1概述
由于天津鋼廠使用的180／50／10t兌鐵水用鑄造起重機在運行一段時間后，主小車起升機構多處出現(xiàn)故障，不但造成危險情況，而且嚴重影響生產。受天鋼委托，我公司派員對事故現(xiàn)場進行了全面細致地考察與分析，并對主小車的原機型及特點進行了認真地研究。通過對鑄造起重機各種型式的主起升機構進行比較分析，最終確定用“住友”機型來改造180t鑄造起重機主小車。

2原有小車主起升機構及其事故分析
2．1原主起升機構的結構及特點
原主起升傳動機構由雙電機、雙減速器、四個制動器、兩個卷筒及兩個定滑輪組構成。起升機構的兩個減速器之間通過傘齒輪與萬向聯(lián)軸器連接(見圖1)，以保證兩套起升機構的同步和實現(xiàn)單電

圖1原主起升機構
1．定滑輪組及平衡裝置2．卷筒3．電動機4．制動器5．萬向聯(lián)軸器6．聯(lián)軸器7．減速器

機工作。這種機型的優(yōu)點是尺寸小，重量輕。由于傘齒輪是一個關鍵零件，不但承載著很大的轉矩和軸向載荷，而且工作級別又高，因此，對它的設計強度、加工制造及安裝精度都有很高的要求。否則，就會使傘齒輪的承載能力大大下降，極易發(fā)生斷齒現(xiàn)象，給機構上的傳動部件帶來很大的沖擊和損壞。由于該機型的連接環(huán)節(jié)多，所以故障點也多。
2．2事故分析
當起升機構吊著鐵水罐在大車運行機構運行時，起升機構的制動器突然失靈，導致鐵水罐下滑，發(fā)生飛車情況，以致電動機、聯(lián)軸器及減速器都被損壞。經分析其主要原因是：制動器沒有調整到所需力矩位置，在制動過程中處于臨界狀態(tài)，當大車運行引起震動時，動載荷的增加使制動力矩不夠，閘不住制動輪，因此導致鐵水罐下滑。此外，在使用過程中還發(fā)現(xiàn)存在小車架剛度較差、焊縫質量不好、定滑輪承受不了軸向力及滑輪變形或軸承損壞等問題。經過進一步核算，發(fā)現(xiàn)原起升機構聯(lián)軸器許用扭矩不夠，而且所選用的輕型萬向聯(lián)軸器也不適合在鑄造起重機的起升機構上應用。兩個減速器之間的萬向聯(lián)軸器的許用扭矩不夠。

3制定改造方案
3．1提出改造方案
目前，國內外普遍采用的形式有兩種：一種是日本“三菱”機型；另一種是日本“住友”機型。前者在我國寶鋼、武鋼等鋼廠使用較多，后者在日本、韓國普遍使用，目前國內尚無使用先例。
為滿足用戶盡可能減少工作量及降低費用的要求，因此采用“一字型大減速器(簡稱大減速器)”機型進行改造?！按鬁p速器機型”有以下共同特點：(1)“一字型大減速器”配有兩套驅動系統(tǒng)。電機、制動器及其共用的大減速器、卷筒和定滑輪組兩套系統(tǒng)對稱布置。每個卷筒上固定有兩根鋼絲繩，鋼絲繩經掛梁上的動滑輪和車架上的定滑輪纏繞，懸吊起掛梁下的鋼水包。
(2)兩套傳動機構的減速齒輪都裝在同一個大減速器里，該機型的特點是兩個卷筒都與主梁平行，通過大減速器中的高速級(或低速級)過輪將兩套機構連鎖以達到同步的目的。
(3)整個機構傳動鏈簡單。減速器的軸相互平行，漸開線圓柱齒輪嚙合。這種傳動方式沒有其他零部件，故障點少，傳動效率高，維修空間大。安全和可靠是它最大的特征，也是用戶公認的優(yōu)點。大減速器油池大且散熱好，能保證齒輪有良好的潤滑，因此齒輪壽命長且維護量少。
當一套機構出現(xiàn)故障后，另一套機構可通過大減速器的同步過輪驅動另一個卷筒，以保證起重機能安全工作一個循環(huán)，或電機過載繼續(xù)短期工作。這種機型的缺點是自重較大，制造難度大，整體更換減速器比較困難。
3．2兩種大減速器機型的比較
(1)“住友”機型是電機在中間，卷筒在兩側，用大減速器中高速級的過輪將兩套機構相連(見圖2)．
該機型有以下優(yōu)點：a單機工作時，只有高速級齒輪軸過載，其余各級都不過載，且過輪扭矩較小，因此自重較“三菱”機型輕。
b由于減速器是獨立部件，受小車架變形影響較小，減速器制造精度高，裝配與維護方便。
C由于卷筒放置在小車架兩邊，卷筒自重及其上的鋼絲繩拉力與小車輪支座的距離很小，因此小車架上的梁斷面不大，減輕了小車架重量。
(2)“三菱”機型是卷筒在中間，低速級設過輪，
電機在兩側。減速器下殼體也是小車架的一根梁
其制造難度大，但小車總的高度較小。由于其特點是卷筒在中間，小車架上的梁承受較大的彎矩，故車架較重。
3．3確定改造用機型
根據天鋼對此次改造的具體要求，對于未損壞的零部件要繼續(xù)使用，由于小車的軌距及其架的外形尺寸都已經確定，如果用“三菱”機型布置該小車，那么小車架的外形尺寸偏大，對整車不利。因此，根據原小車電動機在內、卷筒在外、定滑輪與卷筒中心垂直的布置形式，同時考慮到整個小車的外形尺寸以及“住友”機型的相對優(yōu)越性等因素，最終決定采用“住友”機型進行改造。

圖2“住友”大減速器機型

4改造措施
首先，更換電動機與減速器之間的萬向聯(lián)軸器。通過合理選擇小車架梁的斷面，以解決原小車架存在的剛度和強度的問題。其次，重新設計定滑輪及平衡梁。通過合理選用軸承，將定滑輪和平衡梁分開設計并將其結構改進，以減小因大車起、制動給定滑輪帶來的軸向力的影響。

5結束語
在鑄造起重機上采用“住友”機型屬國內首創(chuàng)，是理論與實際經驗相結合的一次突破。此次改造不僅豐富了國內鑄造起重機主起升機構設計的種類，而且為今后的設計提供了參考依據。
作者：李靜原