管排锯卸料系统行走机构的研究于改造

原有管排锯卸料系统的驱动部分是由电机减速机实现的，在使用中，由于结构复杂，维护困难，故障率高，07年一年中就出现过4次齿轮打齿，减速机端盖崩开等故障，每次修复约需时5小时。本次研究改造就是改变卸料系统的驱动形式为液压缸驱动，在满足使用要求的同时，使其结构简单，易于维护，降低故障率。

关键词：卸料系统，电机减速机，驱动。

前言：

管排锯推尾小车在管排锯锯切过程中起到非常的重要作用，主要组成部分是：行走小车，电机减速机组成的驱动部分，推料装置，缓冲挡板和升降曲臂机构。简图如下：

管排锯卸料系统主要有两种功能，其一，在主动或被动切尾完成之后，将管尾推向料头收集小车。(被动切尾是指在切管排最后一刀时仍采用定尺机定尺的切割方法。主动切尾是指切最后一刀时，管排回撞缓冲挡板，由推尾小车完成定尺工作的一种切割方法。)其二，就是主动切尾充当定尺机，要求卸料系统有良好的锁紧机构，防止定尺不准确。主动切尾时卸料系统的动作顺序是，在管排从小车下运出后，升降曲臂机构将缓冲挡板在线，电机减速机驱动小车至定尺要求位置，管排回撞至缓冲挡板，完成定尺。小车退至零位，待管排锯切完后，将管头推向料头收集小车，然后卸料系统返回零位，升起离线。被动切尾时系统只是完成推料头的工作。

1. 原有卸料系统存在的问题：

第一个功能原有的驱动机构能够满足要求，但在完成第二种功能时，就常会出现管子回撞使小车后移，导致定尺不准确。原有系统采用的是电机减速机驱动，是由电磁抱闸制动，即使调整到最大抱紧力还是会出现后移现象，严重时还会将小车撞离后限位造成小车脱轨，恢复特别困难。从机械方面来看，这种故障产生的原因是，减速机倒转，大齿轮带动小齿轮，减速机采用三级传动，电机到减速机也靠小齿轮啮合扭矩，减速机一级传动还采用了伞齿轮，翻转使输入轴受轴向力，从而容易导致减速机端盖损坏。在07年发生的4次卸料系统故障中，其中两次是因减速机端盖损坏造成的。根据这种情况分析，电机减速机驱动结构复杂精密，即使齿轮有微小的坏齿都会导致减速机卡阻，在切厚壁管时，小车后移量最大，造成减速机损坏的机率也明显加大。减速机安装位置比较狭窄，每次更换减速机约5个小时左右，平时维护也不方便。

2. 改造方案：

鉴于卸料系统的驱动部分存在的问题，曾经考虑借鉴定尺机构的电机卷扬式结构解决此问题，这样驱动部分和锁紧部分分开，锁紧机构还需要单独的液压缸锁紧，同时卸料系统若安装定尺系统式的卷扬机构需要在卸料系统外增加绳轮和安装电机减速机等设备，这样不仅没有使系统简化，反而增加了许多机构，这个方案是行不通的;还有一种方案就是根据卸料系统的行走小车上的推料装置想到的，推料装置采用单缸完成推料动作，卸料系统同样也可以由液压缸驱动，不过就是增加快速前进，慢速工进，快速返回，返回减速和主动切尾时的准确定尺功能，在液压上实现以上功能还是相对简单的，我们采用两个换向阀来实现快慢速转换，单阀得电时为工进速度，返回减速，双阀得电实现快速前进和快速返回。设计液压回路图如下：

根据现场管排质量最重的单根质量为3.5x103kg，每排3根，管排最快运输速度等为1.5m/s，管排撞击缓冲时间约为1s，

根据冲量定理有：mv=I=Ft 计算负载力约为：

F=15.75x103N

查《机械设计手册》压力可选最小为2.5MPa，

根据：F=PS=Pπr2

得： r≈44.8mm

设安全系数k=1.5

得：活塞直径约为 d=134.4mm

根据活塞直径标准系列选择了160/100-1600型液压缸，在现场实践中调试调整压力为4.5MPa可以满足生产要求，通过验算同时满足安全要求。同时在液压回路中设置一个溢流阀，计算瞬时最大压力为7.8MPa，设置溢流阀数值为8MPa，实现准确定尺和对系统保护。将减速机拆除，用一根轴将行走小车的两个齿轮连接起来，与U31连接的链轮安装在轴上，对于卸料系统的数值监测部分还是采用原来的U31编码系统完成。

通过现场测量勘察量得卸料系统基座标高为1085±0.5mm，在系统后1米处是气动夹紧系统，1.5米处是液压管线通道，新基座安装在离旧基座0.5米处，可利用管线通道安装∏型基础，其上再安装辅助支撑，这样气动夹紧系统向后移1米，液压驱动部分就有充足的安装空间了，利用平时定修时间安装好新基座和辅助支撑后，再安装过渡横梁和旧基座连接，以增强新基座的稳定性，最后安装液压缸底板，底板尺寸为2000x1800x30，将液压缸摆放在底板上，调整液压缸中心标高即卸料系统减速机底板中心的标高1500±0.5mm，通过调整垫片使底板水平度为±0.5mm。最后是液压缸的安装，这也是最关键的一步，如果安装不好推不正，就会出现推斜，推偏现象，造成行走小车上导向杆，油缸的损坏。首先确定油缸中心线，用细钢丝将与小车齿轮啮合的两个齿条外侧连接系紧，测量两齿条间宽度，分别在齿条两端，中部选择六处测量，计算平均值1632mm，将该值的中心处标记在钢丝上，并以标记为基准，调整小车使其与两侧齿条啮合宽度相等，最后将标记标在卸料系统上，至此卸料系统的水平中心就确定了，在安装时将缸杆全部收回，并将行走小车退回零位锁定，使缸头前表面完全接触小车底座连接板表面，液压缸与行走小车之间通过半圆形带凹槽的连接板连接，安装连接板前，先将小车向前开动，留出连接板位置，然后开回使缸头套入连接板，固定好位置焊接，并在连接板后加焊筋板保证连接牢固，焊接完后将液压缸地脚孔做出标记，将缸移走，用磁力钻钻出地脚孔，安装液压缸连接油管，在液压缸地脚处焊接定位块，这样就保证了液压缸安装位置准确。通过多次的调试使用，现在的液压驱动部分已能够完全的取代电机减速机驱动，满足现场生产的需求，从六个月的使用情况来看，系统运行稳定，定尺准确，从未出现因定尺不准出现的长短尺导致管排下线再切现象。

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