螺旋卸煤机卡轨问题分析及解决

温永波

（马鞍山钢铁股份有限公司热电总厂，安徽马鞍山 243000）

1 引言

马钢热电总厂老区的3台220t煤粉锅炉全年耗煤55万t，动力煤来源为铁路运输，2台卸煤机为梅山钢铁公司生产的K＝7.5m螺旋卸煤机，属于非标产品。燃运车间配有5万t煤场，平均卸煤或加仓1500t/d。运行方式为，动力煤卸入煤场后，再利用斗轮机加仓。其中，铁路局对热电总厂的卸车时间有严格规定，11m i n/节，2h/每批（17节）。如果车皮超时停留，将对铁路局的车组运行计划不利，并对热电总厂执行经济处罚。在1993年投产初期的几年中，2台卸煤机由于经常发生卡轨现象，而不能按时完成卸车任务，是热电总厂迫切需要解决的技术难题。

2 卸煤机结构、参数及性能

螺旋卸煤机由行走机构、起升机构、螺旋机构、摇摆机构、司机室和机架构成。

轨距K＝7.5m

行走速度：v＝0.22m/s

卸煤速度：450t/h

总重Q＝26t

附属设施铁轨长L＝220m

2.1 行走机构组成

减速器：蜗轮蜗杆减速器，速比i＝54，模数M＝8

电动机：Y Z R 160M 1—6，功率5.8k W

减速器数量：4台

行走轮直径D＝500

3 卡轨过程及原因分析

卸煤过程由各个机构的协调动作组成。其中，卸煤阻力为3000k g，由布置在机架4个支腿的4台减速器驱动。但是在投产初期，卸煤机在作业时，4个驱动轮中，其中的某一个轮经常不能正常滚动，而是处于静止状态，被卸煤机被动拖动在轨道上滑行，由此产生巨大的阻力和强烈的振动而终止作业。

经现场观察发现，卡轨原因是4台减速器的蜗杆转速不相同所造成。在蜗杆转速相同的情况下，4个D＝500的驱动轮的转速也相同，共同驱动卸煤机进行卸煤作业。可是，当其中的某一个蜗杆转速过慢的时候，其传动链末端的行走轮将被行走速度0.22m/s的卸煤机所驱动，通过传动链，最终蜗轮将作用于蜗杆。由于蜗轮蜗杆传动“自锁”的特点，蜗轮和蜗杆之间产生巨大的摩擦力而不能转动，该减速器已不能输出动力，并且，电动机同时出现“堵机”现象。

蜗杆转速过慢的原因：

（1）由于Y Z R 160M 1—6电动机本身的原因造成转速不相同。

（2）减速器润滑效果不良。润滑条件对蜗轮蜗杆的传动影响较大，一旦油质不良或漏油，传动阻力增加、温度升高，转速将有所下降。

（3）蜗杆的轴承出现故障。

（4）减速器的数量多，更加容易出现转速不相同的现象。

4 改造行走机构减速器换型

由于蜗轮蜗杆减速器的特点是结构紧凑、传动比高，在原设计中的安装空间较狭小，所以对改造提出了较高的要求，通过性能特点的一一比较，选择B L Y 33—87—5.5立式摆线针轮减速器可以达到设计改造的技术要求。

其优点：（1）没有“自锁”的特点，出现转速不相同时，不会影响正常卸煤作业。（2）结构紧凑、传动比高，所占空间较小可以置换原减速器。（3）效率高，达到95%以上。

通过锥齿轮副28:45，改变了传动方向，达到了原设计的速比i＝54（见图1）。

图1 改造后行走装置

5 安装中的难点及解决方法

焊接安装基座时，由于没有安装定位基准，无法保证减速器及主动锥齿轮（Z=28）的安装精度，为此，制作以轮轴为基准的专用工具（见图2）。

图2 安装用专用工具示意图

以此，（1）保证基座孔D的中心线与轮轴的中心线在同一垂直平面内；（2）保证装配尺寸L-20和M-20的安装精度，并且取尺寸公差的下限，以便在精找正中可以在减速器与基座之间、被动齿（Z＝45）与轮轴台肩之间加垫片，调整好齿轮副的侧隙。当基座焊接安装完毕，拆除法兰1、法兰2的螺栓，取下专用工具。

由于低转速和正反方向交替运行，因此选择较小的齿轮副的安装侧隙。

式中，K取6；

A——齿轮副中心距，m m；

J——侧隙，μm。

装配齿轮副时，齿面的接触部位尽量调整在小端的位置，当工作产生负荷时，接触部位就会移到理想状态的中部。

6 后阶段的完善工作

改造完成后，达到了预期效果，消除了卡轨现象，同时由于摆线针轮减速器的传动效率高，因此卸煤效率也大为提高，再未发生超时滞留车皮的事情。

但是出现了轮轴轴承寿命减少的现象，这是由于轮轴锥齿轮（Z=45）的悬臂式安装产生了弯矩，通过计算，轮轴轴承承受了其4倍的附加应力。之后采取措施，将锥齿轮改为双跨支撑（如图3）。

图3 完善后行走装置

支撑架起着支撑的作用，结构合理，消除了轮轴轴承的附加应力，增强了轮轴的刚性。至今已连续运行13年，共卸煤715万t，没有压车皮记录，改造成功。