1 引言
穿孔機組是無縫鋼管生產(chǎn)中的重要設(shè)備，穿孔機頂桿小車又是穿孔機組的關(guān)鍵設(shè)備。本公司現(xiàn)用的穿孔機頂桿小車系統(tǒng)由德國SMS-MEER 公司設(shè)計，國內(nèi)制造廠家制造。其在生產(chǎn)初期尚能滿足生產(chǎn)需求，隨著生產(chǎn)節(jié)奏、生產(chǎn)線作業(yè)率的逐步提高，原設(shè)計這套拖鏈結(jié)構(gòu)，一些問題逐漸暴露出來，如經(jīng)常造成拖鏈被折斷、連接板松動、拖鏈“塌腰”、不能滿足生產(chǎn)節(jié)奏等，使得現(xiàn)場設(shè)備的停機率居高不下，中間廢品率和合同完成率大幅降低，限制了正常生產(chǎn)。因此，對穿孔頂桿小車拖鏈等原設(shè)備的結(jié)構(gòu)進行改造，以提高該設(shè)備的承載能力，減少部件摩擦和外力損壞，有效地提高穿孔機整體的使用壽命，降低維修成本，提高設(shè)備的生產(chǎn)效率。

2 穿孔機頂桿小車拖鏈?zhǔn)褂脿顩r及出現(xiàn)的問題

整套拖鏈結(jié)構(gòu)在調(diào)試和試生產(chǎn)初期，由于對工作速度、工作頻率要求不是很高，拖鏈的使用基本能滿足試車和試生產(chǎn)的要求，但隨著逐步投入正常生產(chǎn)，拖鏈的工況條件逐漸接近設(shè)計工況（速度加快、頻率加快），頂桿小車拖鏈在現(xiàn)場使用中，經(jīng)常出現(xiàn)拖鏈塌腰、鏈板斷裂、拖鏈扭曲變形、拖鏈支撐架和拖鏈槽被刮變形等問題，拖鏈內(nèi)的液壓油管和水管被刮壞里出現(xiàn)漏油漏水的問題，造成整條生產(chǎn)線停產(chǎn)，平均每個月都會發(fā)生由于頂桿小車拖鏈造成的停機，約為3~4 h，嚴(yán)重影響了整條生產(chǎn)線的工作生產(chǎn)。

拖鏈在塌腰后，上下拖鏈板直接摩擦，由于拖鏈板間有縫隙，在運動過程中會出現(xiàn)相互刮、掛問題，由于拖鏈材料為工程塑料，材質(zhì)較脆容易斷裂，桿小車側(cè)掛拖鏈，由于摩擦力影響，頂桿小車尾架焊口處經(jīng)常出現(xiàn)開焊斷裂的問題，嚴(yán)重制約了正常的生產(chǎn)。
3 穿孔機頂桿小車拖鏈改造方法
3.1 拖鏈增加支撐車
原設(shè)計拖鏈的長度過長，在工作使用過程中，拖鏈塌腰、下垂，造成頂桿小車無法快速運行，為解決這一問題，考慮在拖鏈下方增加一個支撐車，以防止拖鏈塌腰和下垂現(xiàn)象，從而延長拖鏈的使用壽命。支撐車結(jié)構(gòu)如圖1 所示。

圖1 支撐車結(jié)構(gòu)圖

支撐車起到支撐拖鏈的作用，行程為整個頂桿小車的行程一半，考慮拖鏈的回轉(zhuǎn)半徑500 mm，故支撐車長度設(shè)計為14 750 mm。支撐車設(shè)計有支撐輪（行走輪）和導(dǎo)向輪，支撐輪在小車兩側(cè)與頂端軌道接觸，左右導(dǎo)向輪設(shè)計在支撐車下面與側(cè)面軌道接觸，以確保小車動作的平穩(wěn)。支撐輪和導(dǎo)向輪都設(shè)計有軸承，以減少摩擦阻力。為形成動滑輪組，在支撐車兩端固定有2 個滑輪，直徑由拖鏈厚度決定。另外，拖鏈支撐車車體也設(shè)計為一個移動滑道，這樣在運動過程中，拖鏈與支撐車與固定滑道之間的相對運動速度均較原設(shè)計降低了1 倍。
3.2 拖鏈的結(jié)構(gòu)改進

原設(shè)計拖鏈采用工程塑料材料，普通拖鏈結(jié)構(gòu)，拖鏈鏈板之間沒有防直接摩擦裝置，在運動中上下拖鏈之間只有直接滑動摩擦，由于拖鏈接口較多，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)拖鏈被刮起，而且摩擦阻力也較大，影響正常運動。在拖鏈設(shè)計改造中，參考拖鏈支撐車的結(jié)構(gòu)，在拖鏈兩端間隔分布安裝拖鏈支撐行走輪和拖鏈防止左右偏的導(dǎo)向輪，使得改造后的拖鏈與小車之間全部為滾動摩擦，而且還有放置擺動裝置。

3.3 頂桿小車尾架和拖鏈牽引車連接方式改進

原設(shè)計拖鏈與頂桿小車尾架連接為剛性螺栓直接連接，這種連接方式的缺點在于工作過程中，由于滑道的水平標(biāo)高在使用過程中出現(xiàn)高低不平，造成頂桿小車尾架在運動過程中上下顫動，致使拖鏈被帶動一起上下顫動，容易造成損壞。針對這一問題，設(shè)計了插入式結(jié)構(gòu)，如圖2 所示，由于頂桿小車尾架在牽引車定位板內(nèi)，上下有活動空間，左右間隙很小，所以在工作過程中，當(dāng)尾架上下顛簸時，拖鏈牽引車并不隨其顛簸，保證了與牽引車相連接的拖鏈的運動平穩(wěn)。

圖2 頂桿小車尾架與拖鏈牽引車連接結(jié)構(gòu)圖
3.4 拖鏈牽引車設(shè)計和鋼絲繩裝置的改進
拖鏈牽引車是傳遞頂桿小車驅(qū)動力、連接牽引拖鏈、固定驅(qū)動拖鏈支撐車鋼絲繩的關(guān)鍵部件，具體設(shè)計結(jié)構(gòu)如圖3 所示，拖鏈牽引車也有行走輪和導(dǎo)向輪，并設(shè)計有鋼絲繩掛接裝置，使?fàn)恳�車受力更加合理，運動平穩(wěn)。

圖3 拖鏈牽引車結(jié)構(gòu)圖

拖鏈支撐車的動力源也采用鋼絲繩結(jié)構(gòu)，鋼絲繩傳到的特點，必須要求鋼絲繩繃緊才能進行正常工作。改造設(shè)計中，將鋼絲繩漲緊起初設(shè)計為螺旋結(jié)構(gòu)拉緊裝置，由于這種結(jié)構(gòu)不利于現(xiàn)場調(diào)整操作，后采用液壓缸漲緊，液壓力可以通過減壓閥調(diào)定，這樣便于調(diào)整又能夠達到時時漲緊的目的，如圖4 所示。
圖4 拖鏈牽引車鋼絲繩掛接結(jié)構(gòu)圖
4 結(jié)束語
通過對穿孔機頂桿小車拖鏈的結(jié)構(gòu)改造，解決了拖鏈斷裂、折損、脫開等問題。原來因拖鏈故障造成生產(chǎn)線停機平均每月3~4 h，改造后在使用1 年的實間內(nèi)，拖鏈的故障為0，保證了整條生產(chǎn)線的正常生產(chǎn)。在設(shè)備改造中，采用滾動摩擦代替滑動摩擦，采用支撐和導(dǎo)向裝置改善拖鏈的受力和運行狀況，使拖鏈運行平穩(wěn)，有效地提高了拖鏈的使用壽命。改造前拖鏈每4 個月就要更換1 次，改造后，可以連續(xù)使用1 年以上，從備件成本方面每年可以節(jié)省近一百萬元，而且人工維修成本也大幅度降低。