250 t 以下铸造桥式起重机起升机构的选用

周海斌

（太原重工股份有限公司技术中心， 山西 太原 030024）

1 背景技术

铸造桥式起重机的工作主要是吊运装有高温液态金属的铁水罐，有的还承担为电炉兑铁水的工作。

JB/T 7688.5—2012《冶金起重机技术条件第5部分：铸造起重机》要求，主起升机构设置两套驱动装置，并在输出轴刚性连接，所以吨位小于250 t 的铸造起重机，一般采用了双减速器结构型式。

2 起重机起升机构形式的介绍

2.1 选用双减速器间宽度较大

起重机起升机构选用双减速器（减速器布置在卷筒的内侧），双卷筒形式，减速机低速轴由鼓形齿式联轴器联接，见图1。

图1 双减速器布置在卷筒的内侧

这种起重机起升机构：起升机构采用2 台电机驱动2 台减速机，2 台减速机低速轴之间由鼓形齿式联轴器连接，保证低速轴同步，2 台电机布置在减速机两侧，减速机输出轴通过卷筒联轴器分别驱动2 个卷筒，当1 台电机出现故障时，另1 台电机能独立完成一个工作循环，保证不出现死包，减少了钢厂的损失。这种结构形式，在众多的铸造起重机中，得到了广泛的应用。

其次，因为新铸造起重机标准的强制执行，一些钢厂要改造旧的铸造起重机，以适应新的铸造吊标准。原有的铸造起重机电炉兑铁水时，有时就需要钢包和吊具横梁一起运转到电炉上部，电炉上部有一定宽度的承重梁，这就对吊具横梁的宽度提出限制，如果还采用形式图1，双减速器居中，两台减速器自身宽度加卷筒长度（a）的值比较大，a值相应的决定了起重机吊具横梁的宽度也比较大，吊具横梁的宽度超过了电炉上部承重梁允许的宽度，那么，这种结构的起重机就不能被选用了。这样，为了减小a 值，就把减速器放在卷筒的两侧，如图2 所示。相同起质量、相同起升高度的起重机，b值明显小于a值，b值小了，相对应的起重机吊具横梁的宽度也小了，满足了设计要求，这就是要介绍的第二种起重机起升结构形式。

2.2 选用双减速器间宽度较小

起重机起升机构（减速器布置在卷筒的内侧），双卷筒形式，减速机低速轴由鼓形齿式联轴器联接。见图2。

图2 减速器布置在卷筒的外侧的单卷筒形式

这种主起升机构结构：主起升机构采用2 台电机驱动2 台减速机，减速机输出轴通过卷筒联轴器分别驱动同1 个卷筒，同1 个卷筒当然能保证低速轴同步，当1 台电机出现故障时，另1 台电机能独立完成一个工作循环。

这种单卷筒机构设计时，与双卷筒机构有很大的不同，主要体现在卷筒联轴器的选用上，先介绍两种起重机常用的卷筒联轴器，球面滚子卷筒联轴器见图3 和球铰式卷筒联轴器见图4。

图3 球面滚子卷筒联轴器

图4 球铰式卷筒联轴器

1）球面滚子卷筒联轴器是由外套、球面滚子、半联轴器、内盖、外盖等件组成，使用时半联轴器通过沿圆周分布的球面滚子与外套相联接，球面滚子嵌在半联轴器和外套之间的孔内，以传递转矩并承受径向力，兼起调心轴承的作用，可补偿减速器的输出轴与卷筒轴线之间的角位移，但是，球面滚子卷筒联轴器不能承受轴向载荷，卷筒工作时产生的附加轴向力必须始终由卷筒轴承座承受，因此，联轴器安装时必须保证轴向定位正确，否侧卷筒工作时产生的弹性水平位移可能会破坏联轴器的轴向限位，造成联接失效，甚至酿成严重事故。

2）球铰式卷筒联轴器是用球铰来承受径向力，用包容在球面之间的特殊键来传递扭矩。它的最大特点是允许轴线偏斜角度大，一般可达±3o，因此大大降低了对卷筒安装精度的要求。但是，球铰式卷筒联轴器不能补偿轴向位移，因此在设计和制造时必须解除卷筒轴承座处的轴向约束，一般建议在轴承两端各留有3 mm 的间隙。

双卷筒设计时，图5 中的单卷筒中，共有2 个卷筒联轴器，如果同用两个球面滚子卷筒联轴器，此联轴器不能承受轴向载荷，卷筒不能轴向定位，联轴器和减速器的内外花键不能准确定位，容易酿成事故，这种结构不可取。如果同采用球铰式卷筒联轴器，球铰式卷筒联轴器不能补偿轴向位移，因此在设计和制造时不能解除卷筒的轴向约束，制造时卷筒精度要求太高，不好实现。所以，采用1 个球面滚子卷筒联轴器，再采用1 个球铰式卷筒联轴器，球面滚子卷筒联轴器解除球铰式卷筒联轴器的轴向约束，球铰式卷筒联轴器保证了球面滚子卷筒联轴器轴向定位，这样，两种联轴器相互映衬，相互解决了的不足，保留了各自的优点，共同保证了起重机的使用安全。

图5 卷筒装置

当用户维护检修时发现，在维护起重机卷筒和卷筒联轴器时，卷筒和卷筒联轴器从减速器花键轴上退不出来，只有向外移动减速器，留出空间，才能把卷筒和卷筒联轴器拆卸下来，这样，很不方便，且维修费用很大。

最后，为了解决这些问题，要介绍的第三种起重机起升结构形式，

2.3 构选用布置在卷筒的外部两侧的双减速器

起重机机构选用双减速器（减速器布置在卷筒的外部两侧），双卷筒形形式，卷筒尾部用带中间套的鼓形齿式联轴器联接，如图6。

图6 减速器布置在卷筒的外侧的双卷筒形式

这种主起升机构：主起升机构采用2 台电机驱动2 台减速机，2 台减速机输出轴通过卷筒联轴器分别驱动2 个卷筒，2 个卷筒之间由带中间套的鼓形齿式联轴器连接，保证低速轴同步，2 台电机布置在减速机两侧，当1 台电机出现故障时，另1 台电机能独立完成一个工作循环。

先介绍一下带中间套的鼓形齿式联轴器，如下页图7。带中间套的鼓形齿式联轴器由外齿轴套1、内齿圈2、中间套3、端盖4、圆橡胶5 及螺栓、螺母、垫圈6 等组成。

起重机维修拆卸卷筒过程如下：旋出螺母，推出螺栓6，因为外齿轴套1 和中间套3 之间有5 mm 的间隙，这样，就能取出中间套3，中间套3 的长度大于卷筒联轴器推出减速器花键所需要的空间，这样，不需要移动减速器，就能方便拆卸维护卷筒和卷筒联轴器了，因此，这种带中间套的鼓形齿式联轴器应用，克服了第二种单卷筒机构的不足。

图7 鼓形齿式联轴器

3 结语

在吨位小于250 t 的铸造起重机主起升机构的选择中，首选第一种双减速器结构型式（减速器布置在卷筒的内侧），如果起升机构吊点距（两卷筒中心距）不能满足吊具钢包吊耳距要求时，选择第三种双减速器结构型式（带中间套的鼓形齿式联轴器连接），如果还不能满足吊点距要求，最后才能选用第二种双减速器结构型式（双减速机布置在卷筒外侧，单卷筒形式）。