閆洪林， 楊學(xué)斌

（紅河鋼鐵有限公司， 云南 蒙自 661100）

1 紅鋼燒結(jié)廠環(huán)冷機(jī)概況

鼓風(fēng)式環(huán)冷機(jī)是我國燒結(jié)生產(chǎn)中冷卻熱燒結(jié)礦的主要設(shè)備之一，環(huán)冷機(jī)臺(tái)車作為燒結(jié)系統(tǒng)的核心組成部分，其對(duì)燒結(jié)機(jī)燒結(jié)生產(chǎn)工藝過程的穩(wěn)定，作業(yè)率有著重要的作用[1]。

紅河鋼鐵有限公司（全文簡(jiǎn)稱紅鋼）燒結(jié)廠環(huán)冷機(jī)冷卻面積320 m2，臺(tái)車72 塊，每塊臺(tái)車內(nèi)、外圈各有一個(gè)車輪，共計(jì)144 套車輪布置在環(huán)形水平軌上做圓周運(yùn)動(dòng)。臺(tái)車為焊接的梯形結(jié)構(gòu)，主要由臺(tái)車本體，車輪、篦板和側(cè)板組成，如圖1 所示。車輪裝配軸與臺(tái)車本體軸孔間隙裝配，車輪裝置質(zhì)量為392 kg，軸頭部分采用D 型孔配合鎖緊螺母防退，間隙裝配既保證車輪運(yùn)轉(zhuǎn)精度，又便于安裝拆卸，有效避免車輪軸打滑。臺(tái)車車輪采用鑄鋼制造，其踏面進(jìn)行高頻淬火，保證其耐磨性和接觸應(yīng)力內(nèi)裝雙列圓錐滾子軸承徑向負(fù)荷能力大，承受臺(tái)車內(nèi)熱燒結(jié)礦重量與運(yùn)轉(zhuǎn)沖擊的負(fù)荷[2]。

圖1 環(huán)冷機(jī)臺(tái)車機(jī)構(gòu)圖

車輪裝置是環(huán)冷機(jī)工作運(yùn)轉(zhuǎn)中的重要運(yùn)動(dòng)和受力零件，車輪裝置數(shù)量多，車輪軸承壽命周期也會(huì)出現(xiàn)較大波動(dòng)，經(jīng)常出現(xiàn)車輪脫落的事故。紅鋼近3年車輪脫落事故統(tǒng)計(jì)如表1 所示。

表1 紅鋼環(huán)冷機(jī)車輪脫落檢修停機(jī)時(shí)間統(tǒng)計(jì)表

停機(jī)統(tǒng)計(jì)表中車輪脫落后更換時(shí)間均較長，通過紅鋼不斷摸索檢修方法，不斷思考工具改進(jìn)，自2019年7月采用新方法、新工具以后更換時(shí)間大大縮短，如圖2 所示。

圖2 更換車輪次數(shù)與停機(jī)時(shí)間關(guān)系圖

環(huán)冷機(jī)車輪損壞較頻繁，車輪點(diǎn)多面廣無明顯的損壞規(guī)律可循，在加強(qiáng)日常潤滑和定期更換易損件外，快速更換車輪在燒結(jié)生產(chǎn)設(shè)備管理中高效、低耗具有重要意義。

2 環(huán)冷機(jī)車輪故障分析

內(nèi)、外圈車輪，其所受外力包括臺(tái)車自身設(shè)備質(zhì)量；工況下臺(tái)車中的燒結(jié)礦質(zhì)量；向上的冷卻風(fēng)壓力對(duì)其影響甚微可忽略不計(jì)；行走過程中傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的牽引力，車輪主要承受垂直方向重力載荷支撐在水平圓軌道上[3]。在高溫、重載、沖擊振動(dòng)、粉塵沖刷和雨淋水浸的工況下有以下幾種故障：

1）車輪軸承失效。臺(tái)車輪在線不旋轉(zhuǎn)，軸承卡死，造成輪面和導(dǎo)軌直接摩擦。

2）臺(tái)車輪整體脫落。臺(tái)車輪軸承結(jié)構(gòu)破壞，造成軸承內(nèi)套旋轉(zhuǎn)，軸面磨損擦傷、鎖緊螺母脫落，導(dǎo)致臺(tái)車輪整體退出。

3）臺(tái)車輪擺動(dòng)。油封磨損，臺(tái)車輪內(nèi)部潤滑油污染，燒結(jié)粉礦與油脂形成泥狀，導(dǎo)致保持架損壞，滾動(dòng)體穿動(dòng)。

以上三種故障后軸承損壞滾珠脫落在輪子內(nèi)部相互凸臺(tái)磨損，造成軸承內(nèi)套旋轉(zhuǎn)，軸面磨損擦傷、鎖緊螺母脫落，車輪裝置損壞嚴(yán)重，無法更換軸承等易損件修復(fù)，必須停機(jī)更換車輪裝置。

3 初期更換臺(tái)車輪子的方法

車輪藏在環(huán)冷機(jī)龐大的回轉(zhuǎn)體與摩擦板鋼結(jié)構(gòu)下方，其所在位置空間狹隘局限，發(fā)現(xiàn)車輪掉落時(shí)，環(huán)冷機(jī)臺(tái)車上往往布滿熱燒結(jié)礦，更換時(shí)必須把臺(tái)車頂升離軌道20 mm，初期更換車輪分為三步：

1）準(zhǔn)備工作。吊裝工具沒有支點(diǎn)，更換車輪需在有吊裝點(diǎn)的地方進(jìn)行，初期在內(nèi)外圈設(shè)置兩個(gè)固定吊裝點(diǎn)，環(huán)冷機(jī)需要冒著鉸鏈斷裂的風(fēng)險(xiǎn)運(yùn)行到定點(diǎn)位置下才能進(jìn)行更換，期間臺(tái)車不裝料空車到更換位置點(diǎn)，臺(tái)車三角梁和風(fēng)箱橫梁之間間隙太小，普通千斤頂完全不能放入，臺(tái)車抬升不到需要的高度，此時(shí)只能割除一段軌道，制作成活動(dòng)軌道（方便拆卸回裝多次更換）?；顒?dòng)軌道旁長期定置擺放好車輪備件，停機(jī)前2個(gè)工人往損壞車輪上纏繞好鋼繩，更換點(diǎn)正前方準(zhǔn)備好手動(dòng)葫蘆。

2）更換過程。環(huán)冷機(jī)停到定點(diǎn)位置后，停止鼓風(fēng)機(jī)工作，檢修工3 人進(jìn)入風(fēng)道內(nèi)部用手動(dòng)機(jī)械30 t千斤頂把臺(tái)車頂?shù)胶线m高度，然后拆除軸頭鎖緊螺母，外側(cè)檢修人員用手拉葫蘆橫向把損壞車輪拉出。拉出后再將新輪子分兩頭吊裝起來，到達(dá)臺(tái)車軸孔高度后，作業(yè)人員只能依靠手拉葫蘆和撬棍配合下一點(diǎn)一點(diǎn)緩慢把車輪送入軸孔，期間需要不斷更換吊裝位置4 至5 次，該過程需要20 min 多，最后對(duì)準(zhǔn)“D”孔（“D”型軸孔隱藏在臺(tái)車內(nèi)部，需要進(jìn)入風(fēng)管內(nèi)部才能看到）時(shí)又需要用手拉葫蘆加吊帶捆綁盤動(dòng)車輪軸緩慢地才能對(duì)準(zhǔn)孔位，對(duì)準(zhǔn)“D”孔后檢修工用配重撞擊車輪軸，才能裝配到位。

3）收尾工作。車輪進(jìn)入軸孔，“D”孔對(duì)準(zhǔn)后，外部檢修人員在活動(dòng)軌道原來位置上焊接一塊斜三角“⊿”導(dǎo)板，風(fēng)道內(nèi)檢修工拆除千斤頂后啟動(dòng)環(huán)冷機(jī)讓新輪子踩著導(dǎo)板爬到水平軌道上，割除斜三角導(dǎo)板，最后恢復(fù)活動(dòng)軌道，至此更換完成。

初期更換工作需要檢修工人7 人、手拉葫蘆3 套、普通30 t 千斤頂1 套、吊帶2 套，更換時(shí)間大于2 h。

4 改進(jìn)后快速更換車輪的方法

1）車輪結(jié)構(gòu)的改進(jìn)。臺(tái)車輪軸孔裝配間隙是在環(huán)冷機(jī)車輪備件軸上加工兩個(gè)對(duì)稱中心距為50 mm，M20×60 mm 的內(nèi)螺紋，如圖1 更換時(shí)內(nèi)螺紋擰緊M20×600 mm 螺栓兩顆，一人雙手轉(zhuǎn)動(dòng)M20 兩根螺栓，能快速找到車輪平衡并與軸孔配合的“D”型孔，取消了手拉葫蘆吊裝找中心點(diǎn)和吊帶纏繞盤轉(zhuǎn)輪軸的工序，安裝快捷，方便實(shí)用，最后緊固軸頭鎖緊螺母即可，如圖3 所示。

圖3 車輪裝置結(jié)構(gòu)示意圖

2）電動(dòng)液壓千金取代機(jī)械千斤頂，臺(tái)車三角梁和風(fēng)箱橫梁之間間隙內(nèi)用30 t 超薄電動(dòng)液壓千斤頂，可快捷輕松將臺(tái)車頂升到合適高度，免去拆除軌道安裝導(dǎo)板再恢復(fù)軌道的步驟。風(fēng)箱內(nèi)部同樣采用電動(dòng)液壓千斤頂，有效減少起頂臺(tái)車時(shí)間，降低檢修工人勞動(dòng)強(qiáng)度。拆除。

3）采用特制配有3 爪液壓升降100 t 拉拔液壓千斤頂一體式移動(dòng)小車。拆除損壞車輪時(shí)，固定好小車避免移動(dòng)，用千斤頂拉拔即可輕松拔出損壞車輪。輪子備件安裝時(shí)將車輪輪緣固定小車四角爪盤內(nèi)，即可推動(dòng)小車左右前后移動(dòng)，小車配有升降液壓系統(tǒng)，可以任意高度升降方便對(duì)準(zhǔn)臺(tái)車軸孔，免去手拉葫蘆吊裝繁瑣淘汰手拉葫蘆，液壓小車上的100 t 的電動(dòng)液壓千斤頂可以很快的橫向把車輪送入到臺(tái)車軸孔內(nèi)，然后移除小車，緊固鎖緊螺母即完成更換工作，如圖4 所示。小車的投入使用直接淘汰了手拉葫蘆和撬棍，其更換效率更快捷方便，省時(shí)省力。

圖4 一體式移動(dòng)小車

改進(jìn)后更換車輪需要檢修工人4 人、30 t 電動(dòng)液壓超薄千斤頂1 套、50 t 電動(dòng)液壓千斤頂1 套，3 爪液壓升降100 t 液壓千斤頂一體式移動(dòng)小車1 輛，檢修時(shí)間50～60 min。相比改造前縮短了一半檢修時(shí)間。

5 結(jié)語

紅鋼多次更換時(shí)間均在40～50 min，大大縮短故障停機(jī)時(shí)間，減少檢修工人強(qiáng)度，有效提高設(shè)備作業(yè)率，經(jīng)濟(jì)效益明顯?！肮び破涫拢叵壤淦鳌碧厥夤ぞ叩母倪M(jìn)制作和車輪軸的改進(jìn)，是現(xiàn)場(chǎng)更換作業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)支撐，是減少更換時(shí)間有力武器，通過紅鋼不斷實(shí)踐改進(jìn)快速更換車輪裝置的時(shí)間，滿足了高爐生產(chǎn)需要。