M1635 型門機行走臺車結(jié)構(gòu)優(yōu)化

史 煒

（秦皇島港股份有限公司雜貨分公司，河北秦皇島 066000）

0 引言

秦皇島港股份有限公司雜貨公司M1635 型門機由大連重工制造，行走臺車分為主動臺車與被動臺車。由于主動臺車設計存在一定的薄弱環(huán)節(jié)，經(jīng)過長時間的使用后，減速器底座出現(xiàn)了四角裂紋，裂紋傳導至行走臺車面板，且傳動齒輪軸安裝筋板過渡處存在應力集中，傳動齒輪也出現(xiàn)了筋板斷裂的情況，直接影響了設備的使用安全。

1 故障原因分析

為恢復門機的使用性能、提高其結(jié)構(gòu)強度，經(jīng)過仔細分析故障原因，發(fā)現(xiàn)其設計薄弱環(huán)節(jié)主要有5 個：①行走臺車面板強度不足，在震動、交變應力影響下易出現(xiàn)裂紋及斷裂的情況；②傳動齒輪軸安裝筋板存在尖角，易產(chǎn)生應力集中導致結(jié)構(gòu)強度下降；③減速器固定底座強度不足；④減速器缺少定位，僅靠安裝螺栓固定；⑤減速器電機制動器同軸度存在偏差至傳動不平穩(wěn)。

結(jié)合上述情況，提出了改進優(yōu)化方案，采取多項結(jié)構(gòu)優(yōu)化來對主動臺車的結(jié)構(gòu)進行加固。

2 項目分析與實施

結(jié)合臺車出現(xiàn)的故障表現(xiàn)和現(xiàn)場生產(chǎn)作業(yè)的實際工礦，從以下5 個方面對行走主動臺車的結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化。

2.1 提升臺車面板強度

臺車面板由于厚度不足，導致在減速器安裝底座開裂時，裂紋延展至面板，導致面板開裂，且原面板四角未采取圓角來防止應力集中，也是面板開裂的原因之一。因此，將臺車的面板由原δ=10 的鋼板替換為δ=20 的鋼板，并優(yōu)化加工工藝，在原尖角處全部以圓角代替。將原面板取下，焊接新面板，面板外形尺寸如圖1 所示。

2.2 重新設計傳動齒輪軸外形及相關(guān)尺寸

傳動齒輪安裝的筋板設計中存在薄弱環(huán)節(jié)，主動車輪上方的過渡處采用了尖角角過渡，易造成應力集中降低結(jié)構(gòu)強度。因此，傳動齒輪固定筋板重新制作并適當加厚，增強其抵抗扭轉(zhuǎn)力矩的能力，薄弱處由原鈍角過渡改為圓角過渡，以減少應力集中（圖2）。圖2 中，虛線部分為原有外形尺寸，實線部分則為修改后外形尺寸。

圖1 改進后的臺車面板

圖2 改進后的筋板

2.3 減速器安裝底座結(jié)構(gòu)重新設計

減速器底座螺栓由于長時間的正反轉(zhuǎn)產(chǎn)生正反扭轉(zhuǎn)力矩，減速器定位不佳，使減速器底座螺栓松動，長時間使用使減速器底座四角開裂。結(jié)合上述情況，將減速器固定底座由原四角分離的安裝方式改為一體制作安裝，并重新制作減速器底座螺紋孔。整體底座的設計避免了減速器原四角分離式底座受力分散，易產(chǎn)生受力集中的缺陷，使受力均勻的分布于整體式底座的四周，改善了臺車面板的受力情況。

原底座采用厚度為20 mm 的4 個墊塊，上配鉆M20 螺紋孔形式安裝，相關(guān)尺寸依照減速器安裝尺寸進行加工（圖3）。

改后的減速器底座，采用整體形式，板厚度與原底座相同，均為20 mm，尺寸依照減速器安裝尺寸加。工完成后，焊于面板上，增強了薄弱處的厚度（圖4）。

2.4 為門機行走各減速器安裝定位擋塊

圖3 改進前的減速器安裝底座

由于原減速器未安裝定位擋塊，使減速器所受力及扭轉(zhuǎn)力矩主要由底座螺栓承受，加上個別螺栓預緊力不足，使底座螺栓易松動，導致螺紋孔螺紋損壞、磨損乃至安裝底座開裂。結(jié)合減速器外形結(jié)構(gòu)，在減速器兩端增加定位擋塊（圖5、圖6），改善減速器底部受力分布，降低了減速器固定螺栓的受力。

定位擋塊的分布上圖所示，減速器兩端采用兩“凸”型擋塊嵌入減速器凹槽處，在減速器左側(cè)采用2 個帶螺栓可調(diào)整的擋塊，擋塊后部加三角形筋板以增加其強度，右側(cè)采用固定2 個擋塊直接焊接，上下也采用此種方式，方便對減速器安裝狀態(tài)進行調(diào)整。

圖4 改進后的減速器安裝底座

圖5 定位擋塊

2.5 減速器輸入軸、電機軸、慣性制動器同軸度的調(diào)整

采用對中儀對其進行調(diào)整，通過增加底座墊片的方式，降低其同軸度偏差，使其運行平穩(wěn)，減少振動，從而降低了安裝誤差產(chǎn)生的振動及扭矩對傳動部件、行走臺車結(jié)構(gòu)的影響（圖7）。

3 項目實施成果

經(jīng)過對行走臺車的結(jié)構(gòu)優(yōu)化，不僅滿足了行走臺車的使用性，也提高了其強度與穩(wěn)定性。經(jīng)過維修后的試車及長時間的使用觀察，門機行走臺車運行良好，振動與沖擊大大減小，為再出現(xiàn)類似故障，結(jié)構(gòu)可靠性和運行穩(wěn)定性有了明顯提高。項目的實施避免了行走臺車的拆裝解體對設備及生產(chǎn)的影響，極大地節(jié)約了維修時間及維修費用。

圖6 定位擋塊分布

圖7 改進后的臺車上部