新型自动倾翻钢包小车结构设计

摘要：通过一种以主起升机构小车为载体和运行主体，并在主小车架上铺设供副起升小车运行的轨道，利用安装在主小车上的电液推杆，推动副小车左右移动，并通过副起升吊钩下挂的山形钩上下移动，配合主钩及主小车运行机构，安全、可靠、高效的完成钢水包的吊运及兑钢水工作，同时也提高了兑钢水这一过程的自动化程度。

关键词：冶金;钢水包;主副钩间距;电液推杆;自动挂钩

0  引言

冶金起重机的需求量随着钢铁行业的快速发展变的越来越大，对其结构性能要求也越来越高。出于目前节能环保和提高劳动生产率的目标，钢铁生产单位对吊运钢包起重机的安全性及工作效率也提出了更高的要求，以达到节能降耗提高生产率的目的。冶金起重机吊运钢水包的主要目的是吊运钢水包到特定位置和倾翻钢水包来完成兑钢水工作。起升机构、大小车运行机构平稳安全可靠等性能指標，安全可靠性一般通过提高电机、减速机、钢丝绳等配置达到增加安全系数的目的。小吨位一般采用变频系统来实现平稳性，大吨位一般采用电机定子调压系统来实现平稳性。

钢包冶金起重机的工作原理为：主钩通过龙门板钩吊住钢水包来完成上升和下降（Z方向工作区域），大小车运行来完成钢水包横向X和纵向Y的平面工作区域，通过起升和大小车运行来完成钢水包的立体吊运工作，副钩主要来完成钢水包兑钢水时的倾翻工作。

本文主要针对：单小车主副钩双起升机构的钢包冶金起重机，副钩在钢水包兑钢水时的倾翻工作中存在的的问题，作为研究方向，通过一种新型结构的单小车主副钩双起升机构型式设计，更加安全可靠和快速的完成挂脱钢水包兑钢水这个工况。

1  目前吊运钢水包的单小车冶金起重机结构及存在的问题

单小车主副钩双起升机构：这种结构起重机总高相对比较低，通常用于160t以下的小吨位钢包场合，其主起升机构通过龙门板钩吊运钢水包做上下动作，大小车运行机构来完成前后左右平面位置区域工作，副钩作为钢水包兑钢水时的倾翻机构来使用，副钩与主钩之间的距离通常要在起重机生产厂家设计定制前，根据钢铁生产单位给出的钢水包尺寸来设计定制好主副钩的间距，但这种结构的主副钩间距也是不能够调整和适应不同的钢水包。由于主起升机构下面龙门钩是要在钢水包正上方起吊钢水包，所以龙门板钩的横梁都是采用细精粒、耐高温、高强度的低合金，同时还设有隔热板。副钩通常是采用普通桥机的吊钩组结构，钩下挂一条环形链条，链条下配的钩子是为了挂钢水包底部的倾翻耳轴。钢铁生产单位在给定主副钩间距时，一般都要比实际上需要的位置大500～1000mm左右，这样做的目的主要一是为了防止副钩受钢水的热辐射，二是当起重机司机同时运行大小车和上下钩时，副钩下的链条甩到钢水包内。当然加大了主副钩的间距可以有以上两个好处，因距离远同时也给链条副钩挂住钢水包底部的倾翻耳轴增加了难度，由于钢水包的温度很高，出于人员安全等因素考虑，工作人员通常要在工作平台上配合起重司机，用一根长杆把链作条的钩拨挂到位，这时才能通过主副钩的上下动作配合来完成钢水包的倾翻兑钢水工作。这种挂链条副钩的过程不但费时费力，而且人员在钢包附近作业也存在安全隐患。

2  单小车双起升机构，可调整主副钩间距及自动挂倾翻板钩设计（如图1和图2所示）

新型翻包小车由副小车部分、主小车部分以及主小车运行机构组成。副起升机构安装固定在副小车上，通过安装在主小架上的轨道，副小车通过安装在主小车架上的电液推杆分别铰接，实现左右移动，副起升机构可以上下移动;主起升机构安装固定在主小车架上，主起升机构可以上下移动，主小车架通过端梁上安装的四个车轮支撑在两根主梁轨道上，小车运行机构安装固定在主小车架上，通过联轴器驱动两个主动轮使整个小车在主梁轨道上左右运行。这种新型结构：①可适应需要主副钩间距不同的钢水包，如果钢包主吊耳间距不同时只需更换龙门板钩部分;②由于同吨位钢包差别不大，主副钩间距也不需要做的太大，运行距离1m左右，故副小车不设置运行机构而采用推动速度平稳的电液推杆做为运行动力实现左右移动，通过副小车上升、下降、左右移动和副钩下挂的山形钩（山形钩的好处是不受载时保持平衡铅垂向下）达到自动挂钩完成兑钢水工作。结构如图1所示。

该结构的工作原理：当钢水包注完钢水后，主起升机构带动龙门板钩下移配合主小车运行机构挂主钢水包，然后起升向上移动使钢水包至合适位置，然后起动大车前后移动和主小车运行机构左右移动将钢水包移至钢水浇注口，这时通过副起升机构带动副钩下的山形板钩向下移动至钢水包倾翻吊耳下方位置，然后通过固定在主小车架上的电液推杆将副小车连同山形板钩向钢包侧移动（预先根据钢包的大小及吊耳的位置将电液推杆上的限位及主小车架上的限位，双重限位调试好），移动到位后推杆断电停止运动，副起升机构带动山形板钩向上移动挂住倾翻吊耳，通过主副起升机构的上下移动配合完成钢水包倾翻兑钢水工作;兑完钢水后，副机升机构下移脱离钢水包下部吊耳后，电液推杆反向收回使副小车连同山形板钩远离钢水包，然后主钩将空钢包吊至空包处，进行下一个钢水包的吊运及兑钢水工作循环。

3  结语

该结构的小车设计点为：通过电液推杆使副小车在主小车架上的轨道上左右移动，同时预先根据不同的钢水包尺寸调整好推杆上的左右限位和主小车架上限制副小车的左右限位（双限位），配合副起升上下移动来完成自动挂钢水包倾吊耳的目的，当与主钩的上下移动配合时便实现了自动倾翻钢包工作;该结构小车已在某钢厂成功运用，且使用方便，同时也希望能为其它更优秀的设计方案起到抛砖引玉的作用。

参考文献：

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[2]张质文，虞和谦，王金诺，包起帆主编.起重机设计手册[M].北京：中国铁道出版社，2001.

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作者简介：张战前（1979-），男，河南沁阳人，工程师，从事起重机设计方面研究。