一種帶配重的緩沖擋板裝置

北鋼管業(營口)有限公司 遼寧營口 115007

1 設計背景

在冶金生產過程中,固定擋板是各種運輸輥道末端不可缺少的裝置。擋板主要用于原料、半成品,以及成品件輸送過程中停止、定位、墩齊、安全保護等場合,應用范圍較廣。例如,熱軋領域鋼坯、鋼板、型材等由縱向輸送改為橫向輸送時,需要在縱向輥道末端布置擋板裝置[1-2]。

目前,各家企業普遍使用的固定擋板多為無緩沖或彈簧緩沖、液壓緩沖結構。相比液壓式緩沖裝置[3],機械式緩沖裝置結構簡單[4],制作成本低。但是,因擋板直接承受沖擊,擋板或設備基礎在沖擊力的反復作用下容易損壞,由此造成備件投入成本較高,維護量大。為了延長擋板壽命,許多企業采取加大擋板自身質量或加大基礎規模的方式,導致設備投資增加,同時增加了企業的負擔。

針對以上問題,筆者設計了一種帶配重的緩沖擋板裝置。

2 裝置結構

帶配重的緩沖擋板裝置結構如圖1所示。在直接承力的擋板與固定件之間設置彈簧,同時應用杠桿平衡原理在平衡梁另一側設置配重塊[5],可以有效消除外部撞擊力與沖擊功的作用,保護擋板和設備基礎。裝置結構簡單,基礎施工量小,免維護。

帶配重的緩沖擋板裝置安裝在輸送輥道末端,包括撞頭組件、平衡組件和立柱組件。立柱組件作為底座固定在地面上。撞頭組件作為承力件,通過數組彈簧與立柱組件連接。平衡組件設有固定連接的擋板和平衡梁[6]。擋板與撞頭組件聯動,可以使平衡梁繞立柱組件中的旋轉軸轉動。平衡梁末端設有配重塊。

圖1 帶配重的緩沖擋板裝置結構

3 裝置特點

以下對帶配重的緩沖擋板裝置的特點進行具體分析。

(1) 立柱組件由底板、立柱、緩沖立板和旋轉軸組成[7]。立柱平行設置在底板前部兩側,緩沖立板平行設置在底板后部兩側,立柱之間設有旋轉軸,通過卡板定位。

(2) 緩沖立板上部通過下墊板設置有緩沖墊。

(3) 撞頭組件由擋頭、彈簧支座和數組彈簧組成。彈簧支座固定在立柱組件的兩側立柱之間[8],擋頭與外部撞擊件直接接觸,與彈簧通過螺栓、螺母與彈簧支座固定連接。平衡組件中的擋板固定在擋頭與彈簧之間。

(4) 擋頭和擋板之間設有緩沖墊。

(5) 平衡組件由擋板、平衡梁和配重塊組成。兩根平衡梁平行設置在立柱組件的立柱內側,前端垂直固定擋板,擋板另外通過螺栓固定在撞頭組件的擋頭與彈簧之間。平衡梁與立柱組件的旋轉軸之間通過軸套連接,平衡梁末端對應立柱組件緩沖立板的上部設有配重塊,下方對應緩沖墊的位置設有上墊板。

(6) 平衡梁以旋轉軸中心為界,設有配重塊一側的長度大于設有擋板一側的長度。

(7) 為了提高立柱與底板之間的連接強度,立柱和底板之間設有加強筋板[9]。同理,為了提高平衡梁與擋板之間的連接強度,平衡梁與擋板之間設有斜筋板。

4 使用方法

在冶金生產過程中,當有鋼坯或軋件等外部撞擊件沿輥道輸送而來并撞擊至擋頭時,會對擋頭產生巨大的沖擊力與沖擊功[10]。作為直接承力件的擋頭,承受沖擊力與沖擊功后將沖擊力與沖擊功傳遞至擋板,帶動平衡梁以旋轉軸為中心旋轉。基于杠桿原理,平衡組件另一側的配重塊向上轉動,在此過程中會抵消大部分沖擊功[11]。擋板與立柱組件間設置的彈簧可以有效抵消與緩解剩余的沖擊功。另外,擋頭與擋板之間設置緩沖墊,配重塊與緩沖立板間設置緩沖墊,都可以有效減小沖擊噪聲,抵消沖擊力,并起到保護設備的作用。

5 使用效果

通過生產實際檢驗,帶配重的緩沖擋板裝置取得了令人滿意的使用效果。

(1) 作為直接承力件的擋頭,承受沖擊力與沖擊功,并將沖擊力與沖擊功傳遞至擋板,帶動平衡梁以旋轉軸為中心旋轉。基于杠桿原理,平衡組件另一側的配重塊會抵消大部分沖擊功。

(2) 擋板與立柱組件間設有彈簧,可以有效抵消與緩解剩余的沖擊功。

(3) 擋頭與擋板之間設有緩沖墊,可以有效抵消沖擊力。

(4) 平衡梁與旋轉軸間通過軸套連接,阻力小,響應快,使用壽命長。

(5) 配重塊與緩沖立板間設有緩沖墊,可以有效減小沖擊噪聲,抵消沖擊力,保護設備。

(6) 整體結構簡單緊湊,可以免維護,基本無備件消耗。

(7) 所有撞擊力與沖擊功均由配重塊及彈簧抵消,立柱基礎可以設計為最小,進而大大減少基礎投入與施工。

6 結束語

筆者公司將多處原有固定式擋板裝置改造升級為帶配重的緩沖擋板裝置,并投入生產。通過生產實踐證明,帶配重的緩沖擋板裝置施工量小,結構穩定可靠,大大減小了沖擊噪聲,改善了生產環境。設備運行安全可靠,可以做到免維護,沒有備件消耗,大大降低了維護工人的勞動強度。這一裝置的使用效果良好,得到現場操作及維護人員的普遍認可與好評。