浅析自动天车对现场机械装配的要求

高国庆

（唐钢高强汽车板有限公司，河北 唐山 063000）

自动天车近几年在钢铁行业得到广泛应用，在轧钢、炼钢及物流仓储运输中发挥了关键作用，不仅大大节约了人工成本，而且提高了生产效率和安全可靠性，设备性能更加稳定，延长了设备在线使用时间，降低了备件使用成本。随着生产的持续化，设备开始出现磨损、老化以及部件变形等，这些因素会影响自动天车使用性能，发生报错，降低生产效率。

为了保证后期天车的运行精度和稳定性，降低中后期自动天车的维护难度，我们不断总结现场经验，发现一些在初期需要避免的一些问题和中期需要维护的要点，以保证自动天车高质量自动运行。

1 自动天车对库区整体布局和物料的要求

随着国家钢铁结构的调整和整合，现代化钢企对物料仓储运输越来越讲究高效快捷，生产线在设计初期更倾向于集中并列分布式。很多老式生产线论证实现产线升级，天车实现自动化，但最终效果很难达到预想，反而投入了大量改造资金，效果不佳。有些即使完成了初期改造，在后期使用维护方面依然存在大量问题，不了了之。

现代化的中间库区的设计，物料往往由一条轧制生产线满足几条后处理线的原料供应，以高强汽车板有限公司为例，一条酸轧生产线满足后续4条生产线的原料供应，设计年产量180万吨。如图1，产线1酸轧产料满足后生产线4条产线生产，这样就需要考虑整体库区的容积率和区域划分，包括后期设备维护检修的位置，满足各产线的原料连续供应，使自动天车实现高效率、高节奏生产，避免因区域规划不合理，造成无效的工单操作和运输距离。吊装物料应具备单一性，外形标准，码放规范等特点。

图1

2 自动天车对轨道的安装要求

轨道是天车在线运行基础，因为无人自动天车是近几年的发展产物，虽然为自动程序控制，但还属于非智能状态，轨道的安装验收直接影响天车大、小车精准定位，尤其是在天车使用的中后期越发明显。轨道往往同步设计在在厂房基础设计和验收时，目前自动天车对轨道的安装还未有相应的国家标准，通过近几年的维护总结，建议考虑以下因素。下图为轨道安装构造图，如图2。

图2 现场轨道装配示意图

（1）应考虑厂房支柱钢构的强度，避免后期因厂房支柱的变形和地基的沉降造成对铁道的影响。

（2）在厂房轨道验收时，自动天车轨道应较常规天车提高一个标准验收。根据现国家普通桥式起重机规范要求，起重机运行的轨道安装应符合GB/T10183.1表2中的2级公差要求，（起重机运行的速度≥112m/min时，轨道安装应达到1级公差要求）对轨道进行跨度S、两侧轨道高度差E和轨道顶部直线度公差C进行测量验收。）建议全部采用1级公差，S最好控制在±5mm以内,相对应的两轨道测点之间的高度差E控制在±5mm，轨道顶部直线度公差C控制在±5mm。目前自动天车大部分都采用单变频双驱动或双变频器四轮驱动，这样可以有效避免特定区域大车在重载低速缓慢行驶中发生传动转矩超差报错缺陷和出现咬道造成的转矩报错。

（3）长距离轨道应合理预留伸缩缝和焊口底层做好防护施工。目前钢铁企业大部分都为大物料仓储，冬夏季温差大，厂房跨度大、距离长，所以轨道受温度的影响也较大。钢轨基本采用12m标准轨道，虽然目前轨道接缝全部采用铝热焊接技术，建议每130～150m预留伸缩缝1个，另外两侧轨道焊缝避免对称布置，应错开3m以上布置，避免因轨道焊缝长期碾压出现凹限，天车该处启动动力不足缺陷。

（4）目前天车轨道基本采用柔性轨道技术，钢轨每个铝热焊口除了要符合焊接外观打磨标准，焊接时并对每个焊口底层胶垫板有效保护，防止胶垫板受热塌陷、移位或丢失，这样可有效避免后期该处轨道因受力造成的疲劳断裂问题，如图3，现场因焊口缺少垫层或丢失造成断裂，建议焊口处更换1～2m完好胶垫板，可有效避免上述问题的发生，降低天车的震动。

图3

3 自动天车对夹钳的配合要求

在冷轧钢卷仓储系统中，通常采用卧式夹钳，夹钳装置是钢卷倒运的特定吊具，如图4。自身除了机械传动外，还有很多检测装置，主要包括钢卷对中检测、边部检测、底部感知和承重检测四部分。夹钳整体的平稳性直接影响自动吊装效率，主要体现在整体水平度和角度两部分。

图4 吊具与吊钩装配

（1）夹钳水平度的保持。主要是在前期钩头与夹钳承重销轴的制作配合和后期现场平衡配重的调整。起重吊钩往往是天车厂家自身采购，锻造钩头内表面由于工艺往往尺寸比较粗糙，造成与销轴结合不紧密。钩头与称重销轴的配合应准确结合，双方沟通，如图5钩头内侧圆弧面B与承重销轴A结合面应达到80%以上接触，既能避免应力集中问题，并可有效克服夹钳对中晃动问题。

图5

后期现场夹钳配重的调整，夹钳会随着打开钳腿的宽度产生倾斜变化，配重块应固定在夹钳上座上，严禁增加到钳腿上，否则会因力矩的变化很难调整，不仅造成稳钩时间延长，降低效率，而且在起吊和打开夹钳时会对钢卷外圈表层产生吊伤质量影响。

（2）夹钳角度的保持。夹钳在吊运中应尽可能保证零度位置，除了使用中定期标定零角度外，两侧在前期应增加稳钩盘，与钩头两侧间隙整体控制在≤1mm，这样即可满足检修时安全快速退钩，更可有效保证自动对中角度，减少对卷心的夹伤和钢卷外圈错位起皱的影响，如图6。

图6

4 自动天车对车轮组轮直径的要求

天车在启动、行驶、停止过程中，车体保持稳定性尤为重要，常规天车现场车轮往往因为轮缘磨损超标，轴承落架等原因进行更换，对踏面的尺寸关注度不高。对于自动天车而言，为提高定位效率，基本采用三轴联动，根据物料位置进行实时调整控制，对大、小车轮组的踏面尺寸责要求相对较高，以保证两侧线速度趋于相同。天车自动状态下，一旦现场触发急停命令，天车会突然减速停止，但由于轮径的差距，巨大的动能可能会由于两侧速度速差造成扭曲，跳动造成严重的局部损坏和安全事故。所以根据现场，天车在线运行一段时间后，踏面直径往往开始磨损减小，如更换车轮应做到同一变频器控制的驱动车轮同步更换。如果现场由于某种原因不能实现同步更换。根据目前规定，常规天车车轮直径误差保持在≤0.005D误差以内，但对于自动天车已不能满足其精度需要，如果超出，会明显造成天车跳动、扭曲异响等症状，车轮直径越大，速度越高越明显，会严重影响天车的整体机械性能和定位精度。以现场天车为例，车轮直径φ800mm，电机额定转速1465r/min，设定最大输入为85%，减速机传动比i=25.14，两侧由于轮径造成最大线速度距离差为s==73mm，所有参数均为定量，只有轮径差作为变量，我们维护人员应尽量降低，从而保证天车的稳定运行。根据多年的维护经验总结，对于自动天车应提高误差等级，建议保持在≤0.0025D，可有效缓解症状和降低故障率。

5 结语

自动天车是今后工业和仓储智能化的必然产物，不仅大大提高了工作效率，还能有效降低人员和设备维护成本，在新建、改建、扩建项目中都在引起同行业的重视。如何做好日常自动天车的维护，常规天车的改造升级，提高自动运行效率，是维护人员共同的话题。希望和广大人员共同讨论提高，为各类工程中相关自动天车方面的施工、调试、维护等各方面积累和分享经验。