溫永波
(馬鞍山鋼鐵股份有限公司熱電總廠,安徽馬鞍山 243000)
馬鋼熱電總廠老區(qū)的3臺220t煤粉鍋爐全年耗煤55萬t,動力煤來源為鐵路運輸,2臺卸煤機為梅山鋼鐵公司生產的K=7.5m螺旋卸煤機,屬于非標產品。燃運車間配有5萬t煤場,平均卸煤或加倉1500t/d。運行方式為,動力煤卸入煤場后,再利用斗輪機加倉。其中,鐵路局對熱電總廠的卸車時間有嚴格規(guī)定,11m i n/節(jié),2h/每批(17節(jié))。如果車皮超時停留,將對鐵路局的車組運行計劃不利,并對熱電總廠執(zhí)行經濟處罰。在1993年投產初期的幾年中,2臺卸煤機由于經常發(fā)生卡軌現(xiàn)象,而不能按時完成卸車任務,是熱電總廠迫切需要解決的技術難題。
螺旋卸煤機由行走機構、起升機構、螺旋機構、搖擺機構、司機室和機架構成。
軌距K=7.5m
行走速度:v=0.22m/s
卸煤速度:450t/h
總重Q=26t
附屬設施鐵軌長L=220m
減速器:蝸輪蝸桿減速器,速比i=54,模數(shù)M=8
電動機:Y Z R 160M 1—6,功率5.8k W
減速器數(shù)量:4臺
行走輪直徑D=500
卸煤過程由各個機構的協(xié)調動作組成。其中,卸煤阻力為3000k g,由布置在機架4個支腿的4臺減速器驅動。但是在投產初期,卸煤機在作業(yè)時,4個驅動輪中,其中的某一個輪經常不能正常滾動,而是處于靜止狀態(tài),被卸煤機被動拖動在軌道上滑行,由此產生巨大的阻力和強烈的振動而終止作業(yè)。
經現(xiàn)場觀察發(fā)現(xiàn),卡軌原因是4臺減速器的蝸桿轉速不相同所造成。在蝸桿轉速相同的情況下,4個D=500的驅動輪的轉速也相同,共同驅動卸煤機進行卸煤作業(yè)??墒牵斊渲械哪骋粋€蝸桿轉速過慢的時候,其傳動鏈末端的行走輪將被行走速度0.22m/s的卸煤機所驅動,通過傳動鏈,最終蝸輪將作用于蝸桿。由于蝸輪蝸桿傳動“自鎖”的特點,蝸輪和蝸桿之間產生巨大的摩擦力而不能轉動,該減速器已不能輸出動力,并且,電動機同時出現(xiàn)“堵機”現(xiàn)象。
蝸桿轉速過慢的原因:
(1)由于Y Z R 160M 1—6電動機本身的原因造成轉速不相同。
(2)減速器潤滑效果不良。潤滑條件對蝸輪蝸桿的傳動影響較大,一旦油質不良或漏油,傳動阻力增加、溫度升高,轉速將有所下降。
(3)蝸桿的軸承出現(xiàn)故障。
(4)減速器的數(shù)量多,更加容易出現(xiàn)轉速不相同的現(xiàn)象。
由于蝸輪蝸桿減速器的特點是結構緊湊、傳動比高,在原設計中的安裝空間較狹小,所以對改造提出了較高的要求,通過性能特點的一一比較,選擇B L Y 33—87—5.5立式擺線針輪減速器可以達到設計改造的技術要求。
其優(yōu)點:(1)沒有“自鎖”的特點,出現(xiàn)轉速不相同時,不會影響正常卸煤作業(yè)。(2)結構緊湊、傳動比高,所占空間較小可以置換原減速器。(3)效率高,達到95%以上。
通過錐齒輪副28:45,改變了傳動方向,達到了原設計的速比i=54(見圖1)。
圖1 改造后行走裝置
焊接安裝基座時,由于沒有安裝定位基準,無法保證減速器及主動錐齒輪(Z=28)的安裝精度,為此,制作以輪軸為基準的專用工具(見圖2)。
圖2 安裝用專用工具示意圖
以此,(1)保證基座孔D的中心線與輪軸的中心線在同一垂直平面內;(2)保證裝配尺寸L-20和M-20的安裝精度,并且取尺寸公差的下限,以便在精找正中可以在減速器與基座之間、被動齒(Z=45)與輪軸臺肩之間加墊片,調整好齒輪副的側隙。當基座焊接安裝完畢,拆除法蘭1、法蘭2的螺栓,取下專用工具。
由于低轉速和正反方向交替運行,因此選擇較小的齒輪副的安裝側隙。
式中,K取6;
A——齒輪副中心距,m m;
J——側隙,μm。
裝配齒輪副時,齒面的接觸部位盡量調整在小端的位置,當工作產生負荷時,接觸部位就會移到理想狀態(tài)的中部。
改造完成后,達到了預期效果,消除了卡軌現(xiàn)象,同時由于擺線針輪減速器的傳動效率高,因此卸煤效率也大為提高,再未發(fā)生超時滯留車皮的事情。
但是出現(xiàn)了輪軸軸承壽命減少的現(xiàn)象,這是由于輪軸錐齒輪(Z=45)的懸臂式安裝產生了彎矩,通過計算,輪軸軸承承受了其4倍的附加應力。之后采取措施,將錐齒輪改為雙跨支撐(如圖3)。
圖3 完善后行走裝置
支撐架起著支撐的作用,結構合理,消除了輪軸軸承的附加應力,增強了輪軸的剛性。至今已連續(xù)運行13年,共卸煤715萬t,沒有壓車皮記錄,改造成功。