6000T/H懸臂取料機(jī)配重上改向滾筒改造

王敏剛，馬光輝

（神華黃驊港務(wù)公司，河北 滄州 061113）

6000T/H懸臂取料機(jī)配重上改向滾筒改造

王敏剛，馬光輝

（神華黃驊港務(wù)公司，河北 滄州 061113）

為了降低原取料機(jī)配重上改向滾筒故障率，提高生產(chǎn)效率，特提出此改造方案，該改造方案包括：將原來(lái)配重滾筒軸由原來(lái)Φ100mm加粗至Φ140mm；將原來(lái)鎖緊軸承方式改為熱裝軸承方式，并將軸承和軸承座增大。改造后的設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定無(wú)任何故障，達(dá)到并超過(guò)了預(yù)期效果，在港口生產(chǎn)中起到了關(guān)鍵作用。

6000 t/h懸臂取料機(jī)；改向滾筒；軸承

近年來(lái)，我部所屬的兩臺(tái)6000T/H懸臂取料機(jī)和一臺(tái)堆取料機(jī)，在作業(yè)過(guò)程中，配重上改向滾筒頻繁出現(xiàn)竄軸、軸承、鎖緊套損壞發(fā)熱甚至引起軸承座著火的事故。經(jīng)過(guò)在現(xiàn)場(chǎng)打開(kāi)軸承座上蓋后發(fā)現(xiàn)，軸承鎖緊套上鎖母已經(jīng)完全脫落，軸承保持架損壞，滾珠已經(jīng)竄出，更有嚴(yán)重者滾筒軸由原來(lái)的Φ100mm磨損到只剩Φ80mm左右了。后經(jīng)過(guò)更換鎖緊套或者更換新滾筒后恢復(fù)正常作業(yè)，但仍給我部的生產(chǎn)帶來(lái)設(shè)備安全和火災(zāi)隱患。到目前為止，R1、R3懸臂取料機(jī)和S/R堆取料機(jī)配重上改向滾筒每年都會(huì)發(fā)生2～3次軸承竄軸故障，軸承座發(fā)熱或者起火事故，而且隨著R1、R3懸臂取料機(jī)和S/R堆取料機(jī)作業(yè)量的不斷增加，其危險(xiǎn)程度也將增大，因此，盡快解決這一問(wèn)題已是迫在眉睫。

1 原因分析

懸臂取料機(jī)配重上改向滾筒主要承受配重的質(zhì)量和懸臂皮帶啟動(dòng)時(shí)皮帶所帶來(lái)的摩擦力，配重的重量約為16.5 T。配重上改向滾筒軸徑為Φ100mm，滾筒軸承為鎖緊形式，其型號(hào)為22222K，鎖緊套型號(hào)為H322，滾筒圖如圖1所示。使用部位為懸臂取料機(jī)懸臂皮帶配重上方的前、后改向滾筒，如圖2所示。

圖1 原配重改向滾筒圖

圖2 取料機(jī)懸皮滾筒分布圖

我們首先對(duì)滾筒軸承受力進(jìn)行分析。滾動(dòng)軸承在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，可能出現(xiàn)各種類型的失效形式，但是套圈和滾動(dòng)體表面的疲勞點(diǎn)蝕是滾動(dòng)軸承的一種最基本和常見(jiàn)的失效形式，也是通常作為滾動(dòng)軸承壽命計(jì)算的依據(jù)。軸承發(fā)生點(diǎn)蝕破壞后，在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)通常會(huì)出現(xiàn)較強(qiáng)的振動(dòng)、噪聲和發(fā)熱現(xiàn)象。

滾動(dòng)軸承的壽命是指軸承的滾動(dòng)體或套圈首次出現(xiàn)點(diǎn)蝕之前，軸承的轉(zhuǎn)數(shù)或相應(yīng)的運(yùn)轉(zhuǎn)小時(shí)數(shù)。滾動(dòng)軸承的承載能力計(jì)算主要是指軸承的壽命計(jì)算。該軸承損傷部位呈現(xiàn)出較明顯的疲勞斷裂特征，在斷裂表面外部有較舊的斷裂面，而中心區(qū)域?yàn)樾碌臄嗔衙?，即瞬斷面。根?jù)這些現(xiàn)象，以及該軸承的實(shí)際工況及受力情況，我們初步分析該軸承可能存在強(qiáng)度偏低的問(wèn)題，并對(duì)該軸進(jìn)行力學(xué)分析，如圖3所示。

圖3 配重滾筒軸徑受力分析圖

在正?？蛰d時(shí)，其力學(xué)計(jì)算如下：

已知：懸臂取料機(jī)懸皮電機(jī)功率P=315 kW

電機(jī)轉(zhuǎn)速為：W=990 r/min

皮帶帶速為：V=4.8m/s

最大俯仰角度為：α=±12°

根據(jù)：P=FV可得：F=P/V

又可知懸皮配重G=16.5 T

而且滾筒軸承轉(zhuǎn)速很快，啟動(dòng)時(shí)沖擊比較大，故選軸承靜強(qiáng)度安全系數(shù)S0=1.8，則可得額定靜載荷為：F合×S0=246×1.8=442 kN，根據(jù)手冊(cè)可知，原軸承22222K的額定動(dòng)載荷為490 kN，額定靜載荷為640kN。故在正常空載轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)滾筒軸承是滿足要求的。

由手冊(cè)克制，額定動(dòng)載荷Cr=490 kN，額定靜載荷Cor=640 kN，則取料機(jī)正常工作時(shí)配重滾筒受力力學(xué)計(jì)算如下，根據(jù)上面已經(jīng)計(jì)算得知：

懸皮配重G=16.5 T

又可知正常工作時(shí)懸皮上煤的重量大約為：30 T

而且滾筒軸承轉(zhuǎn)速很快，啟動(dòng)時(shí)沖擊比較大，故選軸承靜強(qiáng)度安全系數(shù)S0=1.8，則可得F合×S0= 712×1.8=12 816 kN，根據(jù)手冊(cè)可知，原軸承22222K的額定動(dòng)載荷為490 kN，額定靜載荷為640 kN。故F合×S0=12 816 kN>640 kN，在正常作業(yè)滿載轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，滾筒軸承是不滿足要求的。

經(jīng)過(guò)上面計(jì)算得知滾筒軸偏細(xì)，導(dǎo)致軸承和鎖緊套較小，不能承受由配重引起的沖擊載荷，導(dǎo)致軸承壽命降低，時(shí)間一長(zhǎng)就會(huì)導(dǎo)致竄軸、軸承、鎖緊套損壞、軸承座體發(fā)熱甚至引起火災(zāi)等事故。

2 改造方案

當(dāng)事故發(fā)生后，我部技術(shù)人員認(rèn)真分析原因，仔細(xì)查閱相關(guān)圖紙資料，并多次到現(xiàn)場(chǎng)查看情況，并根據(jù)上面計(jì)算分析結(jié)果，最后決定對(duì)R1、R3配重上改向滾筒進(jìn)行技術(shù)改造，具體方案為：保持原來(lái)的中心距不變，將滾筒軸徑由原來(lái)的Φ100mm改為Φ140mm，鎖緊套去掉不用，同時(shí)軸承也由原來(lái)的22222CAK改變?yōu)闊嵫b軸承22228CC/W33，軸承座改為熱裝軸承的軸承座并且眼距由原來(lái)的長(zhǎng)350mm，寬70mm改為長(zhǎng)420 mm，寬80 mm。經(jīng)過(guò)計(jì)算可知，軸承22228 CC/W33滿足取料機(jī)沖擊載荷和靜載荷要求。改造后的滾筒如圖4所示。

圖4 改造后的滾筒

3 施工方案

首先，將R1/R3開(kāi)到堆場(chǎng)最東端錨固位置，大機(jī)錨固，并把回轉(zhuǎn)也錨固好，拉R1/R3懸皮的急停拉繩，并得到R1/R3司機(jī)的確認(rèn)。然后，拆除配重上改向滾筒兩邊的罩子和妨礙施工的附屬設(shè)施。用四個(gè)3噸導(dǎo)鏈將R1/R3的配重打起，將滾筒的緊固螺栓松開(kāi)，接著將滾筒軸承座的一側(cè)的調(diào)節(jié)螺栓松開(kāi)。

用2噸導(dǎo)鏈將皮帶拉離滾筒，用導(dǎo)鏈、鋼絲繩、吊車共同配合將舊滾筒卸下，然后量新滾筒軸承座中心距和固定螺孔距離位置，重新在固定軸承座的臂架梁上打孔。用吊車將新的滾筒吊到滾筒位置。在用導(dǎo)鏈、和鋼絲繩與吊車配合將滾筒安裝的滾筒位置。接著緊固滾筒軸承座的調(diào)節(jié)螺栓。

緊固滾筒軸承座的緊固螺栓，并先不擰緊，先用塞尺測(cè)量滾筒軸承座的迷宮間隙是否滿足標(biāo)準(zhǔn)。然后待調(diào)整完成后，將滾筒軸承座的緊固螺栓擰緊。接著將滾筒打油，并將打配重的導(dǎo)鏈松開(kāi)，恢復(fù)R1、R3的急停拉繩，并得到確認(rèn)。最后試車、觀察滾筒兩端軸承座的溫度。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)此次改造解決了設(shè)備的重大安全隱患，年效益約27萬(wàn)元，在施工過(guò)程中，未發(fā)生任何問(wèn)題，比計(jì)劃提前1天完成，且竣工資料完整，非常符合要求，改造驗(yàn)收一次性成功，改造后的設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定無(wú)任何故障，達(dá)到并超過(guò)了預(yù)期，在港口生產(chǎn)中起到了關(guān)鍵作用。

[1]陸海龍.斗輪堆取料機(jī)改向滾筒的改進(jìn)[A].廣西：廣西電機(jī)工程學(xué)會(huì)第九屆青年學(xué)術(shù)論壇論文集[C]，2006.

[2]秦保新，李 剛，李奉生.堆料機(jī)受料皮帶機(jī)配重設(shè)計(jì)及使用[J].設(shè)備管理與維修,2011,（S1）：191-194.

[3]聞邦椿.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010.

6000T/H Cantilever reclaimed Counter-Weighton TurnaboutDrum Transformation

WANGMin-gang，MA Guang-hui
（Shenhua Huanghua Port Liability Company，Cangzhou Hebei 061113，China）

The cantilever reclaimed counter-weight to the roller shaft and a bearing on themodification scheme,this scheme includes:the original counterweight cylinder shaft fromΦ100 mm to 140 mm diameter;Not only the original locking bearing toheat load bearing,butalso the bearing and thebearing seat increases.

6000t/h cantilever reclaimed；change drum；Bearing

TH237

B

1672-545X（2013）03-0265-02

2012-12-09

王敏剛（1983—），男，河北滄州人，工程師，碩士學(xué)位，主要研究港口大型設(shè)備維修保養(yǎng)工作。