桥式起重机卷筒联轴器的改进

于建民，王学壮

(唐山钢铁集团有限责任公司，河北唐山 063000)

我国起重机行业至今仍有采用50年代的传统结构——减速器与卷筒之间的内外齿轮联接盘的结构形式，起重机制造业发达的国家一直在不断地发展和完善此项技术。从80年代末期开始，我国陆续开发和引进了一些新技术，就是卷筒用鼓形滚柱联轴器。随着钢板卷制焊接成形的卷筒体和支承短轴技术的应用，使国产起重机卷筒装置在技术上有了长足的进步，根据近几年的实践与观察，球铰卷筒联轴器新技术的应用，使产品设计更合理，性能更优越、更安全可靠、成本也明显降低。因此，积极推广使用球铰型卷筒联轴器是未来发展趋势。

1.齿轮盘式卷筒联轴器结构特点

1.1 齿轮盘式联轴器结构简图

齿轮盘式联轴器结构图如图1所示。

1.2 齿轮盘式卷筒联轴器的缺陷

齿轮盘式连接系封闭式传动，卷筒轴不承受扭矩，是目前桥式起重机卷筒组的典型结构。但存在以下缺陷:

(1)卷筒的重量较大，卷筒定位轴承及内齿轮盘与减速机之间安装和调整难度大。

(2)卷筒轴线与减速器输出轴线之间的允许偏斜角度小，安装精度要求较高。

图1 齿轮盘式联轴器的结构图

(3)如果安装不正，会造成在起升下降过程中卷筒齿轮盘有轴向移动，将加剧齿轮面的磨损。

(4)如果卷筒位移量大或者小车架钢结构强度差，将会造成卷筒尾部机械限位齿轮脱节而使限位失效，甚至可能发生吊钩组冲顶的恶性事故。或者引起卷筒齿轮盘脱节，起升卷筒机构脱落事故。

2.TS系列鼓形滚柱联轴器结构特点

2.1 鼓形滚柱联轴器应用介绍

起重机行业在卷筒装置上逐渐采用了一些成熟的新技术、新工艺及其设计方法。图2是德国MAN公司采用的一种卷筒装置，其关键技术是在驱动减速器与卷筒之间安装有一套特殊的鼓形滚柱联轴器，此联轴器不仅能传递扭矩和承受较大的径向力，而且还能补偿减速器轴线与卷筒轴线的角度偏差，最大可达1.5°。它主要由带有法兰的外圈、带花键的内圈及若干鼓形滚柱和端盖等组成。卷筒用鼓形滚柱联轴器曾被机电部列为科研攻关项目，由于这

图2 带鼓形滚柱联轴器

2.2 鼓形滚柱联轴器存在问题

(1)使用注油孔注油时不能到达滚珠部位，润滑不好造成滚柱磨损，在起升或下降过程中滚柱会发出刺耳的异音。

(2)采用钢板弯卷焊接成形的卷筒，短轴是通过两个法兰板与卷筒体焊接成一体的，鼓形滚柱联轴器后挡盖螺栓为隐蔽性部位，一旦螺栓脱落，滚柱就会掉出来，联轴器失效，发生坠落事故。某钢厂曾因一侧卷筒联轴器脱落，主起升钢丝绳滑落，造成钢包板钩倾翻事故。

(3)轴向偏差允许小，对安装精度有一定的种联轴器制造难度大、造价高，未能在我国中小型起重机上推广应用，只是在50t以上吨位的起重机中有所采用。据近几年对这种卷筒联轴器应用的观察和分析，发现因其自身结构的缺陷，在轴线偏差的补偿和安全可靠性方面还存在一定的问题。要求。

3.球铰型卷筒联轴器

3.1 近几年来国内外卷筒联轴器的结构形式及特点

近几年浙江省乐清市三丰传动件厂推出了一种性能更优越的WZL型球铰卷筒联轴器，其结构形式如图3所示，它主要由与卷筒体连的带法兰的外圈1，与减速器相连的内圈3和内圈外圈之间的两个特殊键2组成。内圈与外圈之间为包容式球面接触，两个特殊的键嵌在内、外圈的接触球面上，这种特殊的结构具有以下几个优势:

图3 WZL型球铰卷筒联轴器

3.2 球铰型联轴器优势

(1)能承受很大的径向载荷和传递较大的扭矩。

(2)转动灵活，允许的轴线偏斜角度大，最大角度可达3°。在设计卷筒装置时，应会解除卷筒端部支承的轴向约束，因此大大降低了对卷筒安装精度的要求，而且在小车架刚度可能较差的情况下起升机构也能安全工作。

(3)包容在球面之间的特殊键，使其更加安全可靠。

(4)积木式的装配方式，使起升机构更易于装拆、维修。万向型球铰卷筒联轴器的应用如图4所示，它使传统结构的通轴支撑变为短轴支撑，取代了

图4 WZL型球铰卷筒联轴器连接的卷筒装置

WZL型球铰卷筒联轴器适用于各种起重机、运输机、矿山机械、选煤机械和建筑机械等的减速器与被旋转筒体之间的连接。

3.3 使用WZL型卷筒联轴器注意的几个问题

(1)卷筒一端通过联轴器支持在减速机出轴上，另一端则用轴承座支住，卷筒联轴器不能补偿轴向位移，该轴承座必须解除轴向约束，建议轴承两端各留有＞3mm间隙，轴承座内建议采用G8配合。

(2)根据工作级别、工作静扭矩和卷筒及减速机出轴的尺寸，选用合适的卷筒联轴器。

(3)卷筒采用Q345－B材料的钢板卷制、焊接成形，短轴式结构，对卷筒对接和角焊缝处需进行超声波和磁粉探伤检查，并提供探伤报告。焊后应作消除应力处理。

(4)减速机出轴端设用可承受卷筒轴向力的挡传统的卷筒内齿圈连接盘和减速器低速轴特殊的外齿轴端，省去了传统结构卷筒腔内的球面向心轴承及其安装调整，组装性能更好，使起升机构装拆更为方便，工作更理想。采用这种卷筒装置不仅使起重机制造成本降低，而且使广大的中小起重机生产厂家采用新型卷筒装置成为现实，使国产起重机技术水平向前迈进一步。

(5)WZL型球铰卷筒联轴器，由于球面自身具有限制卷筒轴向移动的功能，故在设计时可解除轴承座对短轴的轴向约束，这样不仅使轴承座设计简单，而且使卷筒受力更合理，安装调整更方便。板和紧固螺栓。其螺栓性能等级不低于10.9级，并有防松措施。

(5)无特殊要求时，订货时只要注明型号即可，如:WZL12。

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

［2］ 黄平.彭形滚柱联轴器［J］.起重运输机械，1991.

［3］ 浙江省乐清市三丰传动件厂.万向型球铰卷筒联轴器样本.1996.

［4］ 杨长.起重机械［M］.机械工业出版社.1992.

［5］ 陈道南，过玉卿，周培德，盛暵中.起重运输机械［M］.冶金工业出版社.