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        燒結(jié)機(jī)臺(tái)車(chē)“起拱”現(xiàn)象處理

        2018-02-09 08:34:39丁慧田
        設(shè)備管理與維修 2018年2期

        丁慧田

        (首鋼京唐鋼鐵聯(lián)合有限責(zé)任公司煉鐵部,河北唐山 063200)

        0 引言

        0.1 燒結(jié)機(jī)運(yùn)行情況分析

        燒結(jié)機(jī)臺(tái)車(chē)是燒結(jié)機(jī)系統(tǒng)中最主要的設(shè)備,它是由眾多的臺(tái)車(chē)頭尾相連布置在軌道上,形成一個(gè)閉式循環(huán)鏈。運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中,電機(jī)驅(qū)動(dòng)頭部星輪旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)臺(tái)車(chē)前進(jìn),每臺(tái)車(chē)依靠后臺(tái)車(chē)推動(dòng)前臺(tái)車(chē)移動(dòng),形成上平面的臺(tái)車(chē)運(yùn)動(dòng)。運(yùn)轉(zhuǎn)到尾部星輪后,臺(tái)車(chē)依靠重力及上層臺(tái)車(chē)的推力驅(qū)動(dòng)尾部星輪運(yùn)轉(zhuǎn),尾部星輪進(jìn)而帶動(dòng)下層臺(tái)車(chē)移動(dòng),形成完整的運(yùn)行鏈條。

        0.2 目前存在問(wèn)題

        燒結(jié)廠二號(hào)燒結(jié)機(jī)自2016年10月,出現(xiàn)燒結(jié)機(jī)回程臺(tái)車(chē)“起拱”現(xiàn)象,即臺(tái)車(chē)在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中出現(xiàn)前車(chē)輪離開(kāi)軌面,后一臺(tái)車(chē)由于擠壓力騎在前一臺(tái)上的現(xiàn)象。從整體上看,本應(yīng)水平運(yùn)行的臺(tái)車(chē)體出現(xiàn)鋸齒狀(圖1)。燒結(jié)機(jī)出現(xiàn)“起拱”現(xiàn)象后,會(huì)使得燒結(jié)機(jī)水平方向上距離伸長(zhǎng)。根據(jù)計(jì)算,當(dāng)背車(chē)高度為100 mm時(shí),臺(tái)車(chē)整體長(zhǎng)度會(huì)伸長(zhǎng)到120 mm,這樣燒結(jié)機(jī)尾部移動(dòng)架被迫需要進(jìn)行移動(dòng)調(diào)整,增加了燒結(jié)機(jī)負(fù)荷。

        由于臺(tái)車(chē)前輪未能落在軌道上,距離軌面有100 mm高度,臺(tái)車(chē)所有重量都?jí)涸诤竺?輪上,無(wú)形中增加了后輪軸承負(fù)荷。而且當(dāng)臺(tái)車(chē)運(yùn)行到頭部時(shí),臺(tái)車(chē)之間擠壓力減少,前面臺(tái)車(chē)輪會(huì)出現(xiàn)突然下落,對(duì)軌道形成了很大沖擊,容易將軌道壓斷。

        圖1 燒結(jié)機(jī)臺(tái)車(chē)起拱示意圖

        臺(tái)車(chē)出現(xiàn)“起拱”背車(chē)時(shí),會(huì)使得兩臺(tái)車(chē)接觸的防磨板出現(xiàn)嚴(yán)重磨損,進(jìn)而導(dǎo)致漏風(fēng)。密封板磨損后,臺(tái)車(chē)密封裝置長(zhǎng)度會(huì)超出臺(tái)車(chē)體,還容易造成密封裝置的損壞。

        1 受力分析

        1.1 尾部星輪受力

        尾部星輪沒(méi)有傳動(dòng)裝置,其為無(wú)動(dòng)力自由轉(zhuǎn)動(dòng)的輪狀結(jié)構(gòu)。為吸收燒結(jié)機(jī)受熱后的膨脹量,燒結(jié)機(jī)尾部星輪裝置布置于移動(dòng)架上,移動(dòng)架可沿?zé)Y(jié)機(jī)縱向軸線有一定移動(dòng)量。同時(shí)為保證每臺(tái)臺(tái)車(chē)輪始終與尾部星輪嚙合,尾部移動(dòng)架還配置了重力平衡裝置,防止移動(dòng)架移動(dòng)過(guò)量。

        由于尾部移動(dòng)架移動(dòng)速度十分緩慢,在極短時(shí)間內(nèi)T到T+ΔT時(shí)刻尾部移動(dòng)架處于受力平衡狀態(tài)。對(duì)尾部移動(dòng)架建立受力平衡公式,在燒結(jié)機(jī)空轉(zhuǎn)(即臺(tái)車(chē)上無(wú)物料情況)下,尾部星輪除自身重力外還受到來(lái)自上層臺(tái)車(chē)的推力F1,下層臺(tái)車(chē)的阻力F2,尾部移動(dòng)重錘的拉力G,同時(shí)還承受臺(tái)車(chē)自重。

        1.2 運(yùn)行過(guò)程中受力

        (1)在空車(chē)情況下,燒結(jié)機(jī)尾部星輪受力示意圖如圖2所示。

        圖2 空載運(yùn)行下燒結(jié)機(jī)尾部星輪受力示意

        水平方向上受力:

        在以星輪中心的轉(zhuǎn)矩上:

        式中,m1為空臺(tái)車(chē)重量,m1=10 369 kg;m2為每臺(tái)車(chē)燒結(jié)礦重量,m2=10 000 kg;R 為尾部星輪回轉(zhuǎn)半徑,R=2378 mm;G為尾部移動(dòng)架配重,G=33 000 kg。

        將參數(shù)帶入公式1與公式2,3,并求解,得

        用matlab作圖,得出尾部星輪在一個(gè)受力周期內(nèi)F2最小受力為300 kN,最大受力為305 kN,F(xiàn)1最小受力為25 kN,最大受力為30 kN(圖3)。

        圖3 空轉(zhuǎn)時(shí)尾部星輪所受水平力變化

        (2)重負(fù)荷情況下,燒結(jié)機(jī)尾部星輪受力示意圖如圖4所示。

        圖4 重負(fù)荷運(yùn)行下燒結(jié)機(jī)尾部星輪受力

        經(jīng)過(guò)化解得

        用matlab作圖,得出尾部星輪在一個(gè)受力周期內(nèi)F2最小受力為309 kN,最大受力為333 kN,F(xiàn)1最小受力為-3 kN,最大受力為21 kN(圖5)。

        圖5 重載時(shí)尾部星輪所受水平力變化

        1.3 結(jié)論

        (1)在空載和重載下,回程臺(tái)車(chē)受力F2大小不等,但相差不大。

        (2)在臺(tái)車(chē)運(yùn)轉(zhuǎn)中,臺(tái)車(chē)受力F1和F2是隨著臺(tái)車(chē)轉(zhuǎn)角發(fā)生變化的,正是這種大小變化的力使得尾部移動(dòng)架在一個(gè)卸料周期(0~42.4°)內(nèi)發(fā)生周期性運(yùn)動(dòng)。

        (3)在空載下,尾部移動(dòng)架受力比較均勻,每周期力的突變不大,尾部移動(dòng)量很少;而在重負(fù)荷下,尾部移動(dòng)架力的突變比較明顯,不平衡力的出現(xiàn)使得移動(dòng)架出現(xiàn)了明顯的周期性移動(dòng)。

        2 尾部回程臺(tái)車(chē)背車(chē)分析

        燒結(jié)機(jī)尾部星輪齒板齒形為漸開(kāi)線,在燒結(jié)機(jī)臺(tái)車(chē)從尾部星輪轉(zhuǎn)出到脫離星輪的過(guò)程中,齒板對(duì)臺(tái)車(chē)卡輪推力F2始終水平向前(圖6),此外臺(tái)車(chē)卡輪內(nèi)部有自潤(rùn)滑軸承,齒板與臺(tái)車(chē)之間是滾動(dòng)摩擦,齒板對(duì)卡輪沒(méi)有向上的摩擦力。

        當(dāng)星輪齒板磨損時(shí),齒板齒形由漸開(kāi)線磨損為直線,而且由于自潤(rùn)滑軸承有損壞,齒輪對(duì)臺(tái)車(chē)的臺(tái)車(chē)推力F2有向上的分力FH(圖7),當(dāng)該分力大與臺(tái)車(chē)自身重力時(shí),臺(tái)車(chē)便出現(xiàn)起拱現(xiàn)象。

        由上文得知,在尾部回程臺(tái)車(chē)受推力大小為 F2,該力在(300~333)kN變化。根據(jù)鋼-鋼之間摩擦系數(shù)為0.2,則臺(tái)車(chē)與臺(tái)車(chē)之間因擠壓造成的摩擦力Ff為(60~66.6)kN(圖 8),該力大于臺(tái)車(chē)自重50.8 kN,所以臺(tái)車(chē)一旦出現(xiàn)“起拱”后難以依靠自身重力下落。

        圖6 正常情況下回程臺(tái)車(chē)脫離齒板時(shí)受力

        圖7 齒板磨損下回程臺(tái)車(chē)脫離齒板時(shí)受力

        圖8 回程臺(tái)車(chē)運(yùn)行中受力

        3 結(jié)論

        要消除臺(tái)車(chē)“起拱”現(xiàn)象,首先要降低回程臺(tái)車(chē)所受推力F2,即可以通過(guò)調(diào)整尾部移動(dòng)架的靈活性、檢查尾部配重重力大小來(lái)實(shí)現(xiàn);然后從避免起拱的產(chǎn)生,即可通過(guò)檢查卡輪軸承、恢復(fù)齒板齒形,或者加固壓軌裝置(圖9)來(lái)抵消推力F2產(chǎn)生的向上分力。

        圖9 對(duì)燒結(jié)機(jī)回程軌道加固

        燒結(jié)廠結(jié)合自身實(shí)際,采取了減少尾部移動(dòng)架配重、對(duì)燒結(jié)機(jī)臺(tái)車(chē)卡輪進(jìn)行定期更換和加固壓軌來(lái)消除“起拱”現(xiàn)象,取得了良好效果。目前,燒結(jié)機(jī)回程臺(tái)車(chē)起拱已由最大時(shí)的100 mm降低到10 mm,起到了良好的效果。

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