史宏勝

（銅山華潤電力有限公司，江蘇徐州 221000）

往復式給煤機的轉(zhuǎn)向與振動

史宏勝

（銅山華潤電力有限公司，江蘇徐州 221000）

分析往復式給煤機曲柄機構(gòu)的受力情況，找到給煤機運行振動大的原因。給煤機檢修后驗收時，應根據(jù)給煤機活動底板與曲柄連桿機構(gòu)的運行方向，及時調(diào)整給煤機電機轉(zhuǎn)向，保證給煤機以最佳方式運行。

輸煤系統(tǒng)；往復式給煤機；轉(zhuǎn)向；振動

10.16621/j.cnki.issn1001-0599.2017.10.28

0 引言

某電廠燃料輸煤系統(tǒng)根據(jù)需要共設(shè)置30臺給煤機，翻車機系統(tǒng)4臺皮帶給煤機，其余26臺為往復式給煤機，分別布置在皮帶（4臺）、中間煤倉下方（18臺）及緩沖倉下部（4臺），在輸煤系統(tǒng)中起卸儲煤及上煤的作用。往復式給煤機的安全穩(wěn)定運行直接影響到發(fā)電機組的燃煤供應。往復式給煤機的最常見故障是振動大，分析振動的原因并采取相應措施是給煤機安全穩(wěn)定運行的重要保障。

1 往復式給煤機工作原理

往復式給煤機由機體、傳動平臺、曲柄連桿機構(gòu)、活動底板、滾輪及驅(qū)動裝置組成（圖1）。工作時電機通過減速器帶動偏心輪轉(zhuǎn)動，再通過曲柄連桿機構(gòu)帶動活動底板沿著帶有斜度的滾輪上作往復運動。當活動底板向前運動時，料倉內(nèi)的物料被帶出，當活動底板向后運動時，在料倉內(nèi)物料的阻礙下，已帶出的物料不能退回料倉而落下。連續(xù)的往復運動，即可實現(xiàn)連續(xù)的物料輸送。通過改變偏心輪的偏心距調(diào)節(jié)輸煤底板行程的大小，從而改變設(shè)備的出力。

2 往復式給煤機曲柄受力情況分析

目前燃料輸煤系統(tǒng)往復式給煤機運行中存在2個問題：①曲柄處異聲及磨損；②普遍存在振動超標現(xiàn)象。

如圖1所示，曲柄連桿機構(gòu)是給煤機的重要機械部分，它的安全可靠是給煤機穩(wěn)定運行的關(guān)鍵。曲柄連桿機構(gòu)中的曲柄軸是整個機構(gòu)的主要受力點。當給煤機活動底板向前受料時，曲柄連桿機構(gòu)主要受到活動底板與下部滾輪的摩擦力（F1）。當給煤機的活動底板卸料向后運動時，曲柄軸除了受到活動底板與下部滾輪的摩擦力（F1）外，還受向下卸料時活動底板與煤料的摩擦力（F2）。曲柄連桿機構(gòu)的其他受力情況，如給煤機的后擋皮的摩擦力及煤的阻力等，由于活動底板不論向前或向后運行這些力都存在，所以在此忽略。

圖1 往復式給煤機結(jié)構(gòu)示意

往復式給煤機輸出的推力=F1,輸出的拉力=F1+F（2因F1為滾動摩擦而F2為大面積的接觸摩擦，所以F2遠大于F1），因此給煤機輸出的拉力遠大于輸出的推力，給煤機曲柄每旋轉(zhuǎn)一周完成一次推拉過程，曲柄在一個受力極不平衡的狀態(tài)下運行（給煤機運行時的聲音可判斷運行時極不穩(wěn)定），是往復式給煤機運行時振動大的主要原因。

往復式給煤機曲軸部分由減速機輸出軸（1個）、輸出軸聯(lián)軸器（1個）、曲柄驅(qū)動軸（2個）、曲柄滑塊（4塊）、滑塊調(diào)整機構(gòu)（2個）、滑塊連接銷軸（2個），連桿銷軸（1個）等部件組成。運行中減速機輸出軸、輸出軸聯(lián)軸器、曲柄驅(qū)動軸4個部件的軸心處于同一條直線上，才能保證給煤機的穩(wěn)定運行，實際運行中達不到這一要求，是造成給煤機軸承座晃動的直接原因，也是給煤機振動大的原因之一。

3 俄制Bpn180m4y2.5型往復式給煤機運行狀態(tài)分析

一般曲軸由軸、曲柄、曲軸連桿三部分組成,在曲柄上加有配重，曲柄的重心位于連桿銷軸的對面，在發(fā)動機中由于曲軸為動力軸，配重的作用是當曲軸達到上止點和下止點時，由于連桿發(fā)出的是上下的力，為了減小此力直接作用在曲軸輸出軸上的時間，靠曲柄配重的慣性將曲軸帶離上止點和下止點，以保證發(fā)動機穩(wěn)定的工作。假設(shè)往復式給煤機的曲軸曲柄上也有配重，曲柄的重心位于連桿銷軸的對面（圖2）。

圖2 曲軸示意

當曲軸正常旋轉(zhuǎn)連桿下行，配重側(cè)上行，設(shè)其為正轉(zhuǎn)，此時曲軸連桿做拉的運動，即給煤機的活動底板向后運行，此時的力為最大（F1+F2）。

給煤機曲軸軸桿在受料板向后運動送料時所受到的力比較大，此時曲柄配重處于上行狀態(tài)，由于重力的作用曲柄配重又給曲軸軸桿正轉(zhuǎn)時的反作用力（設(shè)為F3）,則曲軸軸桿正轉(zhuǎn)、曲軸連桿向后運行所受的力為F1+F2+F3。

當曲軸正轉(zhuǎn)連桿到達后止點，配重到達前止點時，曲軸連桿開始做推的運動，此時曲軸連桿只受到一個較小的力F（1同時也是曲軸軸桿所受的力之一）,再加上此時的配重正在下行，由于重力的作用就減小了作用在曲軸軸桿上的力，作用在曲軸軸桿上的力變?yōu)镕1-F3,比較曲軸正轉(zhuǎn)時推和拉所受的兩個力，推時所受的力為F1-F3，拉時所受的力為F1+F2+F3，可知曲軸正轉(zhuǎn)一周受到2個極不平衡的力，即往復式給煤機如果正轉(zhuǎn)將在受力極不平衡的狀態(tài)下運行，導致振動大。當曲軸反轉(zhuǎn)，連桿側(cè)上行，配重側(cè)下行，給煤機曲軸拉時所受的力變?yōu)镕1+F2-F3，推時所受的力為F1+F3，2個力相比較，如果配重合適，F(xiàn)1+F2-F3將等于F1+F3，實現(xiàn)曲軸運行的動平衡，往復式給煤機在動平衡狀態(tài)下運行，振動減小。

俄制Bpn180m4y2.5型往復式給煤機曲柄機構(gòu)由曲柄滑塊1（圖3）、曲柄滑塊2（圖4）和滑塊調(diào)整機構(gòu)三部分組成，2個滑塊靠滑塊連接銷軸連接，通過滑塊調(diào)整機構(gòu)調(diào)整曲軸軸桿與連桿銷軸的距離調(diào)整給煤機的出力。如果將2個滑塊組合在一起，它的重量將偏重于滑塊調(diào)整機構(gòu)側(cè)，可以把它看是成曲柄上的配重。當曲柄組裝好并調(diào)整好出力后，它的配重（滑塊調(diào)整機構(gòu)）將偏重于連桿銷軸側(cè)，見圖5。

圖3 曲柄滑塊1

圖4 曲柄滑塊2

圖5 俄制Bpn180m4y2.5型往復式給煤機曲軸

如圖5所示，該型往復式給煤機的連桿側(cè)只有下行的旋轉(zhuǎn)方向才能使給煤機更穩(wěn)定的運行，而不能是上行，即俄制Bpn180m4y2.5型往復式給煤機有轉(zhuǎn)向要求，旋轉(zhuǎn)方向為連桿側(cè)在前止點時下行的方向。

4 結(jié)論

雖然給煤機的電機轉(zhuǎn)向不會對給煤機的給料運行造成影響，但是通過對給煤機曲柄連桿機構(gòu)曲柄軸的受力分析，可以看出往復式給煤機有轉(zhuǎn)向要求，在給煤機檢修后驗收時，應關(guān)注給煤機活動底板與曲柄連桿機構(gòu)的運行方向，及時調(diào)整給煤機電機轉(zhuǎn)向，保證給煤機最佳的運行方式，減少設(shè)備的磨損率。

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〔編輯 李 波〕