板带冷轧机中运卷小车的结构对比分析

刘志鹏

(洛阳有色金属加工设计研究院，河南 洛阳471039)

运卷小车是板带冷轧机中必不可少的组成部分，它的结构形式有很多种，笔者在这里选出两种比较典型的运卷小车，即导柱式运卷小车和导架式运卷小车，从可维护性、导向形式 、车体的结构强度、传动形式四个方面进行对比，从而找出更合理的结构及适用场所。

1 导柱式和导架式运卷小车的结构组成

导柱式运卷小车主要由托座、球头、液压缸、导柱、车体、传动电机和传动轴等组成(如图1所示)。

导架式运卷小车主要由托座、耳环、销轴、液压缸、导架、车体、传动电机、传动轴等组成(如图2所示)。

图2 导架式运卷小车结构组成

2 导柱式和导架式运卷小车的装配维护便捷性对比

2.1 托座部分装配维护便捷性对比

导柱式运卷小车的托座由球头支撑，球头与液压缸相连。而导架式运卷小车的托座通过销轴与耳环相连，耳环固定在液压缸上。两者托座结构的比较：首先，球头及球座与销轴和耳环相比加工难度较高；其次，球头、球座的结构更复杂，装配及维护相对困难。

2.2 传动轴、传动轴承座加工、装配维护对比

导柱式结构传动轴轴承座与车体为一体式结构，对于轴承孔的加工不方便，并且孔的同轴度不易保证，精度要求高。此外传动轴在装配时，需穿过车体。这种结构导致传动轴的拆装比较困难。

导架式运卷小车的传动轴、车轮及轴承座整体装配后由螺栓固定在车体下侧，拆装便捷。

2.3 液压缸安装维护便捷性对比

导柱式运卷小车的液压缸直接由螺栓固定在车体中部，拆装、维护方便简洁。而导架式运卷小车的液压缸为中部耳环式，位于车体和导架的内部，耳环固定在车架上。拆装液压缸需要将托座、导架一起拆出，相对较麻烦。

3 导柱式和导架式运卷小车导向形式对比

导柱式运卷小车的导向形式为：两导柱在车体的导向套(导向套中装有铜滑套)中滑动导向。导柱式结构的优点为：1)结构简单；2)装配便捷。但也存在如下缺点：1)结构强度稍弱；2)对导向套及导柱固定轴孔的加工精度要求较高，出现误差后不益调整；3)导向套内的滑套更换略麻烦。

导架式运卷小车的导向形式为：导架置于车体内部，车体上装有滑座和滑板，导架在滑板间滑动导向(如图3所示)。导架式结构的优点为：1)导架为框架式结构，结构强度较好，托座升降平稳，特别是大卷径、大质量带卷更适用；2)滑板间的间隙可以通过滑座与车体间的垫片组调整，对导架的加工精度要求相对较低；3)滑板容易更换。但是其结构与导柱式相比率复杂。

图3 导架导向结构图

4 导柱式和导架式运卷车车体强度对比

建立三维模型，对两种小车的车体强度进行力学分析。根据两种车的结构及液压缸的形式可知，导柱式运卷小车载荷作用在车体中部，导架式运卷小车载荷作用在车体两侧轴承座上。向车体加载20吨载荷，得出两种车体的应力和位移分析图(如图4、图5所示)。

通过图4、图5两者之间的对比，可以看出导架式运卷小车的车体强度要明显优于导柱式车体结构。

导架式运卷小车应力分析图 导柱式运卷小车应力分析图

导架式运卷小车位移分析图 导柱式运卷小车位移分析图

5 传动形式对比

无论是导柱式还是导架式运卷小车，传动形式都有两种。一种为链轮、链条式，一种为传动轴直联式。链轮、链条式结构简单，装配方便；传动轴直联式对加工精度要求高，安装难度大。但是从使用功能上看，传动轴直联式结构小车行走精度高，而链轮、链条式结构需要定期调整链条张紧程度。

6 结束语

本文对目前广泛使用的两种运卷小车从多个方面进行了对比，无论强度还是结构导架式小车相对更合理。但在实际设计选型中，还应根据各自的实际情况而定。

[1] 洛阳有色金属加工设计研究院：板带车间机械设备设计(下册)[M],北京：冶金工业出版社，1983。