供稿|李建明,郭海濤,傅海斌,郭雪松,張建輝

斗輪堆取料機回轉機構故障及解決方法

供稿|李建明,郭海濤,傅海斌,郭雪松,張建輝

內容導讀

安鋼股份公司焦化廠配煤車間1#堆取料機承擔著焦爐煉焦用煤的汽車和火車來煤下道作業(yè)，隨著該設備老化、磨損、腐蝕和疲勞等原因，其回轉故障逐步暴露。無論是傳動裝置的可靠性還是結構的穩(wěn)定性都存在著較大缺陷和隱患，在運行中頻繁出現(xiàn)故障，曾發(fā)生過兩次因回轉故障整體側傾事故，嚴重影響生產運行。文章分析了斗輪式堆取料機回轉機構在運行中存在的問題，對設備實施了改造，取得了較好的效果。

安鋼股份公司焦化廠配煤車間 DQL800/1250.30 型 1# 堆取料機，由斗輪機構、懸臂皮帶機、變幅機構、門座架、回轉鋼結構、回轉機構、走行機構、尾車裝置、司機室、電氣室、配電室、除塵系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)及動力和控制電纜卷筒裝置等 17 個基本部分構成。

回轉鋼結構是斗輪堆取料機可回轉部件的承載構件。由兩片L型工字形梁或箱形梁組成，并配有適當?shù)臋M向聯(lián)接，以保護其足夠的強度和剛度。為便于運輸，整個結構分為上、下兩部分，由高強度螺栓聯(lián)接[1]。在下部回轉結構上，裝有懸臂支承軸承座及皮帶機驅動裝置、回轉驅動裝置和中心漏斗等部件。在上部回轉結構上，裝有變幅卷揚機、平衡卷筒、定滑輪組和平衡三角架等部件以及司機操作室、配電室等。總重約 200 t?；剞D支承將兩個相對回轉部件固定，同時將整個回轉支承上部的所有載荷 (垂直載荷、水平載荷、彎矩、扭矩等)傳遞到下部的基礎上。回轉支承外側為齒圈結構?；剞D驅動固定在回轉支承上部的平臺上。通過小齒輪與齒圈的嚙合，達到回轉的目的。

存在的問題

回轉后挫力過大

斗輪堆取料機回轉機構回轉時允許有一定的后挫力，由斗輪裝置、懸臂皮帶機大于尾車裝置懸臂配重的重量差引起。為保證懸臂正常升降通常把這個重量差，稱為接地力。正常情況下回轉定心輪完全可以承受，保證正?；剞D。

由于在 2006 年斗輪擴容時斗輪裝置重量增加，配重未相應增加，致使接地壓力增大，造成回轉后挫力加大，定心輪和垂直反輪防傾翻裝置損壞，回轉鋼結構移位側傾。在 2007 年 9 月，安鋼焦化廠配煤車間 1# 堆取料機因回轉鋼結構整體后挫力過大，后部定心輪發(fā)生爆裂，回轉鋼結構移位側傾，出現(xiàn)設備事故。

驅動齒輪明顯移位

回轉驅動裝置采用變頻電機帶動立式行星減速機，減速機輸出軸通過小齒輪與固定于門座架上的大齒圈嚙合，從而實現(xiàn)堆取料機的回轉動作。

由于設備老化、磨損、腐蝕致使回轉減速機支架及連接強度低，上下定位環(huán)磨損嚴重，間隙過大，受力后減速器移位變形，導致回轉大齒圈與減速器輸出小齒輪錯位嚙合，減速器輸出小齒輪斷齒頻繁，并損壞回轉主齒輪齒面。

結構整體晃動過大

回轉裝置由回轉支承和回轉傳動裝置兩大部分組成。DQL800/1250.30 的回轉支承采用圓錐滾柱支承，配有定心輪導向裝置和垂直反輪防傾翻裝置。垂直反輪防傾翻裝置安裝時要求與軌道之間的間隙不超過 5 mm，一般調整為 3 ~ 5 mm。如果間隙過大，就會造成回轉時回轉鋼結構整體晃動過大，導致圓錐滾柱經常損壞和垂直反輪防傾翻裝置開裂，只能停機更換圓錐滾柱或補焊加固垂直反輪防傾翻裝置，從而影響正常生產。

原因：圓錐滾柱長年疲勞磨損程度不一，使它們的大小直徑不一致；圓錐滾柱支承軌道面磨損不一致，出現(xiàn)高低不平；垂直反輪防傾翻裝置開裂頻繁，致使間隙過大約 10 mm。

定心輪過載

回轉時，回轉裝置中的定心輪固定鋼結構架變形，伴有異音；回轉角度在約 30°時，出現(xiàn)爬行現(xiàn)象。定心輪過載，給正常操作帶來很多不便，經常造成斗輪旋轉壓停，引發(fā)斗輪裝置故障，被迫停機。

原因：回轉定心滾道磨損嚴重，出現(xiàn)類似橢圓形，出現(xiàn)回轉時定心輪過載現(xiàn)象。

改造實施

調整接地力

針對因接地壓力增大而造成的回轉時回轉機構整體后挫力過大、定心輪和垂直反輪防傾翻裝置損壞問題，利用稱重吊車稱出堆取料機頭部斗輪裝置中心位置的接地力，邊添加變幅機構配重邊稱量，直至滿足平衡鋼繩的受力較小并且力的變化也較小，同時滿足整機重心位置的變化要求，從而有效保證堆取料機回轉中心位置及整機運行正常、平穩(wěn)。

配重調整不是簡單的增加或減少配重量，稍有不慎，就會影響到設備整體的性能、安全等多方面的問題。配重量過小會導致變幅機構的鋼絲繩、驅動裝置過載，回轉以上部分重心前移；過大會使變幅機構后仰發(fā)生傾翻[2]。經查閱手冊、精確計算，在確保鋼絲繩、驅動功率、支撐能夠滿足的情況下，經過多次添、減配重—稱量—運行—檢測，確定接地力最佳值，使設備運行狀況良好。

改造驅動裝置

從回轉驅動定位原理來看，回轉減速機僅有軸向定位，而徑向定位通過調整套在減速機上的上、下定位環(huán)與固定減速機的鋼結構架之間位置來調整小齒輪與大齒圈之間齒頂間隙。調整后，將上、下定位環(huán)與固定減速機的鋼結構架焊死，保證調好的間隙，保證焊完后不錯位，以滿足小齒輪與大齒圈之間齒頂間隙的要求。因此，上、下定位環(huán)的焊接是保證齒頂間隙的重要工序，也是保證回轉穩(wěn)定運行的主要條件。根據(jù)磨損、腐蝕情況，加固了回轉減速機支架，增加其連接強度，更換回轉減速機上、下定位環(huán)。在焊接上、下定位環(huán)時，采取上、下定位環(huán)同時焊接，避免連續(xù)焊接，焊縫弧長約 30 mm 時停止焊接等措施，避免焊接產生的集中應力而導致焊接變形。

根據(jù)分析，在回轉傳動鏈中，電動機—減速機之間的聯(lián)接屬于成本最低且最易于更換的部件，回轉減速機成本較高；回轉支承不僅成本高，而且屬于無法更換部件；回轉小齒輪雖然成本低，但其制造精度、硬度都要比回轉支承上的齒圈高出許多，不易損壞。為了保證維修成本最低，改造中在電機減速機間增加薄弱環(huán)節(jié)，即將電動機—減速機的聯(lián)接改為安全聯(lián)軸器。

更換回轉支承

針對回轉時回轉鋼結構整體晃動過大，在調整好接地壓力，保證回轉中心位置的情況下，(1) 定制圓錐滾柱和圓錐滾柱支承軌道、定心輪和垂直反輪防傾翻裝置等新備件，提高其技術要求，在原來基礎上，增強其強度、耐磨性及承載能力；(2) 全部更換圓錐滾柱和圓錐滾柱支承軌道，保證回轉精度；(3) 全部更換定心輪和垂直反輪防傾翻裝置，由原來各四套增加為六套，并調整間隙為 3 ~ 5 mm。

改造回轉定心滾道

由于更換回轉定心滾道難度太大，工期較長。經過反復測量、繪圖、模擬、論證，最后決定對回轉定心滾道進行改造。安裝時首先拆除定心輪裝置，在所留空間內組裝略小的新環(huán)形滾道，在新舊滾道之間的預留縫隙中，填滿填實楔形鋼片，組裝調整后，配鉆連接孔和定位孔并用螺栓緊固。最后將新環(huán)形滾道與原定心滾道焊接為一體，并修磨表面，使其幾何尺寸與弧面及平面相同；調整安裝定心輪裝置，使定心輪與新環(huán)形滾道弧面間隙在 4 ~ 6 mm 之間。解決回轉時定心輪過載問題。

改造效果

針對該堆取料機安裝及使用中出現(xiàn)的問題和缺陷，結合現(xiàn)場實際狀況，對該堆取料機回轉部分進行了改造。嚴格控制制造、安裝質量，對各機構缺陷逐一排除。設備改造后運行至今，堆取料機整體運行安全穩(wěn)定，工作效率、設備性能明顯提高，為企業(yè)的安全生產、節(jié)能降耗做出了貢獻。

消除了因堆取料機回轉故障影響生產的事故發(fā)生，杜絕了長時間停機影響焦爐用煤問題，有效保證了焦爐生產，取得了較好的經濟效益。

避免了因堆取料機回轉故障影響皮帶系統(tǒng)運行，采用汽車等機械倒運煉焦用煤現(xiàn)象。

這次改造盡可能利用現(xiàn)有設備，降低改造成本。

改造后大幅度降低日常維護費用及材料、備件消耗。

以往年費用發(fā)生情況為依據(jù)，每年減少備件費近 30 萬元、材料費 5 萬元、人工及大型機具費 7 萬元，合計 42 萬元。

[1] 趙業(yè)明，水聲文，韓學祥.備煤工藝與設備.北京：化學工業(yè)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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安陽鋼鐵股份有限公司，河南 安陽 455004

李建明，助理工程師，聯(lián)系地址：455004河南省安陽市安陽鋼鐵股份有限公司焦化廠，E–mail：491252041@qq.com