鋁冷軋機(jī)運(yùn)卷小車動力拖鏈的整改

鋁冷軋機(jī)運(yùn)卷小車動力拖鏈的改造陳聰（中鋁瑞閩鋁板帶有限公司，福建福州350015）摘要現(xiàn)代自動化設(shè)備中大量采用拖鏈裝置。本文結(jié)合鋁冷軋機(jī)拖鏈裝置的使用情況，針對鋁冷軋機(jī)拖鏈在使用中出現(xiàn)的問題，提出改造措施并實(shí)施。關(guān)鍵詞拖鏈支撐裝置過度彎曲滾動摩擦RevampforthePowertrackofaluminumcoldrollingmillcoilcarChenCong（ChinalcoRuiminCo.,Ltd.Fuzhou350015,Fujian）AbstractTherearelotsofpowertracksusinginthemodernautomaticequipments.Thepapercombinestheapplicationpracticeofthepowertrackofaluminumcoldrollingmill,andtakethecorrespondingmeasurestobeaimedattheproblemsoccurredintheusing.Keywordspowertracksupportunitoverbendingrollingfriction1前言隨著現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，各行各業(yè)對大型設(shè)備的需求日益增多，機(jī)械的驅(qū)動和控制日益被液壓傳動與電氣自動控制所代替，因而無論在單機(jī)還是成套設(shè)備中出現(xiàn)了許多與動作部件隨同移動的液壓管和電纜管［1］。為了使這些隨動管部件布置、安裝的規(guī)范和優(yōu)化，適合于使用在往復(fù)運(yùn)動的場合，并能夠?qū)?nèi)置的電纜、油管、氣管、水管等起到牽引和保護(hù)的作用，現(xiàn)在大量采用了動力鋁鏈或鋼鏈裝置（或稱電纜拖鏈裝置，下文簡稱拖鏈）［刃。但目前使用的很多拖鏈，拖行不但雜亂，而且電纜、水管、氣管易損壞，拖鏈易跑偏，造成嚴(yán)重撕邊、磨損和變形，還會造成人身設(shè)備事故，影響設(shè)備正常運(yùn)行。2拖鏈裝置的工作原理及結(jié)構(gòu)我單位使用的是在16米長的導(dǎo)軌上行走的運(yùn)輸鋁卷用小車。小車由直流電機(jī)帶動進(jìn)行無級調(diào)速移動，由帶位置傳感器的液壓缸控制升降高度。小車移動所需隨動電纜、液壓軟管8根，管道最大外徑為°75mm。拖鏈運(yùn)行時形成上下兩層，兩側(cè)設(shè)有防護(hù)，防止拖鏈傾倒。拖鏈每節(jié)都能打開，裝拆方便，便于安裝和維修，打開管子上方的蓋板后即可把電纜、液壓軟管等放入拖鏈。另設(shè)置有塑料分隔片，將鏈內(nèi)空間按需要分隔開。在其轉(zhuǎn)折處按一定要求規(guī)律運(yùn)動，板節(jié)則不斷被拉起翻至上層或轉(zhuǎn)展開平鋪至下層。而這么多且重的纜管隨動，對拖鏈有以下三點(diǎn)要求：板節(jié)必需具備一定強(qiáng)度剛性；板節(jié)間各銷軸轉(zhuǎn)動靈活；相鄰板節(jié)的可回轉(zhuǎn)角度及回轉(zhuǎn)位置為一定值。拖鏈外形似坦克鏈，由眾多的單元鏈接，即由許多個板節(jié)和其兩端的接頭固定板組成(如圖l所示)。拖鏈每個板節(jié)(y型板節(jié))的叉頭端上有三個銷軸，其中心銷軸為校鏈軸，而對稱分布在板節(jié)外緣邊上的兩銷軸為轉(zhuǎn)梢。當(dāng)板節(jié)在回轉(zhuǎn)處回轉(zhuǎn)時，兩銷則在另一板節(jié)的弧形槽孔中按一定的轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)動。拖鏈兩端的接頭板分別用于聯(lián)接設(shè)備部件和地基上。這樣，當(dāng)拖鏈回轉(zhuǎn)時在其回轉(zhuǎn)的半徑上產(chǎn)生多邊形框架效應(yīng)(盡管無鏈輪參與嚙合，但產(chǎn)生類似于鏈傳動中的鏈條多邊形效應(yīng))，同時通過轉(zhuǎn)銷的回轉(zhuǎn)發(fā)生自鎖，使拖鏈得到足夠的工作剛度，以承擔(dān)拖送任務(wù)。

0J1拗鏈裝置的沽枸I一管子捷頭板「3―精軸z—擋圈，5—楹節(jié)由一固定振目一捐扶』嫌骨洲一招英我單位引進(jìn)的是由德國SMSSIEMAG公司設(shè)計(jì)，中國第一重型機(jī)械集團(tuán)公司生產(chǎn)的冷軋機(jī)運(yùn)卷小車拖鏈裝置，其回轉(zhuǎn)半徑R與板節(jié)節(jié)距P分別為500mm和125mm，其R/P相應(yīng)的板節(jié)回轉(zhuǎn)角a應(yīng)為14°22'。3拖鏈?zhǔn)褂弥谐霈F(xiàn)的問題及改造措施3.1使用中出現(xiàn)的問題我單位冷軋機(jī)運(yùn)卷小車上使用的拖鏈裝置，根據(jù)現(xiàn)場使用情況，發(fā)現(xiàn)存在以下一些問題：由于長度過長，拖鏈和拖鏈攜帶的電纜、液壓軟管等在長距離移動過程中因重力引起的向下彎曲半徑過大，造成小車在行走時，拖鏈上層與下層之間的滑動摩擦嚴(yán)重。拖鏈的板節(jié)采用碳素鋼，容易變形；銷軸采用普通的低碳鋼，強(qiáng)度不高，容易斷裂；支撐板采用工業(yè)純鋁，強(qiáng)度低；銷軸與板節(jié)間隙太大，導(dǎo)致板節(jié)與銷軸之間擺動，造成整體拖鏈彎曲，扭轉(zhuǎn)變形；（3） 銷軸軸向采用卡簧固定形式，卡簧與銷軸有卡槽間隙，銷軸卡槽與板節(jié)端面有間隙，幾部分間隙集合在一起，使銷軸與板節(jié)的軸間間隙累加在一起，造成板節(jié)互相擺動，扭轉(zhuǎn)自重導(dǎo)致整體拖鏈運(yùn)行不穩(wěn)，且因行走距離較長，拖鏈極易左右晃動，使設(shè)備無法保證高速運(yùn)行。（4） 在2010年8月上旬，在調(diào)試小車高速運(yùn)行時，曾出現(xiàn)小車拖鏈因行走過快，上下層拖鏈間滑動摩擦較大，造成小車無法移動，部分拖鏈?zhǔn)軌海瑥澢冃?，小車無法正常使用，直至一周后更換變形部分拖鏈，才重新投入運(yùn)行，嚴(yán)重影響設(shè)備調(diào)試進(jìn)度。根據(jù)以上對拖鏈原理及結(jié)構(gòu)的分析，為了防止上述事故再次發(fā)生，解決小車高速運(yùn)行時的設(shè)備安全隱患，應(yīng)合理設(shè)置銷軸與拖鏈間隙，避免了板節(jié)與銷軸之間的擺動問題，避免拖鏈和拖鏈攜帶的電纜、液壓軟管等在長距離移動過程中因重力而產(chǎn)生的過度彎曲，減少拖鏈在移動過程中上層與下層之間滑動摩擦產(chǎn)生的摩擦阻力。我單位目前減小拖鏈上層與下層之間的滑動摩擦的方法是，分別在拖鏈的上層底部和下層的頂部按一定間距均勻地布置一些自動滑動托套，但這一方法在現(xiàn)場拖鏈上的使用效果并不理想，仍然存在小車行走時因滑塊間滑動摩擦較大，無法高速運(yùn)行的問題，且需每2?3個月更換滑塊一次，成本較高，維護(hù)不便。3.2改造措施根據(jù)對現(xiàn)場具體情況的分析，結(jié)合拖鏈裝置的工作原理及結(jié)構(gòu)，可從以下幾方面對拖鏈系統(tǒng)進(jìn)行改造：3.2.1制造工藝方面（1） 制造板節(jié)，要經(jīng)落料、壓彎、整形和沖孔等諸工序。為保證板節(jié)各幾何要素的相對位置精度，沖孔工序應(yīng)采用復(fù)式?jīng)_（盡可能不采用單沖），此工序精度對產(chǎn)品質(zhì)量至關(guān)重要⑵；（2） 板節(jié)沖孔（即精沖）后，應(yīng)以擠球或擠模進(jìn)行冷擠，以提高孔、槽內(nèi)表面粗糙度、硬度和耐疲勞壽命，從而大大提高其耐磨性和耐疲勞性，此工藝對使用壽命影響甚大；（3） 為提高拖鏈絞鏈副的耐磨壽命，最好在鉸鏈軸端增設(shè)一只埋入式壓注油杯，進(jìn)行定期潤滑，以提高鉸鏈副的耐磨性⑶；（4） 銷軸外徑與板節(jié)孔的配合公差更改為H8/f7，銷軸與板節(jié)為軸肩定位，二者鎖緊后，板節(jié)的厚度與銷軸的長度將有0.04?0.08mm的間隙（優(yōu)選間隙為O.O5mm）［4］。板節(jié)可采用不銹鋼（1Cr13），既有強(qiáng)度又有韌性；銷軸采用合金調(diào)質(zhì)鋼（40Cr圓鋼），其硬度低、塑性好，不易產(chǎn)生變形、裂紋；支撐板采用硬鋁，其塑性好，并且具有高硬度和高強(qiáng)度；銷軸與拖鏈的公差為H8/f7,其間隙設(shè)置合理，避免了板節(jié)與銷軸之間的擺動問題，提高拖鏈的使用壽命;拖鏈采用銷軸與軸肩定位原理，保證活動靈活，鎖緊螺母有足夠的鎖緊預(yù)緊力。3.2.2輔助支撐方面我單位拖鏈，其隨動電纜和液壓管數(shù)量較多、較粗，承載重量是相當(dāng)可觀的。這就需要考慮拖鏈輔助支撐問題。加裝可滾動形式的輔助支撐裝置，能夠防止拖鏈過長塌腰和拖鏈移動時上下層間滑動摩擦過大，采用以下兩種解決方案：（1） 拖鏈兩側(cè)設(shè)置支撐軸承及其滾動支架：在拖鏈的導(dǎo)向槽外側(cè)加設(shè)帶角鋼支架，用以支撐拖鏈外側(cè)每隔一段距離安裝的一對支撐滾動軸承，上層拖鏈的支撐滾動軸承可在角鋼上滾動，支撐拖鏈上層下垂部分，參見圖2；但由于小車行走時，翻轉(zhuǎn)至上層的拖鏈末端位置不斷變化，這就要求由角鋼形成的滾道為間斷形式，即在每對支撐軸承上下滾道處，應(yīng)有開口，使得支撐軸承能夠不受阻擋的隨拖鏈往返于上下層之間。見圖3。但在每段角鋼的間斷處，需打磨倒角，以防止軸承上

下滾道時，邊角對軸承的損傷;此方法可使拖鏈移動時，上下層間不接觸，不發(fā)生滑動摩擦，也可防止拖鏈在長距離移動過程中因重力產(chǎn)生過度彎曲而塌腰;1.角鋼制軸承滾道2.拖鏈3.導(dǎo)向槽4.軸承圖31.拖鏈2.軸承3.軸承上下軌跡4.開口5.角鋼1.角鋼制軸承滾道2.拖鏈3.導(dǎo)向槽4.軸承圖31.拖鏈2.軸承3.軸承上下軌跡4.開口5.角鋼（2） 在拖鏈上下層間直接加設(shè)帶接軸的大直徑滾輪組：這種方法可以將拖鏈上層與下層之間的滑動摩擦改變?yōu)闈L動摩擦，減小拖鏈移動阻力，而且由于滾輪的支撐作用，減輕了拖鏈在長距離移動過程中因重力引起的彎曲程度，拖鏈不會因長度過長或載荷過重而出現(xiàn)拖鏈上層過度懸垂以致與拖鏈下層之間發(fā)生滑動摩擦而增大移動阻力，甚至使小車不能移動的現(xiàn)象，從而可以大大延長它們的使用壽命。本裝置采用的是帶接軸的大直徑滾輪若干對，通過連桿連接，同步滾動。滾輪周長設(shè)置為拖鏈板節(jié)距的整數(shù)倍，且滾輪直徑接近彎曲半徑，這樣可避免產(chǎn)生包角或者使包角比較平緩，以防止因滾輪較小而使拖鏈在滾輪兩側(cè)形成包角，使移動阻力增大［5］由于滾輪與拖鏈同步滾動，使拖鏈上層與下層之間的滑動摩擦變?yōu)闈L動摩擦，減小拖鏈移動阻力。見圖4。圖41.滾輪連桿2.滾輪3.軸承4.接軸5.拖鏈根據(jù)圖4可知，拖鏈置于兩滾輪的輪沿之間，較長且斜角設(shè)計(jì)合理的輪沿可為拖鏈定位導(dǎo)向，防止其側(cè)移滑脫；另，可在滾輪上設(shè)置加脂孔，定期予軸承加脂，使軸承可得到充分潤滑，減少磨損，延長使用壽命[6]滾輪組由兩根連桿（見圖5）和多對帶接軸的滾輪組成，每一滾輪接軸兩端分別與連桿卡槽連接，并配合、固定，見圖4和圖6。滾輪組支承在施鏈下層，無需另設(shè)軌道，見圖6。另，可根據(jù)拖鏈自重以及拖鏈內(nèi)軟管和電纜負(fù)載的不同以及拖鏈的磨損程度，通過連桿改變滾輪組的滾輪數(shù)及間隔距離進(jìn)行調(diào)節(jié)。連桿可固定在小車底部的鋼板上，以控制滾輪組的運(yùn)動方向及與拖鏈的同步運(yùn)動。其長度則可通過計(jì)算當(dāng)小車抵達(dá)坑道端頭時，即拖鏈上層最短，下層最長時，連桿與小車連接處和拖鏈上下層彎曲處彎曲半徑圓心間的距離確定。圖64改造后效果經(jīng)過上述改造后，目前拖鏈在運(yùn)行過程中使用效果良好，除因操作原因造成輔助支撐裝置偶有故障外，其余改造部分使用情況正常，拖鏈?zhǔn)褂脡勖稍瓉淼?個月延長至1年，保證了設(shè)備的正常運(yùn)行，大大降低了維護(hù)運(yùn)行成本。5結(jié)論拖鏈裝置在現(xiàn)代機(jī)床和重型冶金自動化設(shè)備的設(shè)計(jì)和制造中的應(yīng)用將越加廣泛，因此，對拖鏈裝置缺陷的改造是十分必要的。實(shí)踐證明，板節(jié)采用不銹鋼(1Cr13)，銷軸采用合金調(diào)質(zhì)鋼(40Cr圓鋼)，支撐板采用硬鋁材料，并且合理設(shè)置銷軸與拖鏈間隙及增加輔助支撐裝置，可有效保障拖鏈的使用時限，大大降低設(shè)備運(yùn)行維護(hù)成本，有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。參考文獻(xiàn)郝金銘.大型設(shè)備移動部分隨動轉(zhuǎn)折拖鏈設(shè)計(jì)[J].機(jī)械制造，1992,(09)洪鐘國，于忠海，陳錦江，孫玉鑫.拖鏈裝置的設(shè)計(jì)與制造[J].機(jī)械工程師，(