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H型钢厂原料跨行车端梁改造实践

马磊，于杨

（首钢长治钢铁有限公司，山西 长治 046031）

摘 要：通过分析焊口开裂部位的受力情况以及连接方式，找到焊口频繁开裂的原因。以最小的改动量达到合理设计要求，从而很好解决焊口频繁开裂的问题。

关 键 词：行车；端梁；连接方式

首钢长治钢铁有限公司（以下简介长钢）H 型钢厂原料跨行车是电磁挂梁桥式起重机，用于把 H 型钢坯吊至上料台架。自投产以来，随着产量的不断提升，原料跨行车超负荷生产，2010 年下半年检修人员发现原料跨行车东西端梁轴销连接处焊口开裂，尤其是西端梁，经过检修人员多次修复处理，也无法消除开裂现象。经过技术人员深入现场反复勘察发现，行车端梁连接方式不合理，存在设计缺陷。其是造成端梁焊口反复开裂的主要原因。为了从根本上消除设备隐患，减少维修强度，技术人员决定通过技术改造，选用合适的连接结构，从根本上解决此问题的发生。

1 原料跨行车工作特点

长钢炼钢厂异型连铸机生产出的异型坯可由两种方式装入 H 型钢厂加热炉：热坯，由提升机从连铸坯输送辊道上将坯料提升至上料台架上，然后经入炉辊道入炉；冷坯，由原料跨行车吊运至上料台架，然后经入炉辊道入炉。原料跨行车规格为16T+16T，东西方向跨度 33.5 m，小车跨度 2.5 m，端梁中间两轮中心距 0.85 m，两外轮中心距 5.3 m，小车道轨与内轮距离为 0.825 m，与外轮距离 1.4 m。行车主车体由南北两个车体组成，中间通过铰接连接。

东西端梁共8个车轮，2个主动轮，6个被动轮。以西端梁为例，1 个主动轮和1个被动轮为1组，另外2个被动轮为1组，2组车轮中间通过1个销轴连接。（见图1），最南边1个为主动轮，其余 3 个为被动轮。

2 具体存在的问题及原因分析

2.1 具体存在的问题

焊口具体开裂处见图 2。椭圆内为焊口开裂部位，表现为最下端先开裂。

2.2 原因分析

1）据现场观察，运行时销子与北车体销孔下部一直紧密接触，产生磨损、塑性变形。行车运行时，南车体圆柱销处受力分析见下页图3。图3中的Fx为南车体驱动北车体的反作用力，Fy为销子对南车体的竖向支持力。焊口在 Fy的作用下，表现为下部最先开裂。其中，Fx为不可改变的作用力（驱动力），而Fy为可变（减小或消除）。

2）圆柱销、销孔处存在比较严重的磨损，上部间隙约 8 mm。在行车运行过程中存在明显的冲击现象。

3）中间两轮承载力大而两轮中心距又小，在承重运行时由于道轨的弹性变形，使连接销处产生上下位移而振动，南端焊缝处承受竖向附加交变载荷，起吊物重心偏西，与西边车轮距离为 8.5 m，导致西边焊口开裂。

以此种结构，中间两轮承重最大，外边两轮承重最小。我们知道两点成一直线，以此结构设计，4 个轮踏面不可能在同一直线上。行车在空载情况下，轴销连接部位主要承受水平方向的力，而垂直方向上的力很小，可以忽略不计。在负荷情况下，因为2组车轮踏面存在虚接触，那么力就会传到销轴接触部位，端梁长期承受交变载荷的作用，就会在强度较低的轴销连接箱体处发生焊口开裂。

3 解决方案

为了减小或消除Fy，应尽可能使南北车体的承载力不发生转移。经过仔细研究改轴销连接为两头销轴中间加一连杆连接，这样就可以消除因南北车体不平而使铰接处额外承受的Fy力，改造后的连接结构见图4。改造后行车端梁连接处再也没有出现焊口开裂现象。