北方重工集團(tuán)有限公司 遼寧 沈陽 110860

前言

我國現(xiàn)使用的鏈篦機(jī)(規(guī)格比較小)全部采用頭部左右雙驅(qū)動(dòng)(即單軸雙驅(qū)動(dòng))。隨著球團(tuán)燒結(jié)礦的需求年年增加,設(shè)備趨于大行化發(fā)展,由年產(chǎn)60萬噸(2.8×36m鏈篦機(jī))到年產(chǎn)500萬噸(5.5×66m鏈篦機(jī)),鏈篦機(jī)大型化發(fā)展主要是鏈篦床的寬度加寬和長度加長。若繼續(xù)延用原有的單軸雙驅(qū)動(dòng)方法必須增大鏈篦床單件尺寸,即小軸加粗和鏈節(jié)端面尺寸加大,促使整套鏈篦床重量加大、成本大幅增加(因鏈篦床各件均由耐熱鋼鑄造而成,耐熱鋼成本比較昂貴),設(shè)備造價(jià)成倍攀升,失去市場競爭能力。為了解決大型鏈篦機(jī)的驅(qū)動(dòng)和鏈篦床受力問題,經(jīng)對鏈篦機(jī)運(yùn)行部分研究(鏈篦床環(huán)形結(jié)構(gòu)布置,上部帶料水平運(yùn)行,下部空載水平和提升運(yùn)行,其具體布置形式見下圖),決定采用頭、尾分別驅(qū)動(dòng)的方法,把鏈篦床一點(diǎn)受力分解成兩點(diǎn)受力來解決鏈篦床單點(diǎn)受力大問題。頭部驅(qū)動(dòng)解決鏈篦床和料球水平運(yùn)動(dòng),尾部驅(qū)動(dòng)解決回程鏈篦床的水平運(yùn)動(dòng)及提升。兩點(diǎn)驅(qū)動(dòng)同時(shí)帶來運(yùn)轉(zhuǎn)同步問題,根據(jù)V＝nπD/60m/s,只要頭、尾鏈輪分度圓直徑相同、輸入轉(zhuǎn)速相同就可以解決。同時(shí)解決減速器輸出扭矩大、成本高問題。下面以3.1×36m鏈篦機(jī)為例計(jì)算驅(qū)動(dòng)功率：

鏈篦床布置形式圖

1 原始資料

方案確定后我們真對本鋼3.1×36m鏈篦機(jī)加以實(shí)施,其年產(chǎn)75～80萬噸(最大145t/h)。已知鏈篦機(jī)工藝段為5×3×4,有效寬度3.1m,頭尾輪距離39.3m,運(yùn)行速度1.5～2.0m/min,料層高的160～180,料球堆比重2.2t/m3,年生產(chǎn)時(shí)間為7920小時(shí)。

2 初步計(jì)算

通過初步設(shè)計(jì)頭、尾輪采用節(jié)距P＝200mm、齒數(shù)Z＝18、分度圓直徑d＝φ1151.75mm的相同鏈輪。篦床434節(jié),重量79938.46 Kg。上托輪62組,重量58896.68Kg,間距570,輪徑φ460,軸承連接處軸徑φ95。下托輪23＋1,重量34431.75Kg,間距1500,輪徑φ610,軸承連接處軸徑φ140。頭輪軸裝配7064Kg,軸承連接處軸徑φ280,尾輪軸裝配4207Kg,軸承連接處軸徑φ180。篦床側(cè)板8.5Kg/個(gè)(總高180,有料部分84),鏈篦床裝配184.19 Kg/個(gè),鏈篦床循環(huán)提升高度H＝3703mm。

3 計(jì)算

每米物料重273Kg/m,鏈篦床每米重921Kg/m,鏈篦床側(cè)板每米重42.5 Kg/m,上托輪每米重1666.5 Kg/m,下托輪每米重918.18 Kg/m。

由于鏈篦床受拉力Fmas＝靜載荷＋動(dòng)載荷＋預(yù)緊力＋側(cè)板摩擦力(N)及功率N＝KFv/1000η(kW),針對頭輪雙驅(qū)和頭輪雙驅(qū)、尾輪單驅(qū)(或雙驅(qū))兩種情況進(jìn)行計(jì)算：

第一情況：采用頭輪雙驅(qū)情況：

篦床受拉力∑Fmax＝675518(N)

功率N＝KFmax V/1000η＝35.7(kW)計(jì)算2x20.9kW 取2×22kW

扭矩M＝∑FmaxχD/2＝389.014KN·m (即2×194.5KN·m)：

第二情況：采用頭輪雙驅(qū)、尾輪單驅(qū)(或雙驅(qū))情況：

A、頭輪雙驅(qū)：

篦床受拉力∑F1max＝440299.12(N)

功率N＝KFmax V/1000η＝23.3(kW)計(jì)算2x13.4kW 取2×15kW

扭矩M＝∑FmaxχD/2＝253.557KN·m (即2×126.77KN·m)

B、尾輪單驅(qū)：

篦床受拉力∑F1max＝235215(N)

功率N＝KFmax V/1000η＝12.45(kW)計(jì)算 取15kW(頭、尾驅(qū)動(dòng)功率差距不大時(shí),盡量采用一樣的功率,保證設(shè)備的互換性)

扭矩M＝∑FmaxχD/2＝135.45KN·m

4 計(jì)算結(jié)論

a設(shè)備驅(qū)動(dòng)總功率不變。b頭、尾部分別驅(qū)動(dòng)要比頭部雙驅(qū)動(dòng)時(shí)鏈篦床受牽引力小、軸驅(qū)動(dòng)扭矩變小、減速器輸出扭矩變小、成本變低。因鏈篦床所受拉力變小,鏈節(jié)斷面尺寸變小,篦板尺寸隨鏈節(jié)尺寸變化而變化,使鏈篦床整體重量減輕%8～%10。

為了保證設(shè)備(驅(qū)動(dòng))的互換性,采用3臺15kW電機(jī),頭部雙驅(qū)、尾部一驅(qū)(增加尾部驅(qū)動(dòng))。3臺同速比減速器。啟動(dòng)時(shí)電氣保證頭部延時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng),制動(dòng)時(shí)電氣保證尾部延時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)。由于鏈篦機(jī)是在高溫環(huán)境下運(yùn)行,設(shè)備整體熱膨脹量大,安裝間隙要求高,驅(qū)動(dòng)采用直交行星、主軸鎖緊盤,單點(diǎn)浮動(dòng)形式,可自動(dòng)補(bǔ)償鏈篦機(jī)頭輪主軸因受熱而產(chǎn)生的各方向位移。

5 結(jié)束語

經(jīng)過頭、尾輪驅(qū)動(dòng)合理布置,有效解決了鏈篦床受力大的問題,延長鏈篦床整體使用壽命,減少了鏈篦床各件更換頻率,增加用戶的效益。同時(shí)使鏈篦機(jī)整體重量減輕、成本降低,增強(qiáng)市場競爭力,也為鏈篦機(jī)的大型化發(fā)展提供有力保障。