變壓器鐵心用硅鋼片卷料吊具的改進方法

1 前言

　　在變壓器鐵心用硅鋼片卷料吊運方面，我們先采用的是鋼管掛鋼絲繩吊運的方法，但此方法既不科學，又存在事故隱患。所以，從1998年開始，我們用較科學的C型吊具進行硅鋼片卷料的吊運。最初，使用該吊具的效果不錯，基本能滿足生產要求，但使用了三年左右，吊具出現了疲勞變形。為不影響生產進度，我們對吊具進行了加固處理。修復后的吊具雖然還能繼續使用，但隨著我們企業生產的變壓器產品的規格越來越多，生產量越來越大，此種吊具已經不能滿足生產需要，必須用一種新的吊具來代替它。

2 C型吊具的結構分析

　　變壓器鐵心用硅鋼片卷料吊具如圖1所示。圖1中除擋桿外，其它部件之間均進行焊接。擋桿的作用是防止在吊運過程中卷料因重心不平而向外滑落。

　　此吊具主要用于變壓器鐵心加工過程中剪切線的裝料和卸料，由于當時企業生產的變壓器規格較少，因此在最初設計時該吊具最大起吊硅鋼片卷料的卷料帶寬度為300mm，卷料的徑向厚度為200mm，卷料質量約1t。吊運硅鋼片卷料時，將鋼絲繩穿在吊板上。拔出擋桿，將吊具的下橫軸穿入卷料孔中后插入擋桿。然后，將卷料吊起，掛在橫剪線的開卷機開卷軸上。落下吊具，讓卷料壓在開卷軸上，使得吊具不再受力后拔出擋桿，取下吊具，即完成了 一次卷料吊運。

　　接下來分析一下吊運時吊具的受力情況。當吊具吊著卷料處于懸空狀態時，由于擋桿與其它部分不是一體的，所以受力不可忽略。上橫軸在A點受到吊板向上的牽引力，在B點受到吊臂向下的拉力；下橫軸在C點受到吊臂的拉力，在D點附近(卷料寬度越小時越靠邊)受到硅鋼片卷料的重力。可以看出吊具的主要受力部位是在吊臂上。假設吊臂靜止時，在B點受到的力是逆時針方向，在C點則是順時針方向。在設計時由于受橫剪線開卷機的限制，使得吊臂的寬度不能超過65mm。

　　最初使用時吊臂受力后變形很小，當作用力去掉后彈性變形基本恢復原狀。經過長期大量的頻繁使用后，吊具開始出現疲勞變形，作用力去掉后變形不能消失。隨著日積月累，變形部位漸漸明顯。具體表現為吊臂上靠C點端向外發生彎曲變形，使得下橫軸的D點端向下位移，擋桿不能正常插入，造成不安全因素增加，事故發生率提高。為了不耽誤生產進度，我們對吊具進行了加固處理。加熱修形后，在吊臂(吊臂制作材料為槽鋼)背面加焊了鋼板，提高其抗疲勞強度。

　　雖然經過修整后的C型吊具還可以繼續使用，但是原吊具已經不能滿足需要，必須設計出一種新型的吊具來替代它。

3 N型吊具的設計

　　根據C型吊具結構上存在的不足，在不加大吊具外型尺寸和操作人數的前提下，我們設計出了N型吊具，如圖2所示。圖2中吊環、橫梁、吊臂之間進行焊接，負載軸和限位塊進行焊接。

　　在吊運硅鋼片卷料時，先用鋼絲繩通過吊環將吊具掛在吊車鉤上。把負載軸抽出，再將吊具跨在卷料上，即使卷料在吊具的兩吊臂之間。然后，將負載軸插回，握住負載軸的手柄沿軸向旋轉90度，起吊卷料至橫剪線開卷機的開卷軸上。待卷料重量完全壓在開卷軸上后，握住負載軸手柄沿軸向旋轉，使負載軸上的限位塊與吊臂上軸孔的缺口對齊后抽出負載軸，提升吊具，將其拉出橫剪線工作區，即完成一次卷料吊運。

　　　在吊運時，由于硅鋼片卷料重力的作用，卷料重壓在負載軸上。卷料內壁擋住限位塊，可以防止負載軸在吊運過程中自行轉動，從吊臂孔中滑出。

　　硅鋼片卷料的直徑和厚度相差不多，卷料的厚度最多不超過200mm，所以將吊具的橫梁和負載軸之間凈距離設為230mm；在卷料寬度方面，由于規格較多，在60mm~350mm之間不等，所以設計了兩種尺寸，尺寸。分別為305mm和450mm。

　　吊具在吊運過程中的受力分析：當吊具吊起卷料處于懸空狀態時，橫梁在A點受到吊環向上的牽引力。它的兩端受到兩吊臂向下的拉力，而兩吊臂則分別在C點和0點共同承受了卷料對負載軸的重力作用。因此，可以看出該吊具的主要受力部位是橫梁。假設橫梁靜止時橫梁的／4點受到一個垂直向上的牽引力，在它的兩端分別受到垂直向下的拉力，而它受到的作用力的力矩較短，遠小于C型吊具的受力力矩。并且由于在吊運時橫梁不進入橫剪線開卷機的開卷軸中，從而可以適當加大它的材料規格。因此它的抗變形能力就要比C型吊具的一根吊臂強得多，它的工作壽命也將遠遠高于C型吊具。

4 N型吊具的制造和使用

　　吊具在使用過程中，其安全性是至關重要的，因此在材料選擇、零部件加工過程中要謹慎把關，嚴格要求。尤其是吊具零件之間的焊接質量，將對吊具的使用壽命有著很大的影響，因此在焊接時可以對一些部位進行加固。如圖2中，我們對兩吊臂的肩部進行了加固。在使用時，N型吊具的使用方式和C型吊具的使用方式大致相同，只增加了旋轉手柄的過程。在實際操作時，對操作人員稍加指導便可使用。