橋式起重機(jī)卷筒聯(lián)軸器的改進(jìn)

于建民，王學(xué)壯

(唐山鋼鐵集團(tuán)有限責(zé)任公司，河北唐山 063000)

我國起重機(jī)行業(yè)至今仍有采用50年代的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)——減速器與卷筒之間的內(nèi)外齒輪聯(lián)接盤的結(jié)構(gòu)形式，起重機(jī)制造業(yè)發(fā)達(dá)的國家一直在不斷地發(fā)展和完善此項(xiàng)技術(shù)。從80年代末期開始，我國陸續(xù)開發(fā)和引進(jìn)了一些新技術(shù)，就是卷筒用鼓形滾柱聯(lián)軸器。隨著鋼板卷制焊接成形的卷筒體和支承短軸技術(shù)的應(yīng)用，使國產(chǎn)起重機(jī)卷筒裝置在技術(shù)上有了長足的進(jìn)步，根據(jù)近幾年的實(shí)踐與觀察，球鉸卷筒聯(lián)軸器新技術(shù)的應(yīng)用，使產(chǎn)品設(shè)計(jì)更合理，性能更優(yōu)越、更安全可靠、成本也明顯降低。因此，積極推廣使用球鉸型卷筒聯(lián)軸器是未來發(fā)展趨勢。

1.齒輪盤式卷筒聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

1.1 齒輪盤式聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)簡圖

齒輪盤式聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

1.2 齒輪盤式卷筒聯(lián)軸器的缺陷

齒輪盤式連接系封閉式傳動(dòng)，卷筒軸不承受扭矩，是目前橋式起重機(jī)卷筒組的典型結(jié)構(gòu)。但存在以下缺陷:

(1)卷筒的重量較大，卷筒定位軸承及內(nèi)齒輪盤與減速機(jī)之間安裝和調(diào)整難度大。

(2)卷筒軸線與減速器輸出軸線之間的允許偏斜角度小，安裝精度要求較高。

圖1 齒輪盤式聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)圖

(3)如果安裝不正，會(huì)造成在起升下降過程中卷筒齒輪盤有軸向移動(dòng)，將加劇齒輪面的磨損。

(4)如果卷筒位移量大或者小車架鋼結(jié)構(gòu)強(qiáng)度差，將會(huì)造成卷筒尾部機(jī)械限位齒輪脫節(jié)而使限位失效，甚至可能發(fā)生吊鉤組沖頂?shù)膼盒允鹿??；蛘咭鹁硗昌X輪盤脫節(jié)，起升卷筒機(jī)構(gòu)脫落事故。

2.TS系列鼓形滾柱聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

2.1 鼓形滾柱聯(lián)軸器應(yīng)用介紹

起重機(jī)行業(yè)在卷筒裝置上逐漸采用了一些成熟的新技術(shù)、新工藝及其設(shè)計(jì)方法。圖2是德國MAN公司采用的一種卷筒裝置，其關(guān)鍵技術(shù)是在驅(qū)動(dòng)減速器與卷筒之間安裝有一套特殊的鼓形滾柱聯(lián)軸器，此聯(lián)軸器不僅能傳遞扭矩和承受較大的徑向力，而且還能補(bǔ)償減速器軸線與卷筒軸線的角度偏差，最大可達(dá)1.5°。它主要由帶有法蘭的外圈、帶花鍵的內(nèi)圈及若干鼓形滾柱和端蓋等組成。卷筒用鼓形滾柱聯(lián)軸器曾被機(jī)電部列為科研攻關(guān)項(xiàng)目，由于這

圖2 帶鼓形滾柱聯(lián)軸器

2.2 鼓形滾柱聯(lián)軸器存在問題

(1)使用注油孔注油時(shí)不能到達(dá)滾珠部位，潤滑不好造成滾柱磨損，在起升或下降過程中滾柱會(huì)發(fā)出刺耳的異音。

(2)采用鋼板彎卷焊接成形的卷筒，短軸是通過兩個(gè)法蘭板與卷筒體焊接成一體的，鼓形滾柱聯(lián)軸器后擋蓋螺栓為隱蔽性部位，一旦螺栓脫落，滾柱就會(huì)掉出來，聯(lián)軸器失效，發(fā)生墜落事故。某鋼廠曾因一側(cè)卷筒聯(lián)軸器脫落，主起升鋼絲繩滑落，造成鋼包板鉤傾翻事故。

(3)軸向偏差允許小，對安裝精度有一定的種聯(lián)軸器制造難度大、造價(jià)高，未能在我國中小型起重機(jī)上推廣應(yīng)用，只是在50t以上噸位的起重機(jī)中有所采用。據(jù)近幾年對這種卷筒聯(lián)軸器應(yīng)用的觀察和分析，發(fā)現(xiàn)因其自身結(jié)構(gòu)的缺陷，在軸線偏差的補(bǔ)償和安全可靠性方面還存在一定的問題。要求。

3.球鉸型卷筒聯(lián)軸器

3.1 近幾年來國內(nèi)外卷筒聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)形式及特點(diǎn)

近幾年浙江省樂清市三豐傳動(dòng)件廠推出了一種性能更優(yōu)越的WZL型球鉸卷筒聯(lián)軸器，其結(jié)構(gòu)形式如圖3所示，它主要由與卷筒體連的帶法蘭的外圈1，與減速器相連的內(nèi)圈3和內(nèi)圈外圈之間的兩個(gè)特殊鍵2組成。內(nèi)圈與外圈之間為包容式球面接觸，兩個(gè)特殊的鍵嵌在內(nèi)、外圈的接觸球面上，這種特殊的結(jié)構(gòu)具有以下幾個(gè)優(yōu)勢:

圖3 WZL型球鉸卷筒聯(lián)軸器

3.2 球鉸型聯(lián)軸器優(yōu)勢

(1)能承受很大的徑向載荷和傳遞較大的扭矩。

(2)轉(zhuǎn)動(dòng)靈活，允許的軸線偏斜角度大，最大角度可達(dá)3°。在設(shè)計(jì)卷筒裝置時(shí)，應(yīng)會(huì)解除卷筒端部支承的軸向約束，因此大大降低了對卷筒安裝精度的要求，而且在小車架剛度可能較差的情況下起升機(jī)構(gòu)也能安全工作。

(3)包容在球面之間的特殊鍵，使其更加安全可靠。

(4)積木式的裝配方式，使起升機(jī)構(gòu)更易于裝拆、維修。萬向型球鉸卷筒聯(lián)軸器的應(yīng)用如圖4所示，它使傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的通軸支撐變?yōu)槎梯S支撐，取代了

圖4 WZL型球鉸卷筒聯(lián)軸器連接的卷筒裝置

WZL型球鉸卷筒聯(lián)軸器適用于各種起重機(jī)、運(yùn)輸機(jī)、礦山機(jī)械、選煤機(jī)械和建筑機(jī)械等的減速器與被旋轉(zhuǎn)筒體之間的連接。

3.3 使用WZL型卷筒聯(lián)軸器注意的幾個(gè)問題

(1)卷筒一端通過聯(lián)軸器支持在減速機(jī)出軸上，另一端則用軸承座支住，卷筒聯(lián)軸器不能補(bǔ)償軸向位移，該軸承座必須解除軸向約束，建議軸承兩端各留有＞3mm間隙，軸承座內(nèi)建議采用G8配合。

(2)根據(jù)工作級(jí)別、工作靜扭矩和卷筒及減速機(jī)出軸的尺寸，選用合適的卷筒聯(lián)軸器。

(3)卷筒采用Q345－B材料的鋼板卷制、焊接成形，短軸式結(jié)構(gòu)，對卷筒對接和角焊縫處需進(jìn)行超聲波和磁粉探傷檢查，并提供探傷報(bào)告。焊后應(yīng)作消除應(yīng)力處理。

(4)減速機(jī)出軸端設(shè)用可承受卷筒軸向力的擋傳統(tǒng)的卷筒內(nèi)齒圈連接盤和減速器低速軸特殊的外齒軸端，省去了傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)卷筒腔內(nèi)的球面向心軸承及其安裝調(diào)整，組裝性能更好，使起升機(jī)構(gòu)裝拆更為方便，工作更理想。采用這種卷筒裝置不僅使起重機(jī)制造成本降低，而且使廣大的中小起重機(jī)生產(chǎn)廠家采用新型卷筒裝置成為現(xiàn)實(shí)，使國產(chǎn)起重機(jī)技術(shù)水平向前邁進(jìn)一步。

(5)WZL型球鉸卷筒聯(lián)軸器，由于球面自身具有限制卷筒軸向移動(dòng)的功能，故在設(shè)計(jì)時(shí)可解除軸承座對短軸的軸向約束，這樣不僅使軸承座設(shè)計(jì)簡單，而且使卷筒受力更合理，安裝調(diào)整更方便。板和緊固螺栓。其螺栓性能等級(jí)不低于10.9級(jí)，并有防松措施。

(5)無特殊要求時(shí)，訂貨時(shí)只要注明型號(hào)即可，如:WZL12。

［1］ (德)MAN 公司(WERKNURNBERG).Trommeln mitWellenzapfen Geschweibt N 40～3701.

［2］ 黃平.彭形滾柱聯(lián)軸器［J］.起重運(yùn)輸機(jī)械，1991.

［3］ 浙江省樂清市三豐傳動(dòng)件廠.萬向型球鉸卷筒聯(lián)軸器樣本.1996.

［4］ 楊長.起重機(jī)械［M］.機(jī)械工業(yè)出版社.1992.

［5］ 陳道南，過玉卿，周培德，盛暵中.起重運(yùn)輸機(jī)械［M］.冶金工業(yè)出版社.