馮亮
(秦皇島秦冶重工有限公司,河北秦皇島066000)
一種帶升降的鋼水澆鑄車
馮亮
(秦皇島秦冶重工有限公司,河北秦皇島066000)
由于傳統(tǒng)澆鑄車只能水平橫移,在澆注不同型號(hào)鋼模時(shí),難以應(yīng)對(duì)中鑄管高度的變化,因此研發(fā)了帶升降的鋼水澆鑄車。介紹了帶升降的鋼水澆鑄車的主要結(jié)構(gòu)和工作原理。
帶升降;澆鑄車;結(jié)構(gòu);工作原理
隨著我國(guó)特種鋼鐵行業(yè)的發(fā)展,為滿足客戶的差異化、小批量訂單要求,單條模鑄線鑄錠型號(hào)種類多樣,中鑄管高度落差很大,傳統(tǒng)橫移澆注車已不能滿足使用要求。帶升降鋼水澆鑄車可根據(jù)不同中鑄管高度的需要調(diào)整出鋼高度,具有適用面廣、載重量大、運(yùn)行平穩(wěn)可靠的特點(diǎn)。
帶升降澆鑄車在模鑄線上承載鋼水罐,安全運(yùn)送鋼水;具備鋼水罐行走和升降功能,滿足澆鑄車在模鑄區(qū)的行走需求;具備鋼水罐橫移功能,與行走功能配合實(shí)現(xiàn)鋼水罐滑動(dòng)水口與模鑄口的精確對(duì)位;稱量系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼水罐內(nèi)鋼水的實(shí)時(shí)稱量,通過(guò)2個(gè)顯示屏分別連續(xù)顯示鋼水罐內(nèi)鋼水實(shí)時(shí)重量和鋼水澆鑄速度,并可實(shí)現(xiàn)鋼水澆鑄速度的手動(dòng)控制;澆注車的行走、升降、橫移及澆鋼的操作是采用無(wú)線遙控操作,液壓系統(tǒng)設(shè)置單獨(dú)操作盒。帶升降澆鑄車的主要組成有傳動(dòng)裝置、車輪輪組、車架本體、橫移裝置、升降裝置、稱量系統(tǒng)、電控系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)等部分(如圖1所示)。

圖1 帶升降鋼水澆注車結(jié)構(gòu)圖
1.1 傳動(dòng)裝置
傳動(dòng)裝置為電機(jī)減速機(jī)傳動(dòng),采用兩臺(tái)電機(jī)(一拖二)變頻控制,即兩臺(tái)驅(qū)動(dòng)裝置同時(shí)工作,變頻電機(jī)帶有剎車裝置并有手動(dòng)釋放功能。當(dāng)一套驅(qū)動(dòng)裝置出現(xiàn)事故時(shí),另外一套驅(qū)動(dòng)裝置也可以正常驅(qū)動(dòng)帶滿載鋼包正常運(yùn)行。SEW硬齒面三合一減速電機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊,拆裝維修方便,承載能力強(qiáng)。
1.2 車輪輪組
車輪輪組由車輪、軸承座及車輪軸等組成,車輪組內(nèi)設(shè)有雙列圓錐滾子軸承,車輪材料為42CrMo,車輪整體調(diào)質(zhì)處理,并進(jìn)行踏面淬火,車軸為40Cr,調(diào)質(zhì)處理,滿足承載要求。
1.3 車架本體
車架本體由車架底梁、框架、橫梁、橫移罐座、升降罐座組成,主要由結(jié)構(gòu)鋼板Q345-B焊接而成,采用箱形梁焊接結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)工藝性好,剛性好強(qiáng)度大。其中升降罐座的導(dǎo)向柱先進(jìn)行熱處理再焊接,焊后進(jìn)行整體退火消除內(nèi)應(yīng)力,再進(jìn)行整體加工,保證升降罐座導(dǎo)向柱等各個(gè)表面的精度要求以及表面硬度。
車架本體各個(gè)部件有足夠的強(qiáng)度和剛度,可以滿足承載和1.5倍的座罐沖擊。
1.4 橫移裝置
橫移裝置主要由等速油缸、重載滑靴、承載滑道等組成。等速油缸為雙活塞桿油缸,它能保證橫移小車向左右的移動(dòng)速度相等,同時(shí)油缸兩端均設(shè)有液壓鎖,保證橫移小車準(zhǔn)確停車和鎖定;重載滑靴是進(jìn)口國(guó)外專利產(chǎn)品,其體積小、承載力大、運(yùn)動(dòng)靈活、更換方便,與承載滑道配合正適合此處的結(jié)構(gòu)與工作條件(如圖2所示)。

圖2 橫移裝置結(jié)構(gòu)圖
1.5 升降裝置
升降裝置主要由升降油缸、升降滑道、升降罐座等組成。
橫移框架導(dǎo)向槽內(nèi)裝有重載滑靴,從3個(gè)面約束升降罐座導(dǎo)向柱,每個(gè)升降罐座有2個(gè)導(dǎo)向柱,如此每個(gè)升降罐座就有6個(gè)約束面,足以保證升降罐座在外力作用下不傾覆。
重載滑靴的作用是承載力大,便于調(diào)整與導(dǎo)向柱的間隙,減少摩擦阻力更有利于2個(gè)罐座的同步。
升降油缸的壓力調(diào)整保證2個(gè)油缸不能頂升起鋼包,避免事故。4個(gè)油缸采用液壓同步設(shè)計(jì),保證4個(gè)油缸同步升降(如圖3所示)。

圖3 升降裝置結(jié)構(gòu)圖
1.6 稱量系統(tǒng)
稱量系統(tǒng)主要由稱量傳感器、接線盒、無(wú)線傳送系統(tǒng)、大屏幕顯示屏及附件等組成。采用傳感器稱量箱型式,將2個(gè)稱量箱(4個(gè)稱量傳感器)設(shè)置在座罐處。稱量箱精度高、抗沖擊能力強(qiáng)、耐高溫、易于保護(hù),不需要限位裝置,便于檢查保養(yǎng)與維修,采用無(wú)線傳送方式,系統(tǒng)簡(jiǎn)捷、方便、可靠。稱量系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼水罐內(nèi)鋼水的實(shí)時(shí)稱量,通過(guò)2個(gè)顯示屏分別顯示鋼水罐內(nèi)鋼水實(shí)時(shí)重量(單位為t,精確至小數(shù)點(diǎn)后2位,帶防炫目紅色玻璃,220VAC,防護(hù)等級(jí)IP66)和鋼水澆鑄速度(單位為t/min),并可實(shí)現(xiàn)鋼水澆鑄的手動(dòng)控制。接收機(jī)帶通訊接口(RS485),用于與其他工位的數(shù)據(jù)傳輸。
1.7 電控系統(tǒng)
電氣、儀表裝置設(shè)有必要的隔熱防護(hù)。電纜為耐高溫阻燃型電纜。
電控柜安裝在車上,門面上設(shè)置操作按鈕;同時(shí)配有2個(gè)無(wú)線操作盒,分別操作液壓系統(tǒng)和傳動(dòng)裝置。
1.8 液壓系統(tǒng)
液壓系統(tǒng)主要由液壓站及配管組成。液壓站的工作是保證鋼包的橫移操作、升降操作和鋼包滑動(dòng)水口的開(kāi)閉工作。有3組閥組分別控制鋼包的升降、橫移和鋼水包滑動(dòng)水口的開(kāi)閉(如圖4所示)。

圖4 液壓系統(tǒng)示意圖
橫移油缸上也有液控單向閥,保證橫移框架的精確停位與鎖定。
滑動(dòng)水口油缸采用比例閥控制,以實(shí)現(xiàn)鋼水澆鑄速度的調(diào)整控制。滑動(dòng)水口的油缸掛在車上滑動(dòng)水口附近,在鋼水罐座罐之后,將油缸裝到滑動(dòng)水口上,就可以操作液壓系統(tǒng),開(kāi)閉滑動(dòng)水口油缸了。澆鑄完成后,將滑動(dòng)水口油缸拆下,掛在車上后,再將鋼水罐吊離。
帶升降鋼水澆注車升降、橫移裝置結(jié)構(gòu)中均采用重載滑靴作為承重單元,使整車在結(jié)構(gòu)布置上更加緊湊。由于鋼水澆鑄十分危險(xiǎn),對(duì)于安全性設(shè)計(jì)方面主要增加了機(jī)械防傾覆裝置、液壓系統(tǒng)防傾覆(當(dāng)單側(cè)升降油缸油路破損,另一側(cè)升降油缸停止升降,始終同步)以及遠(yuǎn)程控制等。
帶升降鋼水澆鑄車解決了特鋼企業(yè)澆鑄不同鋼錠的需求,產(chǎn)品投放市場(chǎng)以來(lái),用戶反應(yīng)良好,性能穩(wěn)定可靠,市場(chǎng)前景很好。
[1] 成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2008.
[2] 張質(zhì)文.起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京:中國(guó)鐵道出版社,1997.
[3] 王慶五.ANSYS10.0機(jī)械設(shè)計(jì)高級(jí)應(yīng)用實(shí)例[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2006.
[4] 許福玲,陳堯明.液壓與氣壓傳動(dòng)[M].3版.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2007.
[5] 江洪.SolidWorks有限元分析實(shí)例解析[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2004.
[6] 濮良貴,紀(jì)名剛.機(jī)械設(shè)計(jì)[M].8版.北京:高等教育出版社,2006.
(編輯:立 明)
TG 261
B
1002-2333(2014)04-0199-02
馮亮(1985—),男,助理工程師,研究方向?yàn)橐苯疖囕v的設(shè)計(jì)與研發(fā)。
2014-02-13