GAO Jun-yun

0 引言

近年來，隨著對煉焦業(yè)環(huán)保要求的不斷重視，對清潔型機焦設備提出了越來越高的要求。搗固站作為機焦設備的一個核心部分，擔負著搗固煤餅的任務，其效率和耐用性直接決定著整套設備的使用性能。

搗固站根據(jù)其在搗固過程中是否移動分為固定式和移動式兩種。對于固定式搗固站，錘桿夾緊機構是固定式搗固站的核心機構。要在較短的時間內搗成密度較高而且分布均勻的高穩(wěn)定性煤餅，必須把搗固錘桿的夾緊力調整到合適的水平[1]。夾緊力過大或過小都會造成搗固機構不能正常工作。如夾緊力過大，會引起搗固機傳動機構負荷過大，電機電流和傳動扭矩過高，影響傳動機構的正常工作及錘桿使用壽命；夾緊力過小則錘桿行程過小或無法夾起錘桿，無法產(chǎn)生所要求的搗固功，影響煤餅的成型。

由于夾緊力檢測難度較大，目前國內外投入使用的搗固焦爐設備都是人工憑經(jīng)驗或直覺進行夾緊力的調整，這使得調整帶有較大的盲目性，調整時間長，且難以保證調整的效果。

為解決這一問題，開發(fā)了固定式搗固站夾緊機構夾緊力檢測系統(tǒng)，通過在夾緊力的動態(tài)檢測上取得突破，實現(xiàn)了夾緊力的快速、合理的調整。

1 夾緊力檢測原理及方法

固定式搗固站的工作原理如圖1所示。一臺搗固電機，帶動減速機驅動三個相位相差120°的偏心輪，依次壓緊表面鑲有摩擦片的搗固錘1、2、3，通過產(chǎn)生的摩擦力使得搗固錘做上下循環(huán)搗固運動。經(jīng)過一定時間的搗固，使得煤餅成型[1]。

圖1 固定式搗固站的工作原理圖

由于偏心輪與錘桿直接接觸，因此無法直接檢測。通過對夾緊原理的分析可知，夾緊力的調整是通過對調整螺桿上下位置的微調實現(xiàn)的，故可在壓緊裝置的主彈簧擋板和鎖緊螺母之間，安裝特殊設計的套筒式夾緊力傳感器，如圖3所示，測量出調節(jié)螺桿所受的壓緊力F，乘以夾緊機構的放大系數(shù)即可得到搗固錘桿的夾緊力N，實現(xiàn)了夾緊力的間接測量。

圖2 夾緊力檢測原理圖

夾緊力

式中：F——傳感器所受壓力（kN）

N——錘桿夾緊力（kN）

2 夾緊力傳感器設計

根據(jù)實際安裝要求，夾緊力傳感器采用筒形結構，材料為LY12硬鋁合金。敏感元件為電阻應變片。為了消除安裝偏心的影響，采用全橋接法[2,3]，并提高傳感器輸出靈敏度。

圖3 夾緊力傳感器彈性體及應變片橋路簡圖

該傳感器的主要性能指標為：

1）額定量程： 5000N；

2）輸出靈敏度：0.28mv/v；

3）滯后度：≤0.2%FS；

4）線性度：≤0.2%FS。

該夾緊力傳感器安裝方便，能滿足搗固機構工作頻繁、振動大、工作環(huán)境惡劣的要求。

3 便攜式載荷指示器

要取得理想的調整效果，需在實際工作時進行調整。如圖4所示，工作過程中，實際夾緊力是動態(tài)變化的，為了直接得到夾緊力的數(shù)值，系統(tǒng)配置了便攜式數(shù)字載荷指示器，可同時顯示測量值和峰值，實現(xiàn)了夾緊力的實時動態(tài)檢測。

整個系統(tǒng)檢測精度達1.0%，能夠滿足實際檢測的需要。系統(tǒng)框圖如圖4所示。

圖4 夾緊力檢測系統(tǒng)框圖

圖5 實測夾緊力變化波形

4 結論

本系統(tǒng)采用獨創(chuàng)的間接測量方法，可對固定式搗固機錘桿夾緊力進行定量調整和動態(tài)監(jiān)測，為使錘桿及搗固系統(tǒng)處于最佳工作狀態(tài)提供了技術保障，提高了產(chǎn)品的技術含量和附加值。整個系統(tǒng)具有傳感器安裝方便、系統(tǒng)精度高、可靠性高、使用方便等特點。取得了良好的應用效果。

[1] 于在福, 等, 搗固機傳動機構的設計與研究[J].燃料與化工, 2010, 41(2): 21-23.

[2] 張如以, 等.應變電測與傳感器[M].北京: 清華大學出版社, 1999.

[3] 王云章.電阻應變式傳感器應用技術[M].北京: 中國計量出版社, 1991.