斗輪堆取料機回轉(zhuǎn)機構(gòu)故障及解決方法

供稿|李建明,郭海濤,傅海斌,郭雪松,張建輝

斗輪堆取料機回轉(zhuǎn)機構(gòu)故障及解決方法

供稿|李建明,郭海濤,傅海斌,郭雪松,張建輝

內(nèi)容導(dǎo)讀

安鋼股份公司焦化廠配煤車間1#堆取料機承擔著焦爐煉焦用煤的汽車和火車來煤下道作業(yè)，隨著該設(shè)備老化、磨損、腐蝕和疲勞等原因，其回轉(zhuǎn)故障逐步暴露。無論是傳動裝置的可靠性還是結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性都存在著較大缺陷和隱患，在運行中頻繁出現(xiàn)故障，曾發(fā)生過兩次因回轉(zhuǎn)故障整體側(cè)傾事故，嚴重影響生產(chǎn)運行。文章分析了斗輪式堆取料機回轉(zhuǎn)機構(gòu)在運行中存在的問題，對設(shè)備實施了改造，取得了較好的效果。

安鋼股份公司焦化廠配煤車間 DQL800/1250.30 型 1# 堆取料機，由斗輪機構(gòu)、懸臂皮帶機、變幅機構(gòu)、門座架、回轉(zhuǎn)鋼結(jié)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機構(gòu)、走行機構(gòu)、尾車裝置、司機室、電氣室、配電室、除塵系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)及動力和控制電纜卷筒裝置等 17 個基本部分構(gòu)成。

回轉(zhuǎn)鋼結(jié)構(gòu)是斗輪堆取料機可回轉(zhuǎn)部件的承載構(gòu)件。由兩片L型工字形梁或箱形梁組成，并配有適當?shù)臋M向聯(lián)接，以保護其足夠的強度和剛度。為便于運輸，整個結(jié)構(gòu)分為上、下兩部分，由高強度螺栓聯(lián)接[1]。在下部回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)上，裝有懸臂支承軸承座及皮帶機驅(qū)動裝置、回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置和中心漏斗等部件。在上部回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)上，裝有變幅卷揚機、平衡卷筒、定滑輪組和平衡三角架等部件以及司機操作室、配電室等?？傊丶s 200 t?；剞D(zhuǎn)支承將兩個相對回轉(zhuǎn)部件固定，同時將整個回轉(zhuǎn)支承上部的所有載荷 (垂直載荷、水平載荷、彎矩、扭矩等)傳遞到下部的基礎(chǔ)上?；剞D(zhuǎn)支承外側(cè)為齒圈結(jié)構(gòu)?；剞D(zhuǎn)驅(qū)動固定在回轉(zhuǎn)支承上部的平臺上。通過小齒輪與齒圈的嚙合，達到回轉(zhuǎn)的目的。

存在的問題

回轉(zhuǎn)后挫力過大

斗輪堆取料機回轉(zhuǎn)機構(gòu)回轉(zhuǎn)時允許有一定的后挫力，由斗輪裝置、懸臂皮帶機大于尾車裝置懸臂配重的重量差引起。為保證懸臂正常升降通常把這個重量差，稱為接地力。正常情況下回轉(zhuǎn)定心輪完全可以承受，保證正?；剞D(zhuǎn)。

由于在 2006 年斗輪擴容時斗輪裝置重量增加，配重未相應(yīng)增加，致使接地壓力增大，造成回轉(zhuǎn)后挫力加大，定心輪和垂直反輪防傾翻裝置損壞，回轉(zhuǎn)鋼結(jié)構(gòu)移位側(cè)傾。在 2007 年 9 月，安鋼焦化廠配煤車間 1# 堆取料機因回轉(zhuǎn)鋼結(jié)構(gòu)整體后挫力過大，后部定心輪發(fā)生爆裂，回轉(zhuǎn)鋼結(jié)構(gòu)移位側(cè)傾，出現(xiàn)設(shè)備事故。

驅(qū)動齒輪明顯移位

回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置采用變頻電機帶動立式行星減速機，減速機輸出軸通過小齒輪與固定于門座架上的大齒圈嚙合，從而實現(xiàn)堆取料機的回轉(zhuǎn)動作。

由于設(shè)備老化、磨損、腐蝕致使回轉(zhuǎn)減速機支架及連接強度低，上下定位環(huán)磨損嚴重，間隙過大，受力后減速器移位變形，導(dǎo)致回轉(zhuǎn)大齒圈與減速器輸出小齒輪錯位嚙合，減速器輸出小齒輪斷齒頻繁，并損壞回轉(zhuǎn)主齒輪齒面。

結(jié)構(gòu)整體晃動過大

回轉(zhuǎn)裝置由回轉(zhuǎn)支承和回轉(zhuǎn)傳動裝置兩大部分組成。DQL800/1250.30 的回轉(zhuǎn)支承采用圓錐滾柱支承，配有定心輪導(dǎo)向裝置和垂直反輪防傾翻裝置。垂直反輪防傾翻裝置安裝時要求與軌道之間的間隙不超過 5 mm，一般調(diào)整為 3 ~ 5 mm。如果間隙過大，就會造成回轉(zhuǎn)時回轉(zhuǎn)鋼結(jié)構(gòu)整體晃動過大，導(dǎo)致圓錐滾柱經(jīng)常損壞和垂直反輪防傾翻裝置開裂，只能停機更換圓錐滾柱或補焊加固垂直反輪防傾翻裝置，從而影響正常生產(chǎn)。

原因：圓錐滾柱長年疲勞磨損程度不一，使它們的大小直徑不一致；圓錐滾柱支承軌道面磨損不一致，出現(xiàn)高低不平；垂直反輪防傾翻裝置開裂頻繁，致使間隙過大約 10 mm。

定心輪過載

回轉(zhuǎn)時，回轉(zhuǎn)裝置中的定心輪固定鋼結(jié)構(gòu)架變形，伴有異音；回轉(zhuǎn)角度在約 30°時，出現(xiàn)爬行現(xiàn)象。定心輪過載，給正常操作帶來很多不便，經(jīng)常造成斗輪旋轉(zhuǎn)壓停，引發(fā)斗輪裝置故障，被迫停機。

原因：回轉(zhuǎn)定心滾道磨損嚴重，出現(xiàn)類似橢圓形，出現(xiàn)回轉(zhuǎn)時定心輪過載現(xiàn)象。

改造實施

調(diào)整接地力

針對因接地壓力增大而造成的回轉(zhuǎn)時回轉(zhuǎn)機構(gòu)整體后挫力過大、定心輪和垂直反輪防傾翻裝置損壞問題，利用稱重吊車稱出堆取料機頭部斗輪裝置中心位置的接地力，邊添加變幅機構(gòu)配重邊稱量，直至滿足平衡鋼繩的受力較小并且力的變化也較小，同時滿足整機重心位置的變化要求，從而有效保證堆取料機回轉(zhuǎn)中心位置及整機運行正常、平穩(wěn)。

配重調(diào)整不是簡單的增加或減少配重量，稍有不慎，就會影響到設(shè)備整體的性能、安全等多方面的問題。配重量過小會導(dǎo)致變幅機構(gòu)的鋼絲繩、驅(qū)動裝置過載，回轉(zhuǎn)以上部分重心前移；過大會使變幅機構(gòu)后仰發(fā)生傾翻[2]。經(jīng)查閱手冊、精確計算，在確保鋼絲繩、驅(qū)動功率、支撐能夠滿足的情況下，經(jīng)過多次添、減配重—稱量—運行—檢測，確定接地力最佳值，使設(shè)備運行狀況良好。

改造驅(qū)動裝置

從回轉(zhuǎn)驅(qū)動定位原理來看，回轉(zhuǎn)減速機僅有軸向定位，而徑向定位通過調(diào)整套在減速機上的上、下定位環(huán)與固定減速機的鋼結(jié)構(gòu)架之間位置來調(diào)整小齒輪與大齒圈之間齒頂間隙。調(diào)整后，將上、下定位環(huán)與固定減速機的鋼結(jié)構(gòu)架焊死，保證調(diào)好的間隙，保證焊完后不錯位，以滿足小齒輪與大齒圈之間齒頂間隙的要求。因此，上、下定位環(huán)的焊接是保證齒頂間隙的重要工序，也是保證回轉(zhuǎn)穩(wěn)定運行的主要條件。根據(jù)磨損、腐蝕情況，加固了回轉(zhuǎn)減速機支架，增加其連接強度，更換回轉(zhuǎn)減速機上、下定位環(huán)。在焊接上、下定位環(huán)時，采取上、下定位環(huán)同時焊接，避免連續(xù)焊接，焊縫弧長約 30 mm 時停止焊接等措施，避免焊接產(chǎn)生的集中應(yīng)力而導(dǎo)致焊接變形。

根據(jù)分析，在回轉(zhuǎn)傳動鏈中，電動機—減速機之間的聯(lián)接屬于成本最低且最易于更換的部件，回轉(zhuǎn)減速機成本較高；回轉(zhuǎn)支承不僅成本高，而且屬于無法更換部件；回轉(zhuǎn)小齒輪雖然成本低，但其制造精度、硬度都要比回轉(zhuǎn)支承上的齒圈高出許多，不易損壞。為了保證維修成本最低，改造中在電機減速機間增加薄弱環(huán)節(jié)，即將電動機—減速機的聯(lián)接改為安全聯(lián)軸器。

更換回轉(zhuǎn)支承

針對回轉(zhuǎn)時回轉(zhuǎn)鋼結(jié)構(gòu)整體晃動過大，在調(diào)整好接地壓力，保證回轉(zhuǎn)中心位置的情況下，(1) 定制圓錐滾柱和圓錐滾柱支承軌道、定心輪和垂直反輪防傾翻裝置等新備件，提高其技術(shù)要求，在原來基礎(chǔ)上，增強其強度、耐磨性及承載能力；(2) 全部更換圓錐滾柱和圓錐滾柱支承軌道，保證回轉(zhuǎn)精度；(3) 全部更換定心輪和垂直反輪防傾翻裝置，由原來各四套增加為六套，并調(diào)整間隙為 3 ~ 5 mm。

改造回轉(zhuǎn)定心滾道

由于更換回轉(zhuǎn)定心滾道難度太大，工期較長。經(jīng)過反復(fù)測量、繪圖、模擬、論證，最后決定對回轉(zhuǎn)定心滾道進行改造。安裝時首先拆除定心輪裝置，在所留空間內(nèi)組裝略小的新環(huán)形滾道，在新舊滾道之間的預(yù)留縫隙中，填滿填實楔形鋼片，組裝調(diào)整后，配鉆連接孔和定位孔并用螺栓緊固。最后將新環(huán)形滾道與原定心滾道焊接為一體，并修磨表面，使其幾何尺寸與弧面及平面相同；調(diào)整安裝定心輪裝置，使定心輪與新環(huán)形滾道弧面間隙在 4 ~ 6 mm 之間。解決回轉(zhuǎn)時定心輪過載問題。

改造效果

針對該堆取料機安裝及使用中出現(xiàn)的問題和缺陷，結(jié)合現(xiàn)場實際狀況，對該堆取料機回轉(zhuǎn)部分進行了改造。嚴格控制制造、安裝質(zhì)量，對各機構(gòu)缺陷逐一排除。設(shè)備改造后運行至今，堆取料機整體運行安全穩(wěn)定，工作效率、設(shè)備性能明顯提高，為企業(yè)的安全生產(chǎn)、節(jié)能降耗做出了貢獻。

消除了因堆取料機回轉(zhuǎn)故障影響生產(chǎn)的事故發(fā)生，杜絕了長時間停機影響焦爐用煤問題，有效保證了焦爐生產(chǎn)，取得了較好的經(jīng)濟效益。

避免了因堆取料機回轉(zhuǎn)故障影響皮帶系統(tǒng)運行，采用汽車等機械倒運煉焦用煤現(xiàn)象。

這次改造盡可能利用現(xiàn)有設(shè)備，降低改造成本。

改造后大幅度降低日常維護費用及材料、備件消耗。

以往年費用發(fā)生情況為依據(jù)，每年減少備件費近 30 萬元、材料費 5 萬元、人工及大型機具費 7 萬元，合計 42 萬元。

[1] 趙業(yè)明，水聲文，韓學(xué)祥.備煤工藝與設(shè)備.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005

Stacker-Reclaimers Rotary Fault and the Solving Methods

LI Jian-ming, GUO Hai-tao, FU Hai-bin, GUO Xue-song,ZHANG Jian-hui

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安陽鋼鐵股份有限公司，河南 安陽 455004

李建明，助理工程師，聯(lián)系地址：455004河南省安陽市安陽鋼鐵股份有限公司焦化廠，E–mail：491252041@qq.com