1 前言
济钢中板厂生产工艺流程为：坯料装炉一加热一轧制一矫直一收集入库，上料升降平台和推料机将料坯分配至人炉辊道完成装炉。2005年济钢对坯料结构进行优化，料坯的不断增大对设备造成了更大的冲击。其中上料台最为明显，坯料由2．5 t增加到4．6 t后对上料台的冲击负荷：L~DII了近1倍。2005年4～5月上料升降系统更换了5套蜗轮，直接经济损失23万元。为此，济钢中板厂分析了上料台升降系统损坏的原因，对系统进行了改造。
2 原因分析
上料升降平台设备技术性能参数：升降速度为0．2m／s；减速机传动比为1：24；蜗轮、蜗杆传动比为l：5；升降驱动电机为YZR315S一8，转速750 r／min；最大行程为2 m；最大起升重量为50 t。
上料台上料升降系统最大工作重量为50 t。根据坯料的规格，加热炉上料一般每次2～5块不等。单吊夹装坯料5块时重量达到23 t，可将夹具的空间全部填满，但并没有超过系统最大工作重量。吊装上料台时对上料台只是静载荷，载荷相当于坯料自重。而当夹具一次起吊2、3块坯料时(约重15 t)，坯料容易集中于吊具的上部，在吊具吊装料坯到上料台台面放置的过程中，钢坯到料台台面约有80 mm的落差。上料台装配没有抗冲击系统，是完全刚性连接，15 t钢坯的重力势能完全由上料台消化吸收。因此造成上料台各部件频繁损坏的主要原因是由于坯料对上料台系统的冲击载荷造成的，静载荷增大不是主因。系统中蜗轮结构的不合理，是整个系统的瓶颈。因此，必须改造蜗轮并消除冲击载荷，才能从根本上解决上料升降平台系统损坏频繁的状况。
3 改造方案
3．1 蜗轮、主轴等部件的改造
主轴材质由45 钢改为42CrMo。蜗轮由铸铁轮毂与铸铜轮缘大过盈量装配，并由6个定位销定位，铜NJ’t"缘硬度较低，在上料台受到冲击时，铜制外缘容易产生裂缝失效，蜗轮的这种装配形式已经无法满足现有的生产负荷。经过计算将蜗轮的轮毂由铸铁件改为铸钢件，并将轮毂与轮缘的连接形式由大过盈量装配、6个销子定位改为小过盈量装配、l2个M30铰制孔螺栓连接定位的装配形式。改造后，铜制轮缘不用再承受轮毂的张力，没有再出现裂纹。改由M30的铰制孔螺栓承受剪切应力，延长了蜗轮的使用寿命，提高了抗冲击能力。
3．2 上料台升降系统加装减震系统
上料升降平台传动结构形式:由于上料升降系统台面和4根齿条自重达10t，所以齿条直接压在齿轮上，没有缓冲。坯料对上料系统的冲击载荷经台面和齿条直接传递作用在齿轮、主轴及蜗轮上，造成主轴及蜗轮频繁损坏。主轴及蜗轮的质量相对于坯料很小，在冲击载荷计算中忽略不计。
出坯料吊装不当对上料台的冲击力为6．683 6 X 10 N，相当于682 t的起升重量，这样的冲击力远远超出了上料台的丁作极限。而料坯吊装不当在实际操作中无法避免，消除冲击载荷只能依靠改造上料台，转化吸收坯料的重力势能来改善上料台的抗冲击能力。
改造前首先进行了可行性分析和计算，在上料台的4根齿条顶端与料台的连接部位加装弹簧，当料坯吊装不当对上料台造成冲击的时候，弹簧可以吸收料坯的重力势能，从而消化了对上料台的直接冲击。经过反复验证计算，选择碟簧，其弹性系数为3 000 N／mm，计算得出冲击力为4．498 2 X 10 N，相当于45．9 t的起升重量，在上料升降系统允许的载荷范围之内。
4 实施效果
通过对蜗轮结构改造，主轴材质由45 钢改为42CrMo，并为上料升降系统加装了抗冲击系统，使上料升降系统结构更加合理、可靠，从根本上消除了坯料对设备造成的冲击载荷，延长了上料升降系统的使用寿命，彻底消除了设备隐患。设备已经连续正常运行8个月无故障，降低了设备停机时间和对设备的维护强度，节约了维修费用，为设备安全运行和生产组织奠定了良好的基础。