北钢管业(营口)有限公司 辽宁营口 115007

1 设计背景

在冶金生产过程中,固定挡板是各种运输辊道末端不可缺少的装置。挡板主要用于原料、半成品,以及成品件输送过程中停止、定位、墩齐、安全保护等场合,应用范围较广。例如,热轧领域钢坯、钢板、型材等由纵向输送改为横向输送时,需要在纵向辊道末端布置挡板装置[1-2]。

目前,各家企业普遍使用的固定挡板多为无缓冲或弹簧缓冲、液压缓冲结构。相比液压式缓冲装置[3],机械式缓冲装置结构简单[4],制作成本低。但是,因挡板直接承受冲击,挡板或设备基础在冲击力的反复作用下容易损坏,由此造成备件投入成本较高,维护量大。为了延长挡板寿命,许多企业采取加大挡板自身质量或加大基础规模的方式,导致设备投资增加,同时增加了企业的负担。

针对以上问题,笔者设计了一种带配重的缓冲挡板装置。

2 装置结构

带配重的缓冲挡板装置结构如图1所示。在直接承力的挡板与固定件之间设置弹簧,同时应用杠杆平衡原理在平衡梁另一侧设置配重块[5],可以有效消除外部撞击力与冲击功的作用,保护挡板和设备基础。装置结构简单,基础施工量小,免维护。

带配重的缓冲挡板装置安装在输送辊道末端,包括撞头组件、平衡组件和立柱组件。立柱组件作为底座固定在地面上。撞头组件作为承力件,通过数组弹簧与立柱组件连接。平衡组件设有固定连接的挡板和平衡梁[6]。挡板与撞头组件联动,可以使平衡梁绕立柱组件中的旋转轴转动。平衡梁末端设有配重块。

图1 带配重的缓冲挡板装置结构

3 装置特点

以下对带配重的缓冲挡板装置的特点进行具体分析。

(1) 立柱组件由底板、立柱、缓冲立板和旋转轴组成[7]。立柱平行设置在底板前部两侧,缓冲立板平行设置在底板后部两侧,立柱之间设有旋转轴,通过卡板定位。

(2) 缓冲立板上部通过下垫板设置有缓冲垫。

(3) 撞头组件由挡头、弹簧支座和数组弹簧组成。弹簧支座固定在立柱组件的两侧立柱之间[8],挡头与外部撞击件直接接触,与弹簧通过螺栓、螺母与弹簧支座固定连接。平衡组件中的挡板固定在挡头与弹簧之间。

(4) 挡头和挡板之间设有缓冲垫。

(5) 平衡组件由挡板、平衡梁和配重块组成。两根平衡梁平行设置在立柱组件的立柱内侧,前端垂直固定挡板,挡板另外通过螺栓固定在撞头组件的挡头与弹簧之间。平衡梁与立柱组件的旋转轴之间通过轴套连接,平衡梁末端对应立柱组件缓冲立板的上部设有配重块,下方对应缓冲垫的位置设有上垫板。

(6) 平衡梁以旋转轴中心为界,设有配重块一侧的长度大于设有挡板一侧的长度。

(7) 为了提高立柱与底板之间的连接强度,立柱和底板之间设有加强筋板[9]。同理,为了提高平衡梁与挡板之间的连接强度,平衡梁与挡板之间设有斜筋板。

4 使用方法

在冶金生产过程中,当有钢坯或轧件等外部撞击件沿辊道输送而来并撞击至挡头时,会对挡头产生巨大的冲击力与冲击功[10]。作为直接承力件的挡头,承受冲击力与冲击功后将冲击力与冲击功传递至挡板,带动平衡梁以旋转轴为中心旋转。基于杠杆原理,平衡组件另一侧的配重块向上转动,在此过程中会抵消大部分冲击功[11]。挡板与立柱组件间设置的弹簧可以有效抵消与缓解剩余的冲击功。另外,挡头与挡板之间设置缓冲垫,配重块与缓冲立板间设置缓冲垫,都可以有效减小冲击噪声,抵消冲击力,并起到保护设备的作用。

5 使用效果

通过生产实际检验,带配重的缓冲挡板装置取得了令人满意的使用效果。

(1) 作为直接承力件的挡头,承受冲击力与冲击功,并将冲击力与冲击功传递至挡板,带动平衡梁以旋转轴为中心旋转。基于杠杆原理,平衡组件另一侧的配重块会抵消大部分冲击功。

(2) 挡板与立柱组件间设有弹簧,可以有效抵消与缓解剩余的冲击功。

(3) 挡头与挡板之间设有缓冲垫,可以有效抵消冲击力。

(4) 平衡梁与旋转轴间通过轴套连接,阻力小,响应快,使用寿命长。

(5) 配重块与缓冲立板间设有缓冲垫,可以有效减小冲击噪声,抵消冲击力,保护设备。

(6) 整体结构简单紧凑,可以免维护,基本无备件消耗。

(7) 所有撞击力与冲击功均由配重块及弹簧抵消,立柱基础可以设计为最小,进而大大减少基础投入与施工。

6 结束语

笔者公司将多处原有固定式挡板装置改造升级为带配重的缓冲挡板装置,并投入生产。通过生产实践证明,带配重的缓冲挡板装置施工量小,结构稳定可靠,大大减小了冲击噪声,改善了生产环境。设备运行安全可靠,可以做到免维护,没有备件消耗,大大降低了维护工人的劳动强度。这一装置的使用效果良好,得到现场操作及维护人员的普遍认可与好评。