斗轮堆取料机回转机构故障及解决方法

供稿|李建明,郭海涛,傅海斌,郭雪松,张建辉

斗轮堆取料机回转机构故障及解决方法

供稿|李建明,郭海涛,傅海斌,郭雪松,张建辉

内容导读

安钢股份公司焦化厂配煤车间1#堆取料机承担着焦炉炼焦用煤的汽车和火车来煤下道作业，随着该设备老化、磨损、腐蚀和疲劳等原因，其回转故障逐步暴露。无论是传动装置的可靠性还是结构的稳定性都存在着较大缺陷和隐患，在运行中频繁出现故障，曾发生过两次因回转故障整体侧倾事故，严重影响生产运行。文章分析了斗轮式堆取料机回转机构在运行中存在的问题，对设备实施了改造，取得了较好的效果。

安钢股份公司焦化厂配煤车间 DQL800/1250.30 型 1# 堆取料机，由斗轮机构、悬臂皮带机、变幅机构、门座架、回转钢结构、回转机构、走行机构、尾车装置、司机室、电气室、配电室、除尘系统、电气系统及动力和控制电缆卷筒装置等 17 个基本部分构成。

回转钢结构是斗轮堆取料机可回转部件的承载构件。由两片L型工字形梁或箱形梁组成，并配有适当的横向联接，以保护其足够的强度和刚度。为便于运输，整个结构分为上、下两部分，由高强度螺栓联接[1]。在下部回转结构上，装有悬臂支承轴承座及皮带机驱动装置、回转驱动装置和中心漏斗等部件。在上部回转结构上，装有变幅卷扬机、平衡卷筒、定滑轮组和平衡三角架等部件以及司机操作室、配电室等。总重约 200 t。回转支承将两个相对回转部件固定，同时将整个回转支承上部的所有载荷 (垂直载荷、水平载荷、弯矩、扭矩等)传递到下部的基础上。回转支承外侧为齿圈结构。回转驱动固定在回转支承上部的平台上。通过小齿轮与齿圈的啮合，达到回转的目的。

存在的问题

回转后挫力过大

斗轮堆取料机回转机构回转时允许有一定的后挫力，由斗轮装置、悬臂皮带机大于尾车装置悬臂配重的重量差引起。为保证悬臂正常升降通常把这个重量差，称为接地力。正常情况下回转定心轮完全可以承受，保证正常回转。

由于在 2006 年斗轮扩容时斗轮装置重量增加，配重未相应增加，致使接地压力增大，造成回转后挫力加大，定心轮和垂直反轮防倾翻装置损坏，回转钢结构移位侧倾。在 2007 年 9 月，安钢焦化厂配煤车间 1# 堆取料机因回转钢结构整体后挫力过大，后部定心轮发生爆裂，回转钢结构移位侧倾，出现设备事故。

驱动齿轮明显移位

回转驱动装置采用变频电机带动立式行星减速机，减速机输出轴通过小齿轮与固定于门座架上的大齿圈啮合，从而实现堆取料机的回转动作。

由于设备老化、磨损、腐蚀致使回转减速机支架及连接强度低，上下定位环磨损严重，间隙过大，受力后减速器移位变形，导致回转大齿圈与减速器输出小齿轮错位啮合，减速器输出小齿轮断齿频繁，并损坏回转主齿轮齿面。

结构整体晃动过大

回转装置由回转支承和回转传动装置两大部分组成。DQL800/1250.30 的回转支承采用圆锥滚柱支承，配有定心轮导向装置和垂直反轮防倾翻装置。垂直反轮防倾翻装置安装时要求与轨道之间的间隙不超过 5 mm，一般调整为 3 ~ 5 mm。如果间隙过大，就会造成回转时回转钢结构整体晃动过大，导致圆锥滚柱经常损坏和垂直反轮防倾翻装置开裂，只能停机更换圆锥滚柱或补焊加固垂直反轮防倾翻装置，从而影响正常生产。

原因：圆锥滚柱长年疲劳磨损程度不一，使它们的大小直径不一致；圆锥滚柱支承轨道面磨损不一致，出现高低不平；垂直反轮防倾翻装置开裂频繁，致使间隙过大约 10 mm。

定心轮过载

回转时，回转装置中的定心轮固定钢结构架变形，伴有异音；回转角度在约 30°时，出现爬行现象。定心轮过载，给正常操作带来很多不便，经常造成斗轮旋转压停，引发斗轮装置故障，被迫停机。

原因：回转定心滚道磨损严重，出现类似椭圆形，出现回转时定心轮过载现象。

改造实施

调整接地力

针对因接地压力增大而造成的回转时回转机构整体后挫力过大、定心轮和垂直反轮防倾翻装置损坏问题，利用称重吊车称出堆取料机头部斗轮装置中心位置的接地力，边添加变幅机构配重边称量，直至满足平衡钢绳的受力较小并且力的变化也较小，同时满足整机重心位置的变化要求，从而有效保证堆取料机回转中心位置及整机运行正常、平稳。

配重调整不是简单的增加或减少配重量，稍有不慎，就会影响到设备整体的性能、安全等多方面的问题。配重量过小会导致变幅机构的钢丝绳、驱动装置过载，回转以上部分重心前移；过大会使变幅机构后仰发生倾翻[2]。经查阅手册、精确计算，在确保钢丝绳、驱动功率、支撑能够满足的情况下，经过多次添、减配重—称量—运行—检测，确定接地力最佳值，使设备运行状况良好。

改造驱动装置

从回转驱动定位原理来看，回转减速机仅有轴向定位，而径向定位通过调整套在减速机上的上、下定位环与固定减速机的钢结构架之间位置来调整小齿轮与大齿圈之间齿顶间隙。调整后，将上、下定位环与固定减速机的钢结构架焊死，保证调好的间隙，保证焊完后不错位，以满足小齿轮与大齿圈之间齿顶间隙的要求。因此，上、下定位环的焊接是保证齿顶间隙的重要工序，也是保证回转稳定运行的主要条件。根据磨损、腐蚀情况，加固了回转减速机支架，增加其连接强度，更换回转减速机上、下定位环。在焊接上、下定位环时，采取上、下定位环同时焊接，避免连续焊接，焊缝弧长约 30 mm 时停止焊接等措施，避免焊接产生的集中应力而导致焊接变形。

根据分析，在回转传动链中，电动机—减速机之间的联接属于成本最低且最易于更换的部件，回转减速机成本较高；回转支承不仅成本高，而且属于无法更换部件；回转小齿轮虽然成本低，但其制造精度、硬度都要比回转支承上的齿圈高出许多，不易损坏。为了保证维修成本最低，改造中在电机减速机间增加薄弱环节，即将电动机—减速机的联接改为安全联轴器。

更换回转支承

针对回转时回转钢结构整体晃动过大，在调整好接地压力，保证回转中心位置的情况下，(1) 定制圆锥滚柱和圆锥滚柱支承轨道、定心轮和垂直反轮防倾翻装置等新备件，提高其技术要求，在原来基础上，增强其强度、耐磨性及承载能力；(2) 全部更换圆锥滚柱和圆锥滚柱支承轨道，保证回转精度；(3) 全部更换定心轮和垂直反轮防倾翻装置，由原来各四套增加为六套，并调整间隙为 3 ~ 5 mm。

改造回转定心滚道

由于更换回转定心滚道难度太大，工期较长。经过反复测量、绘图、模拟、论证，最后决定对回转定心滚道进行改造。安装时首先拆除定心轮装置，在所留空间内组装略小的新环形滚道，在新旧滚道之间的预留缝隙中，填满填实楔形钢片，组装调整后，配钻连接孔和定位孔并用螺栓紧固。最后将新环形滚道与原定心滚道焊接为一体，并修磨表面，使其几何尺寸与弧面及平面相同；调整安装定心轮装置，使定心轮与新环形滚道弧面间隙在 4 ~ 6 mm 之间。解决回转时定心轮过载问题。

改造效果

针对该堆取料机安装及使用中出现的问题和缺陷，结合现场实际状况，对该堆取料机回转部分进行了改造。严格控制制造、安装质量，对各机构缺陷逐一排除。设备改造后运行至今，堆取料机整体运行安全稳定，工作效率、设备性能明显提高，为企业的安全生产、节能降耗做出了贡献。

消除了因堆取料机回转故障影响生产的事故发生，杜绝了长时间停机影响焦炉用煤问题，有效保证了焦炉生产，取得了较好的经济效益。

避免了因堆取料机回转故障影响皮带系统运行，采用汽车等机械倒运炼焦用煤现象。

这次改造尽可能利用现有设备，降低改造成本。

改造后大幅度降低日常维护费用及材料、备件消耗。

以往年费用发生情况为依据，每年减少备件费近 30 万元、材料费 5 万元、人工及大型机具费 7 万元，合计 42 万元。

[1] 赵业明，水声文，韩学祥.备煤工艺与设备.北京：化学工业出版社，2005

Stacker-Reclaimers Rotary Fault and the Solving Methods

LI Jian-ming, GUO Hai-tao, FU Hai-bin, GUO Xue-song,ZHANG Jian-hui

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安阳钢铁股份有限公司，河南 安阳 455004

李建明，助理工程师，联系地址：455004河南省安阳市安阳钢铁股份有限公司焦化厂，E–mail：491252041@qq.com