環(huán)冷機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介及跑偏故障分析

張 超 劉 霞 朱紹峰 吳明杭 滕海燕

(山東萊蕪煤礦機(jī)械有限公司 山東萊蕪271199)

1 前言

環(huán)冷機(jī)是環(huán)式冷卻機(jī)簡(jiǎn)稱，作用是有效冷卻從燒結(jié)機(jī)卸下的燒結(jié)熱礦。與帶冷機(jī)相比，環(huán)冷機(jī)具有占地面積少、投資省、設(shè)備利用率高等優(yōu)點(diǎn)。但是由于環(huán)冷機(jī)臺(tái)車(chē)為圓周運(yùn)動(dòng)，且回轉(zhuǎn)半徑大，所以其運(yùn)動(dòng)規(guī)律較之帶冷機(jī)臺(tái)車(chē)的直線運(yùn)動(dòng)復(fù)雜，在運(yùn)行過(guò)程中極易發(fā)生臺(tái)車(chē)跑偏現(xiàn)象，導(dǎo)致臺(tái)車(chē)輪緣啃咬鋼軌邊，臺(tái)車(chē)體擠壓磨損密封橡膠皮，電機(jī)電流升高等故障發(fā)生。這些現(xiàn)象的存在嚴(yán)重威脅到環(huán)冷機(jī)的正常運(yùn)行及燒結(jié)礦的冷卻效果。在某鋼鐵廠，臺(tái)車(chē)跑偏導(dǎo)致臺(tái)車(chē)與風(fēng)箱之間的動(dòng)密封橡膠皮被跑偏的臺(tái)車(chē)擠掉，由密封效果降低而造成成品冷卻礦產(chǎn)量下降，經(jīng)濟(jì)損失嚴(yán)重，在檢修更換大量密封橡膠皮過(guò)程中，耗費(fèi)大量的財(cái)力人力和時(shí)間。所以查找分析臺(tái)車(chē)跑偏原因，并針對(duì)跑偏進(jìn)行檢測(cè)和糾正，在鋼鐵廠生產(chǎn)實(shí)踐顯得極為重要。

2 結(jié)構(gòu)及工作原理

2．1 主要結(jié)構(gòu)及設(shè)備

環(huán)冷機(jī)由驅(qū)動(dòng)裝置、回轉(zhuǎn)框架、臺(tái)車(chē)、內(nèi)外水平軌道及曲軌、托輥、側(cè)軌、冷卻風(fēng)機(jī)、密封裝置、集氣罩、煙囪等部分組成，其主要結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。

2．2 工作原理

環(huán)冷機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置由兩套互成162°的傳動(dòng)系統(tǒng)組成。每個(gè)系統(tǒng)都由電機(jī)、減速機(jī)、主動(dòng)摩擦輪、被動(dòng)摩擦輪組成。其特點(diǎn)是兩套系統(tǒng)完全相同，以提供相同的動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)。兩套系統(tǒng)都是懸掛在固定的門(mén)形框架上的，整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)可以繞門(mén)形框架上的軸產(chǎn)生少量轉(zhuǎn)動(dòng)以吸收回轉(zhuǎn)框架運(yùn)行過(guò)程中的震動(dòng)。用螺釘聯(lián)接在回轉(zhuǎn)框架上的摩擦板在摩擦輪的帶動(dòng)下可繞內(nèi)、外水平軌道作圓周運(yùn)動(dòng)。環(huán)冷機(jī)的臺(tái)車(chē)體是用鉸鏈連接在回轉(zhuǎn)框架上的，臺(tái)車(chē)體在受料區(qū)域接受從給礦漏斗卸下的熾熱的燒結(jié)礦后，隨回轉(zhuǎn)框架沿水平圓形軌道做圓周運(yùn)動(dòng)。在卸礦區(qū)，水平圓形軌道改為向下彎曲的曲軌，裝滿燒結(jié)礦的臺(tái)車(chē)體底板隨曲軌軌跡傾斜，將冷卻的燒結(jié)礦從排料斗卸出，完成一個(gè)循環(huán)。卸礦區(qū)域見(jiàn)圖2所示。

圖1 環(huán)冷機(jī)結(jié)構(gòu)圖

圖2 卸礦示意圖

3 跑偏原因及調(diào)整辦法

環(huán)冷機(jī)跑偏是指回轉(zhuǎn)框架?chē)@設(shè)計(jì)的環(huán)冷機(jī)中心做圓周運(yùn)動(dòng)，而出現(xiàn)臺(tái)車(chē)輪緣啃咬鋼軌邊、側(cè)軌過(guò)度受力、臺(tái)車(chē)掉道等異?，F(xiàn)象。圖3為內(nèi)外水平環(huán)形軌及臺(tái)車(chē)輪示意圖。通過(guò)對(duì)圖紙的研究、消化及環(huán)冷機(jī)運(yùn)行狀況的分析，環(huán)冷機(jī)跑偏原因總結(jié)為以下幾點(diǎn):

3．1 內(nèi)、外水平環(huán)形軌道不圓

當(dāng)環(huán)冷機(jī)出現(xiàn)跑偏現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)首先考慮內(nèi)外水平圓形軌道的圓度。環(huán)冷機(jī)臺(tái)車(chē)的運(yùn)行軌跡是依附于水平圓形軌道的，當(dāng)內(nèi)、外水平圓形軌道局部圓度不夠時(shí)，即使臺(tái)車(chē)作標(biāo)準(zhǔn)的圓周運(yùn)動(dòng)，當(dāng)臺(tái)車(chē)運(yùn)行至軌道的不圓部分，臺(tái)車(chē)輪的邊緣與軌道就會(huì)出現(xiàn)干涉現(xiàn)象，影響臺(tái)車(chē)的正常運(yùn)行。內(nèi)外水平圓形軌道不圓是較容易測(cè)量的，出現(xiàn)這一現(xiàn)象后，將設(shè)備停機(jī)，將所有密封罩及臺(tái)車(chē)拆除，以作為安裝中心點(diǎn)的中心柱作為圓心基準(zhǔn)，測(cè)量?jī)?nèi)外水平圓形軌道的圓度，如軌道的圓度偏差較大，需要將水平圓形軌道松開(kāi)重新整形，整形可借助千斤頂，千斤頂不能整形的就需要卸下用卷板機(jī)過(guò)彎整形，直至達(dá)到使用要求為止。

圖3 內(nèi)、外水平環(huán)形軌及臺(tái)車(chē)輪

3．2 內(nèi)、外水平環(huán)形軌道不同心

每個(gè)臺(tái)車(chē)的內(nèi)外行走輪之間的輪距是一定的，它們分別在內(nèi)、外軌道上滾動(dòng)。如果內(nèi)、外水平環(huán)形軌道不同心，那么勢(shì)必造成兩軌道環(huán)之間的距離不一致，導(dǎo)致軌道環(huán)有的地方大，有的地方小。臺(tái)車(chē)運(yùn)行到間距小的地方臺(tái)車(chē)輪勢(shì)必?cái)D軌道，臺(tái)車(chē)運(yùn)行到間距大的地方臺(tái)車(chē)輪可能掉下軌道。當(dāng)此項(xiàng)因素作為檢測(cè)整改點(diǎn)時(shí)，可以制作卡規(guī)，卡規(guī)的距離等于兩軌道環(huán)標(biāo)準(zhǔn)距離，當(dāng)檢測(cè)到誤差超差≥±6mm時(shí)，就需要調(diào)整環(huán)形軌道。調(diào)整時(shí)防止出現(xiàn)基準(zhǔn)不統(tǒng)一，也需要把所有干涉物拆除，以中心柱為中心點(diǎn)測(cè)量?jī)?nèi)環(huán)和外環(huán)，找出沒(méi)有發(fā)生偏移的內(nèi)環(huán)或者外環(huán)，作為基準(zhǔn)環(huán)，按此基準(zhǔn)環(huán)為基準(zhǔn)來(lái)對(duì)不同心的圓環(huán)來(lái)糾偏。

3．3 側(cè)軌安裝誤差

圖4為側(cè)軌及回轉(zhuǎn)框架示意圖。側(cè)軌是環(huán)冷機(jī)的重要組成部分，其功能是在一定間隙范圍內(nèi)強(qiáng)制回轉(zhuǎn)框架作作圓周運(yùn)動(dòng)，在安裝時(shí)側(cè)軌和其接觸的側(cè)軌輪間隙為1～5mm。側(cè)軌安裝誤差造成的臺(tái)車(chē)跑偏可分為兩部分:一是側(cè)軌圓度超差，當(dāng)側(cè)軌局部圓度超差時(shí)，比如是側(cè)軌外凸，側(cè)軌就會(huì)將回轉(zhuǎn)框架向外面頂，直接導(dǎo)致此處的臺(tái)車(chē)輪沿啃咬水平環(huán)軌;另一個(gè)因素是側(cè)軌和內(nèi)外水平環(huán)軌不同心，當(dāng)出現(xiàn)此問(wèn)題時(shí)，側(cè)軌同樣會(huì)頂著臺(tái)車(chē)作不規(guī)格運(yùn)動(dòng)。因?yàn)閭?cè)軌這部分相對(duì)獨(dú)立，后期變形出現(xiàn)這兩個(gè)因素的可能性不大，一般都是安裝造成的。因?yàn)閭?cè)軌位于環(huán)冷機(jī)最內(nèi)側(cè)，對(duì)于側(cè)軌超差的檢測(cè)和整改相對(duì)容易，在環(huán)冷機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，可以根據(jù)回轉(zhuǎn)框架上的輥輪和側(cè)軌的接觸壓痕檢測(cè)。當(dāng)發(fā)現(xiàn)壓痕明顯時(shí)，在排除掉水平環(huán)形軌道的問(wèn)題后，可以判定是側(cè)軌的問(wèn)題。

圖4 側(cè)軌及回轉(zhuǎn)框架

3．4 摩擦輪的軸線不經(jīng)過(guò)內(nèi)、外水平圓形軌道的圓心

環(huán)冷機(jī)臺(tái)車(chē)的運(yùn)動(dòng)是靠摩擦輪帶動(dòng)回轉(zhuǎn)框架來(lái)實(shí)現(xiàn)的。回轉(zhuǎn)框架上的摩擦板在與摩擦輪接觸處的速度方向(即摩擦輪在該處的切線)與摩擦輪軸線垂直，當(dāng)摩擦輪軸線通過(guò)內(nèi)、外水平圓形軌道的圓心時(shí)，則臺(tái)車(chē)的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)是繞該圓心進(jìn)行的，否則圓周運(yùn)動(dòng)圓心和固定圓心不重合，此時(shí)即存在跑偏現(xiàn)象。調(diào)整摩擦輪安裝位置，使其軸線通過(guò)內(nèi)、外水平圓形軌道的圓心即可修正上述原因造成的跑偏。然而，因?yàn)榄h(huán)冷機(jī)回轉(zhuǎn)半徑大，且摩擦輪與理論圓心之間距離大、障礙物多，故無(wú)法按測(cè)量和理論數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整，只能根據(jù)實(shí)際運(yùn)行方向與理想運(yùn)行方向的偏差進(jìn)行調(diào)整，邊調(diào)整邊觀察，直至達(dá)到理想運(yùn)行狀態(tài)。

3．5 兩個(gè)摩擦輪與摩擦板的接觸位置不一致

回轉(zhuǎn)框架的回轉(zhuǎn)速度大小由摩擦輪的回轉(zhuǎn)角速度X和接觸處的回轉(zhuǎn)半徑r決定，即:V=X·r。因?yàn)榄h(huán)冷機(jī)兩套傳動(dòng)系統(tǒng)完全一樣，故摩擦輪的角速度一樣，而半徑r隨著接觸點(diǎn)不同而變化。當(dāng)兩套摩擦輪的接觸點(diǎn)r不同時(shí)，兩套傳動(dòng)系統(tǒng)提供給摩擦板的速度不一致，必然造成回轉(zhuǎn)框架的轉(zhuǎn)動(dòng)偏離環(huán)冷機(jī)中心造成臺(tái)車(chē)跑偏。因?yàn)槟Σ涟迨羌庸ぜ叽鐦?biāo)準(zhǔn)，所以在檢測(cè)時(shí)，在上訴因素都排除掉后，測(cè)量摩擦板的外沿點(diǎn)到兩個(gè)摩擦輪的接觸點(diǎn)的距離，如超差≥±4mm時(shí)，需重新調(diào)整摩擦輪的接觸位置。調(diào)整時(shí)可以將傳動(dòng)框架與地基連接螺栓拆開(kāi)，調(diào)整回轉(zhuǎn)框架的位置來(lái)達(dá)到調(diào)整摩擦輪的效果。

3．6 定位塊定位位置發(fā)生偏差

臺(tái)車(chē)作規(guī)則的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，除了有水平環(huán)形軌道，側(cè)軌的軌跡牽引外，在回轉(zhuǎn)框架上焊接了鋼板構(gòu)成了V型槽，同時(shí)在臺(tái)車(chē)上焊接了V型定位塊，環(huán)冷機(jī)工作時(shí)，臺(tái)車(chē)上的V型定位塊插到回轉(zhuǎn)框架上的V型槽中，這樣，臺(tái)車(chē)運(yùn)行過(guò)程中，只要回轉(zhuǎn)框架作規(guī)則的圓周運(yùn)動(dòng)，回轉(zhuǎn)框架通過(guò)定位塊來(lái)制約臺(tái)車(chē)也做規(guī)則的圓周運(yùn)動(dòng)，限制臺(tái)車(chē)尾部的擺動(dòng)。但是由于V型塊和V型槽是焊接在毛坯上的，焊接位置難免有所偏差，這樣V型定位塊會(huì)強(qiáng)制臺(tái)車(chē)作偏移運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致臺(tái)車(chē)跑偏。當(dāng)出現(xiàn)此類問(wèn)題時(shí)，應(yīng)根據(jù)臺(tái)車(chē)車(chē)輪輪沿和水平環(huán)形軌道的磨損情況來(lái)調(diào)整，如根據(jù)磨損痕跡判定臺(tái)車(chē)向外偏移，則將臺(tái)車(chē)上的V型定位塊割下向相反的方向定位焊接，這樣就能解決因定位塊焊接位置不符導(dǎo)致的臺(tái)車(chē)跑偏。圖5為V型定位槽及定位塊示意圖。

圖5 V型定位槽及定位塊

4 結(jié)語(yǔ)

當(dāng)出現(xiàn)臺(tái)車(chē)跑偏現(xiàn)象后，不能嫌麻煩和費(fèi)時(shí)而簡(jiǎn)單處理了之，應(yīng)根據(jù)上述臺(tái)車(chē)跑偏的因素，并結(jié)合由易到難、由根本到全面相對(duì)順序來(lái)逐一排查。比如說(shuō)臺(tái)車(chē)跑偏后，應(yīng)首先超找內(nèi)外水平環(huán)形軌道的圓度是否超差，再就是內(nèi)外水平環(huán)軌是否同心。這兩個(gè)因素是根本，也是臺(tái)車(chē)運(yùn)行軌跡的基準(zhǔn)。當(dāng)這兩個(gè)因素排除掉后，再考慮側(cè)軌的問(wèn)題，再就是摩擦輪的問(wèn)題，再就是臺(tái)車(chē)和回轉(zhuǎn)框架擋塊的問(wèn)題。因?yàn)閷?dǎo)致臺(tái)車(chē)跑偏的原因不外乎這些，所以當(dāng)這些都查找完并整改完后，臺(tái)車(chē)跑偏也就解決了。

某企業(yè)臺(tái)車(chē)跑偏一直困擾著該企業(yè)，2012年10月，該企業(yè)停產(chǎn)檢修半月，利用此間隙，公司派出工程技術(shù)人員和專業(yè)安裝人員對(duì)此問(wèn)題徹底整改。經(jīng)過(guò)逐一測(cè)量排查，最后發(fā)現(xiàn)臺(tái)車(chē)與回轉(zhuǎn)框架件間的定位塊，焊接不牢固且長(zhǎng)期受到擠壓掉下來(lái)了，數(shù)量有三分之一多，經(jīng)過(guò)重新制作焊接，臺(tái)車(chē)跑偏得到徹底解決。

［1］燒結(jié)設(shè)汁手冊(cè)編寫(xiě)組主編．燒結(jié)設(shè)計(jì)手冊(cè)［M］．北京:冶金工業(yè)出版社，2005年．