用時(shí)半聯(lián)軸器通過(guò)沿圓周分布的球面滾子與外套相聯(lián)接，球面滾子嵌在半聯(lián)軸器和外套之間的孔內(nèi)，以傳遞轉(zhuǎn)矩并承受徑向力，兼起調(diào)心軸承的作用，可補(bǔ)償減速器的輸出軸與卷筒軸線之間的角位移，但是，球面滾子卷筒聯(lián)軸器不能承受軸向載荷，卷筒工作時(shí)產(chǎn)生的附加軸向力必須始終由卷筒軸承座承受，因此，聯(lián)軸器安裝時(shí)必須保證軸向定位正確，否側(cè)卷筒工作時(shí)產(chǎn)生的彈性水平位移可能會(huì)破壞聯(lián)軸器的軸向限位，造成聯(lián)接失效，甚至釀成嚴(yán)重事故。

2）球鉸式卷筒聯(lián)軸器是用球鉸來(lái)承受徑向力，用包容在球面之間的特殊鍵來(lái)傳遞扭矩。它的最大特點(diǎn)是允許軸線偏斜角度大，一般可達(dá)±3o，因此大大降低了對(duì)卷筒安裝精度的要求。但是，球鉸式卷筒聯(lián)軸器不能補(bǔ)償軸向位移，因此在設(shè)計(jì)和制造時(shí)必須解除卷筒軸承座處的軸向約束，一般建議在軸承兩端各留有3 mm 的間隙。

雙卷筒設(shè)計(jì)時(shí)，圖5 中的單卷筒中，共有2 個(gè)卷筒聯(lián)軸器，如果同用兩個(gè)球面滾子卷筒聯(lián)軸器，此聯(lián)軸器不能承受軸向載荷，卷筒不能軸向定位，聯(lián)軸器和減速器的內(nèi)外花鍵不能準(zhǔn)確定位，容易釀成事故，這種結(jié)構(gòu)不可取。如果同采用球鉸式卷筒聯(lián)軸器，球鉸式卷筒聯(lián)軸器不能補(bǔ)償軸向位移，因此在設(shè)計(jì)和制造時(shí)不能解除卷筒的軸向約束，制造時(shí)卷筒精度要求太高，不好實(shí)現(xiàn)。所以，采用1 個(gè)球面滾子卷筒聯(lián)軸器，再采用1 個(gè)球鉸式卷筒聯(lián)軸器，球面滾子卷筒聯(lián)軸器解除球鉸式卷筒聯(lián)軸器的軸向約束，球鉸式卷筒聯(lián)軸器保證了球面滾子卷筒聯(lián)軸器軸向定位，這樣，兩種聯(lián)軸器相互映襯，相互解決了的不足，保留了各自的優(yōu)點(diǎn)，共同保證了起重機(jī)的使用安全。

圖5 卷筒裝置

當(dāng)用戶維護(hù)檢修時(shí)發(fā)現(xiàn)，在維護(hù)起重機(jī)卷筒和卷筒聯(lián)軸器時(shí)，卷筒和卷筒聯(lián)軸器從減速器花鍵軸上退不出來(lái)，只有向外移動(dòng)減速器，留出空間，才能把卷筒和卷筒聯(lián)軸器拆卸下來(lái)，這樣，很不方便，且維修費(fèi)用很大。

最后，為了解決這些問(wèn)題，要介紹的第三種起重機(jī)起升結(jié)構(gòu)形式，

2.3 構(gòu)選用布置在卷筒的外部?jī)蓚?cè)的雙減速器

起重機(jī)機(jī)構(gòu)選用雙減速器（減速器布置在卷筒的外部?jī)蓚?cè)），雙卷筒形形式，卷筒尾部用帶中間套的鼓形齒式聯(lián)軸器聯(lián)接，如圖6。

圖6 減速器布置在卷筒的外側(cè)的雙卷筒形式

這種主起升機(jī)構(gòu)：主起升機(jī)構(gòu)采用2 臺(tái)電機(jī)驅(qū)動(dòng)2 臺(tái)減速機(jī)，2 臺(tái)減速機(jī)輸出軸通過(guò)卷筒聯(lián)軸器分別驅(qū)動(dòng)2 個(gè)卷筒，2 個(gè)卷筒之間由帶中間套的鼓形齒式聯(lián)軸器連接，保證低速軸同步，2 臺(tái)電機(jī)布置在減速機(jī)兩側(cè)，當(dāng)1 臺(tái)電機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，另1 臺(tái)電機(jī)能獨(dú)立完成一個(gè)工作循環(huán)。

先介紹一下帶中間套的鼓形齒式聯(lián)軸器，如下頁(yè)圖7。帶中間套的鼓形齒式聯(lián)軸器由外齒軸套1、內(nèi)齒圈2、中間套3、端蓋4、圓橡膠5 及螺栓、螺母、墊圈6 等組成。

起重機(jī)維修拆卸卷筒過(guò)程如下：旋出螺母，推出螺栓6，因?yàn)橥恺X軸套1 和中間套3 之間有5 mm 的間隙，這樣，就能取出中間套3，中間套3 的長(zhǎng)度大于卷筒聯(lián)軸器推出減速器花鍵所需要的空間，這樣，不需要移動(dòng)減速器，就能方便拆卸維護(hù)卷筒和卷筒聯(lián)軸器了，因此，這種帶中間套的鼓形齒式聯(lián)軸器應(yīng)用，克服了第二種單卷筒機(jī)構(gòu)的不足。

圖7 鼓形齒式聯(lián)軸器

3 結(jié)語(yǔ)

在噸位小于250 t 的鑄造起重機(jī)主起升機(jī)構(gòu)的選擇中，首選第一種雙減速器結(jié)構(gòu)型式（減速器布置在卷筒的內(nèi)側(cè)），如果起升機(jī)構(gòu)吊點(diǎn)距（兩卷筒中心距）不能滿足吊具鋼包吊耳距要求時(shí)，選擇第三種雙減速器結(jié)構(gòu)型式（帶中間套的鼓形齒式聯(lián)軸器連接），如果還不能滿足吊點(diǎn)距要求，最后才能選用第二種雙減速器結(jié)構(gòu)型式（雙減速機(jī)布置在卷筒外側(cè)，單卷筒形式）。