解决高线PF线C形钩故障的方法

本资料包含pdf文件1个，下载需要1积分

Solutions for Faults of C Type Hook of PF Line for High Speed W ire RodsuU Quart-bao.WANG Zhen-hua(Wire Rod Plant ofStel Union Co.Ltd.ofBaotou Steel(Group)Corp.，Baotou 014010，Nei Monggol，China)Abstract：The problem that spare parts are damaged cannot be solved by increasing the strength of balance rails andsuppobeams of C type hook of PF line through the stress calculation and analysis of them.As a result，a kind of fasteningangle which is convenient to be removed and replaced is designed according to the idea of minimum losses.The connectionangle first fractures when colide SO as to protect the balance rails and support beams of C type hook。

Key words：C type hook；faults；strength；connection angle包钢高线精整区采用单吊挂 C形钩集中传动运输线，运输机形式为分段传动的 P-F(驱动 -游动)式，通过-台电机传动链条，带动60个C形钩依次在集卷、打捆、称重、卸卷四个工位上，实现进站、停止、出站 3个动作，循环往复。盘卷可以在 PF线上任意位置停留或移动，易于集中和疏散c形钩，能适应生产中的突发情况。盘卷在运输线上将完成修剪、成品检查、取样、打捆、称重、挂牌和卸卷等工序。

1 高线PF线的工作原理PF线由驱动链、牵引链、牵引轨、承载轨、平衡轨、C形钩小车、停止器、夹紧器、道岔、回转光轮等机构组成。C形钩小车运行在承载轨上，其本身没有动力，靠驱动链上的推动块带动前行。由于其为游动小车，所以在每-个工作工位，比如：集卷工位 、打包工位、称重工位、卸卷工位等，都设有夹紧器和平衡轨，以稳定钩位，便于下-个工序的操作。在工位上，c形钩通过两个平衡轮和两根平衡轨支撑梁求得平衡。线材的盘卷运输是线材精整工序中的重要环节，PF线-旦发生故障，将会直接影响生产。

2 生产运行中存在的问题包钢高线采用有双侧压紧板的卧式打包机，当C形钩小车进入打包机工位时，小车上的平衡轮进入平衡轨，同时夹紧器动作，将钩子夹持住，打包机1 、2 压紧板同时动作，将线卷压紧进行打包。在实收稿日期：2012-12-28作者简介：刘全宝(1964-)，男，内蒙古包头市人，高级工程师，现从事生产管理工作。

包钢科技 第 39卷际生产中，由于有切头尾、碎断等因素存在，盘卷的长度、重量将产生差异，这种差异会导致盘卷重心与C形钩的重心出现偏移，重心偏移使 C形钩翘头，C形钩无法正厨人打包机工位，打包机压紧板动作时与 c形钩发生碰撞，造成打包机工位歪钩，进而撞歪工位平衡轨及支撑梁。因平衡轨是通过支撑梁与 PF线主跨梁焊接在-起的，所以压紧板的撞击引起连锁反应，造成多处梁的变形 ，导致损坏越来越严重，处理起来很困难，需要较长的停轧检修时间。

3 C形钩技术改进为解决 C形钩平衡轨及支撑梁被撞坏问题，首先应对其平衡轨及支撑梁所受应力进行分析，找出薄弱位置。

3.1 平衡轨及支撑梁相关应力分析图1为平衡轨及支撑梁安装示意图，平衡轨和支撑梁都是用材质为 Q235A、型号为220 1/1I1的槽钢制作，其所承受的碰撞力即为打包机压紧板的压紧力。

7645l-PF线主梁；2-平衡轨支撑梁；3-平衡轨；4-C形钩小车；5-盘卷；6-C形钩平衡轮；7-焊缝图 1 平衡轨及支撑梁安装示意图3.1.1 焊缝剪应力计算由于支撑梁与主梁和平衡轨之间的焊接形式-样，且三者受力也相同，所以上下焊缝所受剪应力也是相同的。

： 口式中：，-- 作用在焊缝上的外力，即为打包机压紧板的压紧力，经计算为 153 860 N；口-- 焊脚高度，09 mm；f--3面焊缝总长度。

计算后得：丁7.8 MPa平衡轨及支撑梁属角焊缝，3面焊接，所以焊缝许用剪应力[r]取 125 MPa ，焊缝所受剪应力远小于许用应力，因此得出结论：焊缝强度足够，这个结论也与现场实际工况相符。

3.1.2 支撑梁弯曲正应力计算支撑梁的受力及弯矩图见图2。

图 2 支撑梁的受力和 变矩图由图可知，支撑梁所受最大弯矩和最大正应力都在 0点，计算最大弯矩：M F ×L 153 860 X 1.4 215 404 N 。1il式中，F为碰撞力；L为支撑梁到 C形钩挂卷的距离。

支撑梁所受最大弯曲正应力"Or M /W式中 为抗弯截面模量，取 28.2 cm ；计算后得： 7 638.44 MPa；220 11"[1槽钢的屈服极限or ：235 MPa 。

Inax> ors3.1.3 支撑梁弯曲剪应力计算 Q/， b[BH2/8-(B-b)h2/8]式中：p：153 860 N；， -- 槽钢腹板截面对中性轴的惯性矩，取 ， 298 em ：6-- 槽钢腹板厚度，为7 mn"1.；- - 槽钢翼缘宽度，为77 mm；槽钢截面总高，为220 mm；- - 槽钢腹板高度，为197 mm。

计算后得： 931.36 MPa许用弯曲剪应力[r]125 MPa口m >[ ]由以上验算可看出，最大弯曲正应力和最大弯墨 ∞H j 第 1期 解决高线 PF线c形钩故障的方法 47曲剪应力都远大于其许用应力。实践也证明，在这种情况下，无论怎么增大支撑梁强度--如增加斜拉筋，都无法使最大弯曲应力小于其许用应力，无法解决平衡轨及支撑梁被撞坏的问题。

既然增加强度行不通，于是考虑设计-个更换方便 、成本低廉的薄弱环节，只要-有碰撞，首先从这个薄弱环节断裂，避免损坏其他部分，从而缩短检修时间，减少备件消耗。

3.2 平衡轨及支撑梁技术改进根据现场实际情况，选择在支撑梁和平衡轨之间增加-个连接角铁，在角铁上设计了-道凹槽，其形状及受力方向见图3。两立平面上各有两个孔，分别用来固定平衡轨和支撑梁。由图可知，凹槽壁厚为4 mm。

- - - ∈)-I l170 图3 连接角铁形状及受力方向示意图- B截面的剪应力： 3/2 X Q/a式中 为 -曰截面面积；Q153 860 NA 170 ×4 ×10～ m计算得：丁339.4 MPa连接角铁的材质选为最普通的 Q235A，其屈服极限为235 MPa。

经计算可知，当碰注生时，危险截面 - 处所承受的剪应力大于材料的屈服极限，即角铁薄弱处所· - -受剪应力大于角铁的屈服极限，最终会在薄弱处发生变形乃至断裂，从而对主体钢结构起到了保护作用。

其所受拉应力为： (Q。Q )/A式中：Q --C形钩及其附件重量，Q。21 560 N；Q2-- 盘卷最大重量，Q227 440 N；A 170 X 4 X 10- m 。

计算得 ，orm 72.06 MPa则安全系数 nor /tr[凡]1.4～1.8计算得：，l3.26>[几]，安全。

说明设计的角铁凹槽正常生产时不会断裂，碰撞时会首先断裂，凹槽壁厚设定正确。

4 结束语c形钩支撑梁和平衡轨之间安装连接角铁后，当碰注生的瞬间，支撑梁在弯曲应力作用下还没有产生破坏前，连接角铁就已经断裂，这对支撑梁和平衡轨起到了很好的保护作用。每根平衡轨与支撑梁间安装3件连接角铁，其拆除和更换都非常方便，- 般只需5～10 min，而这种短时间的处理不会造成停产。经统计，此项技术改进每年可减少事故时间6～8 h，每年可节约备件费用230余万元。