烧结机台车起拱现象的分析及处理

江立振 朱荣荣 赵利军 温丽霞 付俊生

(安钢集团永通球墨铸铁管有限责任公司)

烧结机台车起拱现象的分析及处理

江立振 朱荣荣 赵利军 温丽霞 付俊生

(安钢集团永通球墨铸铁管有限责任公司)

对烧结机起拱现象进行了分析。认为烧结机机尾星轮齿板对台车卡轮推动前进过程中产生过大的向上摩擦分力是造成台车在回车道上起拱的根本原因。永通公司通过采取减小星轮齿板对台车卡轮向上摩擦分力等措施,基本消除了回车道上台车起拱现象,降低了烧结机漏风率,延长了台车使用寿命,效果显著。

烧结机 台车 起拱现象 摩擦分力

0 前言

带式烧结机是烧结生产的主要设备。其工作过程是,由传动装置驱动的头部星轮做连续的转动,将台车由下部轨道经头部弯道抬到上部水平轨道,星轮齿板继续推动台车卡轮,由于星轮不停的转动,连续的推动下一个被抬到水平轨道的台车卡轮,这样就使整个上台车列向烧结机尾运动,当台车到达机尾时,在尾部星轮齿板和尾部弯道的控制下卸下烧结矿。在尾部星轮上,由于台车自重以及台车内部烧结矿的存在使得对星轮中心产生一个较大的力矩,该力矩作用的直接效果是在尾部星轮齿板和刚刚经过尾部弯道摆平进入下部水平轨道 (回车道)的台车卡轮之间产生一个使该台车向头部星轮运动的推力 (推力有一个向上的摩擦分力),这一推力使得该台车追赶上前面的台车列,一起经下部水平轨道向头部星轮运动,由于尾部星轮的转动,使得齿板又推动下一个刚摆平的台车卡轮,如此反复就是烧结机的运转过程。目前,国内使用的尾部摆架式烧结机不论台车大小,在沿尾部弯道返回进入下部水平轨道时都存在不同程度的搭肩起拱现象,即台车后轮上抬,无法与回车道下道轨接触,起拱高度一般在 10 mm～50 mm不等。

永通公司现有 2台 40 m2烧结机,两台均有起拱现象,起拱高度在 40 mm以下,因台车起拱带来的一系列问题,对生产造成了一定影响。为此,在长期观察分析研究起拱的基础上,提出了减小星轮齿板对台车卡轮推力产生的向上摩擦分力的办法,并在 2009年 12月 2#烧结机中修中进行实施,取得了良好效果。

1 台车起拱原因及危害

1.1 起拱的原因

当台车过尾部星轮中心刚摆平后,在追赶过程中,尾部星轮齿板推动台车向前运行,齿板前工作面与台车后轮卡套接触并产生推力,由于摩擦现象的存在,而产生一个向上的摩擦分力,推力越大则摩擦分力越大,当此摩擦分力产生的力矩大于台车自重的力矩时,台车后部就会被向上托起,星轮继续旋转,在台车卡轮离开齿板的瞬间,后续台车的前部与之接触,并将其挤住使之无法下落。每个台车都有此过程,从而使回车道上的台车产生搭肩起拱现象(如图 1所示 )。

两台烧结机头部星轮与尾部星轮齿板节距均为500 mm,台车轮两轴中心距为 510 mm,台车长度1000 mm,卡轮直径为 Ф170 mm,台车拉缝间隙为 10 mm,头尾星轮齿板数为 Z=15。

1.2 影响台车卡轮摩擦分力的因素

1)台车在尾部摆平后,改变台车后卡轮与齿板前面首先接触的部位,可以减小后卡轮的受力情况如图 2所示。

图1 台车起拱状态图

图2 台车两种高度受力图

已知,FT为齿板对台车的推力,Ff为作用在台车上推力 FT产生的向上摩擦分力,F1T=F2T=FT,由于α角的存在,且α1>α2,所以 F1f>F2f,即位置 1的摩擦分力比位置 2的摩擦分力大。

可见卡轮与齿轮先啮合的位置下移能够减小向上的摩擦分力,同时也减少了卡轮与齿板的啮合长度,有利于减少对卡轮托起的高度。之外,后一节台车能够扩大在齿板间的活动余量,当前一台车下落将近完毕时,后一台车才能够跟进,减轻对起拱台车的挤推作用,具备了自然下落的条件。

2)在机尾上轨处,当星轮齿板开始卡住台车轮时,增大台车对星轮的阻力,可以减小整个星轮作用在下轨处卡轮上的推力 FT,进而减小摩擦分力 Ff。

3)尾部星轮两侧齿板不均衡的受力会使台车跑偏,跑偏使下轨台车组合长度加长,增大内部涨力,进而加大摩擦分力 Ff。

4)机尾摆架的配重是否适当,摆架是否灵活,将影响台车下轨处的组合长度,进而影响到摩擦分力Ff。

1.3 起拱的危害

1)起拱的台车运行到头部时,由于自重和头部星轮的带动,台车会瞬间坠落产生冲击,使轴承损坏,造成设备事故停机,也会造成台车端面不均匀磨损,降低其使用寿命,增加备件消耗。

2)加大烧结机漏风,烧结矿生产过程中,70%～75%的电量消耗于主风机,漏风量越高,对产量影响越大,增加了生产成本。

3)起拱会造成台车上下行车道上台车组合长度不等,使整个钢结构承受很大涨力,对设备安全运行埋下了隐患。

2 消除台车起拱的措施

因星轮齿板对台车卡轮产生的过大摩擦分力是造成台车起拱的根本原因。根据上述影响台车卡轮摩擦分力的因素分析,采取以下措施来解决起拱现象。

1)降低机尾下直轨的高度,改变齿板与卡轮首先啮合的部位,来改变台车卡轮受力情况,进而减小台车卡轮受到的向上摩擦分力。采取头部星轮处下轨高度不变,尾轮处降低了 20 mm的办法,道轨由位置 1改为位置 2(如图 2所示)。

2)减小机尾星轮转矩来改变台车卡轮受力情况,进而减小台车卡轮受到的向上摩擦分力,其措施是提高机尾上直轨与弯轨接口处的高度,采用堆焊后再磨平的办法,在上直轨处增大尾部星轮运转阻力,进而减小摩擦分力 Ff,具体尺寸如图 3所示。

图3 尾部轨道修正图

3)尾部星轮两侧齿板不均衡的受力会使台车跑偏,跑偏使下轨台车组合长度加长,增大内部涨力,进而加大摩擦分力 Ff,为此,采取重新校正头部星轮轴中心线、尾部星轮轴中心线与烧结机纵向中心线垂直度的办法,消除尾轮两侧齿板不均衡的受力,保证其不垂直度每米不大于 0.2 mm。

4)机尾摆架是自动调节下轨台车列松紧程度的装置,机尾配重大摆架将没有活动余量,机尾配重小摆架将不起作用,烧结机无法运转,根据原来摆架活动不自如的情况把配重由原来 13块降为现在的8块,确保了机尾摆架作用的正常发挥。

3 实施效果

2009年 12月,在 2#烧结机中修之机,对其进行整改,并取得了良好效果。

1)台车轮离开道轨的距离由 40 mm降到了 2 mm以内,消除了台车起拱现象。

2)减轻了台车端面磨损和栏板端面的磨损,降低了漏风率,提高了产量,台车寿命可提高 6个月以上。

3)消除了下轨台车内部涨力,减少了台车轮的损坏,降低了设备事故停机,降低了备件消耗。

4)上述情况可获得年综合效益 50万元左右。

4 结语

安钢永通公司台车起拱处理实践,说明在不对设备结构进行大的改造或更换的情况下,通过对部件的调整和改进,是能够消除台车起拱现象的。为带式烧结机起拱的处理提供了思路和方向,积累了实践经验。

[1] 张惠宁,郭奠球.烧结设计手册.北京:冶金工业出版社,1990:312-313.

[2] 薛俊虎,秦俊成,尹建堂.烧结生产技能知识问答.北京:冶金工业出版社,2005:199-201.

[3] 李威.新型带式烧结机参数优化设计[D].沈阳:辽宁科技大学,2007.

[4] 袁金棋,景永纯.冶金机械设备安装工程施工及验收规范.北京:冶金工业出版社,1998:144-147.

ANALYSIS AND TREATM ENT OF THE ARCHING PHENOM ENON OF SINTERING PALLET

JiangLizhen Zhu Rongrong Zhao Lijun Wen Lixia Fu Junsheng

(Anyang Iron&Steel Group Co.,Ltd)

It analysed the arching phenomenon of sintering pallet in Yongtong.The arching phenomenon was basically eliminated,the leaking ratewas rdeuced effectively and the service life ofpalletswas extended through reducing gate-rotor wants card wheel upward friction points.

sinteringmachine pallet arching phenomenon component of friction force

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:2010—7—14