250 t 以下鑄造橋式起重機起升機構的選用

周海斌

（太原重工股份有限公司技術中心， 山西 太原 030024）

1 背景技術

鑄造橋式起重機的工作主要是吊運裝有高溫液態金屬的鐵水罐，有的還承擔為電爐兌鐵水的工作。

JB/T 7688.5—2012《冶金起重機技術條件第5部分：鑄造起重機》要求，主起升機構設置兩套驅動裝置，并在輸出軸剛性連接，所以噸位小于250 t 的鑄造起重機，一般采用了雙減速器結構型式。

2 起重機起升機構形式的介紹

2.1 選用雙減速器間寬度較大

起重機起升機構選用雙減速器（減速器布置在卷筒的內側），雙卷筒形式，減速機低速軸由鼓形齒式聯軸器聯接，見圖1。

圖1 雙減速器布置在卷筒的內側

這種起重機起升機構：起升機構采用2 臺電機驅動2 臺減速機，2 臺減速機低速軸之間由鼓形齒式聯軸器連接，保證低速軸同步，2 臺電機布置在減速機兩側，減速機輸出軸通過卷筒聯軸器分別驅動2 個卷筒，當1 臺電機出現故障時，另1 臺電機能獨立完成一個工作循環，保證不出現死包，減少了鋼廠的損失。這種結構形式，在眾多的鑄造起重機中，得到了廣泛的應用。

其次，因為新鑄造起重機標準的強制執行，一些鋼廠要改造舊的鑄造起重機，以適應新的鑄造吊標準。原有的鑄造起重機電爐兌鐵水時，有時就需要鋼包和吊具橫梁一起運轉到電爐上部，電爐上部有一定寬度的承重梁，這就對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，兩臺減速器自身寬度加卷筒長度（a）的值比較大，a值相應的決定了起重機吊具橫梁的寬度也比較大，吊具橫梁的寬度超過了電爐上部承重梁允許的寬度，那么，這種結構的起重機就不能被選用了。這樣，為了減小a 值，就把減速器放在卷筒的兩側，如圖2 所示。相同起質量、相同起升高度的起重機，b值明顯小于a值，b值小了，相對應的起重機吊具橫梁的寬度也小了，滿足了設計要求，這就是要介紹的第二種起重機起升結構形式。

2.2 選用雙減速器間寬度較小

起重機起升機構（減速器布置在卷筒的內側），雙卷筒形式，減速機低速軸由鼓形齒式聯軸器聯接。見圖2。

圖2 減速器布置在卷筒的外側的單卷筒形式

這種主起升機構結構：主起升機構采用2 臺電機驅動2 臺減速機，減速機輸出軸通過卷筒聯軸器分別驅動同1 個卷筒，同1 個卷筒當然能保證低速軸同步，當1 臺電機出現故障時，另1 臺電機能獨立完成一個工作循環。

這種單卷筒機構設計時，與雙卷筒機構有很大的不同，主要體現在卷筒聯軸器的選用上，先介紹兩種起重機常用的卷筒聯軸器，球面滾子卷筒聯軸器見圖3 和球鉸式卷筒聯軸器見圖4。

圖3 球面滾子卷筒聯軸器

圖4 球鉸式卷筒聯軸器

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

2）球鉸式卷筒聯軸器是用球鉸來承受徑向力，用包容在球面之間的特殊鍵來傳遞扭矩。它的最大特點是允許軸線偏斜角度大，一般可達±3o，因此大大降低了對卷筒安裝精度的要求。但是，球鉸式卷筒聯軸器不能補償軸向位移，因此在設計和制造時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。

雙卷筒設計時，圖5 中的單卷筒中，共有2 個卷筒聯軸器，如果同用兩個球面滾子卷筒聯軸器，此聯軸器不能承受軸向載荷，卷筒不能軸向定位，聯軸器和減速器的內外花鍵不能準確定位，容易釀成事故，這種結構不可取。如果同采用球鉸式卷筒聯軸器，球鉸式卷筒聯軸器不能補償軸向位移，因此在設計和制造時不能解除卷筒的軸向約束，制造時卷筒精度要求太高，不好實現。所以，采用1 個球面滾子卷筒聯軸器，再采用1 個球鉸式卷筒聯軸器，球面滾子卷筒聯軸器解除球鉸式卷筒聯軸器的軸向約束，球鉸式卷筒聯軸器保證了球面滾子卷筒聯軸器軸向定位，這樣，兩種聯軸器相互映襯，相互解決了的不足，保留了各自的優點，共同保證了起重機的使用安全。

圖5 卷筒裝置

當用戶維護檢修時發現，在維護起重機卷筒和卷筒聯軸器時，卷筒和卷筒聯軸器從減速器花鍵軸上退不出來，只有向外移動減速器，留出空間，才能把卷筒和卷筒聯軸器拆卸下來，這樣，很不方便，且維修費用很大。

最后，為了解決這些問題，要介紹的第三種起重機起升結構形式，

2.3 構選用布置在卷筒的外部兩側的雙減速器

起重機機構選用雙減速器（減速器布置在卷筒的外部兩側），雙卷筒形形式，卷筒尾部用帶中間套的鼓形齒式聯軸器聯接，如圖6。

圖6 減速器布置在卷筒的外側的雙卷筒形式

這種主起升機構：主起升機構采用2 臺電機驅動2 臺減速機，2 臺減速機輸出軸通過卷筒聯軸器分別驅動2 個卷筒，2 個卷筒之間由帶中間套的鼓形齒式聯軸器連接，保證低速軸同步，2 臺電機布置在減速機兩側，當1 臺電機出現故障時，另1 臺電機能獨立完成一個工作循環。

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

起重機維修拆卸卷筒過程如下：旋出螺母，推出螺栓6，因為外齒軸套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 的長度大于卷筒聯軸器推出減速器花鍵所需要的空間，這樣，不需要移動減速器，就能方便拆卸維護卷筒和卷筒聯軸器了，因此，這種帶中間套的鼓形齒式聯軸器應用，克服了第二種單卷筒機構的不足。

圖7 鼓形齒式聯軸器

3 結語

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