多個卷筒保證同步性工藝研究*

岳海豹

(太原重工股份有限公司 技術(shù)中心,山西 太原 030024)

0 引言

起重機起升機構(gòu)中多個卷筒協(xié)同工作是其常用結(jié)構(gòu)形式，多個卷筒的上升、下降同步性至關(guān)重要。根據(jù)減速機形式的不同，常見的多卷筒結(jié)構(gòu)形式有：整體大減速機帶兩個卷筒形式、獨立大減速機帶兩個卷筒形式、雙卷筒雙減速機形式、三減速機帶兩個卷筒形式、雙卷筒單減速機形式等。具體采用哪種多卷筒結(jié)構(gòu)形式，可根據(jù)廠房結(jié)構(gòu)、起重量、工作級別等因素綜合考慮。例如鑄造起重機，常采用整體大減速機帶兩個卷筒結(jié)構(gòu)形式，需保證兩個卷筒同步工作，平穩(wěn)起吊鋼水包，若兩個卷筒不同步，則可能造成鋼水包傾斜甚至鋼水包脫鉤等問題。因此，保證卷筒同步性至關(guān)重要。本文以起重機起升機構(gòu)采用兩個變頻電機驅(qū)動一個行星減速機，行星齒輪減速機的4個輸出軸上各驅(qū)動一個單連接法蘭卷筒，卷筒與減速機之間采用球鉸式卷筒連軸器形式為例，從加工及裝配角度出發(fā)，對如何保證多個卷筒起升及下降同步性進行工藝研究。

1 起重機起升機構(gòu)結(jié)構(gòu)形式

本文所介紹的起重機起升機構(gòu)結(jié)構(gòu)形式采用兩個變頻電機驅(qū)動一個行星減速機，行星齒輪減速機的4個輸出軸上各驅(qū)動一個單連接法蘭卷筒，卷筒與減速機之間采用球鉸式卷筒聯(lián)軸器形式，如圖1所示。該起升機構(gòu)結(jié)構(gòu)形式多用于水電站橋式起重機，如吊運轉(zhuǎn)子及日常檢修。以某水電站為例，其一個轉(zhuǎn)子質(zhì)量達2 000 t，對于起重機的起重量要求特別高，普通的起升機構(gòu)結(jié)構(gòu)形式無法滿足要求。為保證4 個卷筒的同步性，從卷筒的加工及裝配角度出發(fā)研究多個卷筒同步性的工藝。

圖1 起重機起升機構(gòu)結(jié)構(gòu)形式

2 卷筒的加工

由于大噸位起重機采用的卷筒尺寸較大，重量較重，因此該類卷筒采用落地臥式車床加工。本文所使用的數(shù)控車床型號為CK61315，其最大加工直徑為Φ3 150 mm，卡盤直徑為Φ2 500 mm，過刀架直徑為Φ2 800 mm，頂尖最大承重為40 t。

單連接法蘭卷筒一端為卷筒軸，在其上安裝的軸承及其配套零部件用于支撐卷筒旋轉(zhuǎn)；另一端為連接法蘭，其上安裝的卷筒聯(lián)軸器與減速機相連，用于提供卷筒旋轉(zhuǎn)動力。對于多個卷筒結(jié)構(gòu)形式，除了自身要保證加工圖紙要求外，還需保證每個卷筒加工尺寸相對位置一致。卷筒的加工工序如下：

2.1 卷筒劃線并鏜中心孔

將卷筒毛坯依次平放于劃線平臺的等高托輥上，在卷筒兩端劃出卷筒中心十字線。檢查各卷筒毛坯余量及卷筒兩端法蘭外端面距離，必須滿足圖紙尺寸要求。劃出卷筒軸頭中心孔加工線，上鏜床平卷筒軸端面，并打軸端中心孔，保證中心孔粗糙度為Ra6.3。

2.2 卷筒車削

(1)夾卷筒法蘭端,頂軸頭中心孔，校正，夾緊，檢查毛坯余量，筒體兩端車架位處粗糙度為Ra6。

(2)校正托輥，工件調(diào)頭，校正，夾緊，檢查卷筒兩端法蘭外端面距離保證圖紙尺寸要求，按圖紙車卷筒法蘭內(nèi)孔、外圓、端面至圖要求，并車卷筒法蘭背面，保證法蘭厚度，見平即可。

(3)車卷筒法蘭內(nèi)孔。

(4)工件再次調(diào)頭，頂軸頭中心孔，校正，夾緊，粗、精車卷筒外圓至圖紙要求。這里需特別注意：4個卷筒繩槽底徑差≤0.1 mm,即4個卷筒繩槽底徑尺寸要一致。卷筒繩槽的加工通過數(shù)控程序模擬無誤后再進行粗、精車工序，保證卷筒繩槽滿足圖紙要求。

(5)臨床劃線。劃出卷筒繩槽起止端位置線,并將此線引劃到卷筒連接盤側(cè)面及端面,以供加工方形槽時作為參考。

2.3 劃卷筒法蘭端方形槽加工線

劃出卷筒中心十字線,引劃水平腰線。根據(jù)2.2節(jié)中臨床劃出的卷筒繩槽起止線，劃出安裝卷筒聯(lián)軸器方形槽加工線。特別注意：4個卷筒上的方形槽相對位置必須完全一致。

2.4 鏜削方形槽

將卷筒放置于鏜床工作臺上，按已加工卷筒外圓及端面找正、卡緊；鏜卷筒聯(lián)軸器方形槽至圖紙要求，必須保證4個卷筒上方形槽與繩槽起止的相對位置一致。

2.5 劃卷筒鋼絲繩壓板孔加工線

根據(jù)卷筒鋼絲繩起止線劃出鋼絲繩壓板孔加工線，保證4個卷筒鋼絲繩壓板孔一致。

2.6 鉆卷筒鋼絲繩壓板孔

鉆出卷筒鋼絲繩壓板孔，上鋼絲繩壓板，試穿鋼絲繩。

3 多卷筒形式裝配

在安裝卷筒前，需先將卷筒聯(lián)軸器安裝于行星減速機上，且必須保證4個卷筒聯(lián)軸器安裝方向一致。在安裝卷筒時，4個卷筒繩槽起止線方向也應(yīng)一致，保證4個卷筒同步上升或下降轉(zhuǎn)動。

在安裝鋼絲繩時，應(yīng)保證4條鋼絲繩安裝接頭一致，同時鋼絲繩總長也應(yīng)一致。

4 結(jié)語

多卷筒形式作為大噸位起重機的常用結(jié)構(gòu)，具有起重量大、安全系數(shù)高、結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)勢。但該結(jié)構(gòu)對卷筒上升及下降同步性要求高，加工、裝配制造難度大。本文從卷筒加工、裝配角度入手，研究了多個卷筒同步性的工藝，較好地解決了多卷筒形式同步性問題。