燒結(jié)鼓風(fēng)環(huán)式冷卻機(jī)的跑偏及調(diào)整方法

路偉 婁晶朱曉峰

（1.邯鋼集團(tuán)邯寶有限公司煉鐵廠,河北邯鄲 056000;2.邯寶煉鐵廠生產(chǎn)技術(shù)室，河北邯鄲 056000;3.邯鋼原料部原料科，河北邯鄲 056000)

燒結(jié)鼓風(fēng)環(huán)式冷卻機(jī)的跑偏及調(diào)整方法

路偉1婁晶2朱曉峰3

（1.邯鋼集團(tuán)邯寶有限公司煉鐵廠,河北邯鄲 056000;2.邯寶煉鐵廠生產(chǎn)技術(shù)室，河北邯鄲 056000;3.邯鋼原料部原料科，河北邯鄲 056000)

針對(duì)燒結(jié)環(huán)冷機(jī)環(huán)冷機(jī)廻轉(zhuǎn)框架的運(yùn)轉(zhuǎn)中心與設(shè)計(jì)的廻轉(zhuǎn)中心偏差較大（即跑偏)，而導(dǎo)致的側(cè)軌受力過度、臺(tái)車輪緣啃咬道軌、臺(tái)車脫離軌道等現(xiàn)象進(jìn)行了詳細(xì)的分析。以邯鋼邯寶煉鐵廠燒結(jié)用415 m2環(huán)冷機(jī)跑偏調(diào)整為例，論述了對(duì)幾種常見的跑偏的調(diào)整方法。

燒結(jié) 環(huán)冷機(jī) 廻轉(zhuǎn)框架 摩擦輪 偏差 調(diào)整

1 引言

環(huán)冷機(jī)是鼓風(fēng)式環(huán)式冷卻機(jī)的簡(jiǎn)稱，用于配套煉鐵廠燒結(jié)設(shè)備，作用是冷卻從燒結(jié)機(jī)下來的燒結(jié)礦。邯鋼邯寶煉鐵廠燒結(jié)車間的415 m2環(huán)冷機(jī)由72部臺(tái)車組成，在24組側(cè)擋輪的牽引下，圍繞內(nèi)側(cè)水平側(cè)軌做圓周運(yùn)動(dòng)，平均機(jī)速下運(yùn)轉(zhuǎn)一周約1.6 h。在運(yùn)行一年半之后，由于受環(huán)冷余熱發(fā)電的影響，導(dǎo)致了廻轉(zhuǎn)框架的局部嚴(yán)重變形[1]，環(huán)冷機(jī)臺(tái)車輪出現(xiàn)了在個(gè)別位置啃軌的現(xiàn)象。針對(duì)這一問題，進(jìn)行了環(huán)冷機(jī)跑偏的調(diào)整，并取得了理想的效果?，F(xiàn)以調(diào)整過程中考慮到的因素以及遇到的問題為例，對(duì)幾種常見的跑偏產(chǎn)生的原因及調(diào)整方法進(jìn)行了分析。

2 環(huán)冷機(jī)跑偏的原因

2.1 內(nèi)、外側(cè)水平軌道以及水平側(cè)軌不圓

每部臺(tái)車由關(guān)節(jié)軸承鉸接到廻轉(zhuǎn)框架上的三角梁上，同時(shí)，廻轉(zhuǎn)框架以所有臺(tái)車為支承，在兩側(cè)摩擦輪的驅(qū)動(dòng)力作用下，整體以內(nèi)、外水平軌為基準(zhǔn)做圓周運(yùn)動(dòng)。該運(yùn)動(dòng)是在內(nèi)側(cè)擋輪與水平側(cè)軌的牽引作用下進(jìn)行的，故水平軌和側(cè)軌的圓度將直接影響整個(gè)環(huán)冷機(jī)的運(yùn)行狀況，也是環(huán)冷機(jī)跑偏的重要原因之一。

2.2 廻轉(zhuǎn)框架變形

廻轉(zhuǎn)框架是環(huán)冷機(jī)的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，也是使環(huán)冷機(jī)臺(tái)車做圓周運(yùn)動(dòng)的基本保障，所有臺(tái)車是鉸接在廻轉(zhuǎn)框架上進(jìn)而固定為圓周的。同時(shí)，廻轉(zhuǎn)框架變形部位的臺(tái)車在軌道上運(yùn)行的軌跡會(huì)與其它臺(tái)車運(yùn)行軌跡不重合，嚴(yán)重時(shí)，廻轉(zhuǎn)框架變形部的臺(tái)車輪就可能擠壓內(nèi)、外圓形軌道，導(dǎo)致車輪受到較大的軸向力，容易造成臺(tái)車輪脫落，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使臺(tái)車整體變形[2]。

2.3 摩擦輪的軸線不通過內(nèi)、外側(cè)水平軌道的圓心[3]

環(huán)冷機(jī)臺(tái)車是靠?jī)蓚?cè)摩擦輪的摩擦力所產(chǎn)生的摩擦力矩來驅(qū)動(dòng)的，只有摩擦輪軸線通過內(nèi)、外水平圓形軌道的圓心，摩擦輪所產(chǎn)生的力矩才能驅(qū)動(dòng)環(huán)冷機(jī)做廻轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，否則，摩擦力矩就會(huì)在徑向產(chǎn)生分力，從而導(dǎo)致臺(tái)車跑偏。這也是環(huán)冷機(jī)跑偏的一個(gè)主要原因。

2.4 兩側(cè)摩擦輪與摩擦板的接觸位置不一致

兩側(cè)摩擦輪是分布在以廻轉(zhuǎn)中心為中心的同一圓周上的，即兩側(cè)摩擦輪相對(duì)于摩擦板的接觸位置相同，且驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的輸出轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩相等，從而使環(huán)冷機(jī)保持圓周運(yùn)動(dòng)。如果出現(xiàn)偏差，也就是兩套傳動(dòng)系統(tǒng)提供給摩擦輪的速度和摩擦力矩不相等，這種不平衡必然造成廻轉(zhuǎn)輪框架的轉(zhuǎn)動(dòng)偏離環(huán)冷機(jī)中心[4]。

2.5 兩側(cè)驅(qū)動(dòng)的被動(dòng)摩擦輪預(yù)緊力配置不合理[3]

由于環(huán)冷機(jī)特殊的驅(qū)動(dòng)方式和運(yùn)動(dòng)方式，兩側(cè)驅(qū)動(dòng)的被動(dòng)摩擦輪預(yù)緊力配置不合理，就會(huì)在整個(gè)廻轉(zhuǎn)框架上產(chǎn)生一個(gè)力偶不平衡。環(huán)冷機(jī)原驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)并不是在同一軸線上，邯寶煉鐵廠的環(huán)冷機(jī)雙側(cè)驅(qū)動(dòng)中心線在設(shè)計(jì)上有2°的差值，該值產(chǎn)生的不平衡力偶用于平衡環(huán)冷機(jī)臺(tái)車經(jīng)過曲軌使由于阻力產(chǎn)生的力偶，如果有新的力偶不平衡，環(huán)冷機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中將會(huì)被推到驅(qū)動(dòng)力較小的一側(cè)，造成跑偏。

2.6 環(huán)冷機(jī)臺(tái)車關(guān)節(jié)軸承和三角定位塊的布置不合理

環(huán)冷機(jī)臺(tái)車是靠關(guān)節(jié)軸承鉸接到三角梁上的，其位置由三角梁上的三角定位塊來限制，如果關(guān)節(jié)軸承和定位塊的位置布置不合理，將使內(nèi)、外側(cè)臺(tái)車輪不是分布在以廻轉(zhuǎn)中心為基準(zhǔn)的圓上，也會(huì)造成環(huán)冷機(jī)的跑偏。

2.7 環(huán)冷機(jī)臺(tái)車體材料的限制

環(huán)冷機(jī)整體在工作過程中處于頻繁升溫降溫的過程，其熱變形產(chǎn)生的應(yīng)力可能導(dǎo)致環(huán)冷機(jī)整體變形或局部受力過大而開裂。另外，環(huán)冷機(jī)臺(tái)車在受料和卸料后所產(chǎn)生的撓性變形都會(huì)使環(huán)冷機(jī)造成跑偏。

2.8 臺(tái)車體空車與重車時(shí)重心不重合[5]

由于布料方式不合理導(dǎo)致臺(tái)車體空車與重車時(shí)重心不重合，造成了環(huán)冷機(jī)受力不平衡，也會(huì)導(dǎo)致整體跑偏。

3 調(diào)整方法及分析

3.1 校正水平圓軌和水平側(cè)軌的圓度[3]

通過測(cè)量找出圓度較差的位置，重新調(diào)整或安裝該處的軌道裝置，使軌道整體圓度控制在±2 mm范圍之內(nèi)。環(huán)冷機(jī)在安裝和調(diào)試過程會(huì)利用并留下一個(gè)永久的基準(zhǔn)中心點(diǎn)及測(cè)量平臺(tái)，該中心點(diǎn)對(duì)于環(huán)冷機(jī)各部位校正時(shí)的測(cè)量有著很大的幫助[6]。這類問題所造成的跑偏較易通過測(cè)量發(fā)現(xiàn)并調(diào)整。

3.2 調(diào)整環(huán)冷機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置[3]

如果驅(qū)動(dòng)摩擦輪軸線不通過內(nèi)、外水平圓形軌道的圓心時(shí)，則需要調(diào)整驅(qū)動(dòng)的中心線或摩擦輪的安裝位置，以使其達(dá)到要求的安裝值。如果2個(gè)摩擦輪與摩擦板的接觸位置不一致，在調(diào)整驅(qū)動(dòng)前應(yīng)精確地確定。環(huán)冷機(jī)廻轉(zhuǎn)中，往往由于長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)、大架變形、基礎(chǔ)塌陷及本身的安裝誤差等原因，可能導(dǎo)致理論廻轉(zhuǎn)中心與實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)中心不一致，故調(diào)整驅(qū)動(dòng)應(yīng)在完成調(diào)整水平軌及側(cè)軌之后進(jìn)行，通過調(diào)整兩側(cè)摩擦輪的位置及被動(dòng)摩擦輪的預(yù)緊力，包括摩擦輪與摩擦板接觸的前后位置和摩擦輪軸線與水平面之間的夾角。同時(shí)，保證摩擦輪與摩擦板之間的有效接觸面積[4]。如果兩側(cè)驅(qū)動(dòng)的被動(dòng)摩擦輪預(yù)緊力配置不合理，則需要通過調(diào)整碟簧裝置重新調(diào)整預(yù)緊力，以使整個(gè)廻轉(zhuǎn)框架基本處于力偶平衡的狀態(tài)下。其預(yù)緊力可通過用同樣規(guī)格的硬度合適的金屬條做壓力試驗(yàn)來確定，一般以銅條為宜。要在同一摩擦板的同一位置做多次壓力試驗(yàn)來取值，減少因?yàn)槟Σ涟遄冃萎a(chǎn)生的測(cè)量誤差。

3.3 調(diào)整廻轉(zhuǎn)框架和側(cè)擋輪[2]

廻轉(zhuǎn)框架變形是環(huán)冷機(jī)跑偏最常見的原因，故重點(diǎn)對(duì)廻轉(zhuǎn)框架的調(diào)整進(jìn)行舉例分析。廻轉(zhuǎn)框架是一個(gè)大型的鉚焊件，在頻繁受熱和冷卻過程產(chǎn)生的應(yīng)力變化很容易使其產(chǎn)生形變，同時(shí)跑偏造成的水平側(cè)軌對(duì)側(cè)擋輪的作用力也可能導(dǎo)致廻轉(zhuǎn)框架局部變形。如果水平側(cè)軌的圓度在要求的范圍之內(nèi)，可以以其為基準(zhǔn)，通過調(diào)整側(cè)擋輪支座底部的墊片，利用水平側(cè)軌對(duì)側(cè)擋輪的作用力使變形部位在牽引力的作用下回到正常狀態(tài)。

3.3.1 判斷廻轉(zhuǎn)框架變形的測(cè)量方法

在環(huán)冷機(jī)圓周上選擇均勻分布的4個(gè)位置作為基準(zhǔn)，在廻轉(zhuǎn)框架上對(duì)應(yīng)每部臺(tái)車的位置有安裝時(shí)預(yù)留的基準(zhǔn)點(diǎn)，這些基準(zhǔn)點(diǎn)安裝后是均勻分布在同一圓周上的，用于作為廻轉(zhuǎn)框架調(diào)整以及臺(tái)車安裝的基準(zhǔn)[6]。每部臺(tái)車通過時(shí)，測(cè)量所選4個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)到廻轉(zhuǎn)框架上對(duì)應(yīng)臺(tái)車位置的基準(zhǔn)點(diǎn)的數(shù)值，同時(shí)測(cè)量2～3次，考察這些數(shù)值的波動(dòng)，并做出對(duì)應(yīng)的雷達(dá)圖以判斷廻轉(zhuǎn)框架的變形位置以及變形量。選4個(gè)點(diǎn)和多次測(cè)量都是為了減少誤差值。我們測(cè)量時(shí)選擇環(huán)冷機(jī)4個(gè)柱基為4個(gè)基準(zhǔn)，測(cè)量數(shù)據(jù)單位均為mm。測(cè)量數(shù)據(jù)如圖1所示。4個(gè)柱基的數(shù)值趨勢(shì)基本一致，可以直觀地看出廻轉(zhuǎn)框架變形的位置，17#～43#段廻轉(zhuǎn)框架變形嚴(yán)重，最大位置接近+20 mm。

圖1 四個(gè)柱基處測(cè)量數(shù)據(jù)

3.3.2 調(diào)整廻轉(zhuǎn)框架的方法

單獨(dú)以2#柱基的數(shù)據(jù)為參考，如圖2所示。

圖2 2#柱基處測(cè)量數(shù)據(jù)

通過分析廻轉(zhuǎn)框架的變形量確定對(duì)側(cè)擋輪支座底部的墊片的調(diào)整量，見表1。

表1 各側(cè)擋輪調(diào)整量

3.3.3 調(diào)整后的情況

調(diào)整后，運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)間重新測(cè)量，仍以2#柱基為例，數(shù)據(jù)如圖3所示。

圖3 調(diào)整后2#柱基處測(cè)量數(shù)據(jù)

調(diào)整后基本達(dá)到了預(yù)期的效果。必要時(shí)可對(duì)稱地增加幾組側(cè)擋輪以增強(qiáng)廻轉(zhuǎn)框架的剛性，也便于對(duì)框架進(jìn)行局部調(diào)整。

3.4 調(diào)整關(guān)節(jié)軸承和三角定位塊

需要對(duì)所有臺(tái)車進(jìn)行單獨(dú)跟蹤，以水平軌為基準(zhǔn)，測(cè)量臺(tái)車輪緣到軌道的距離，以及每部臺(tái)車通過定點(diǎn)時(shí)輪緣到定點(diǎn)的距離，并繪出每部臺(tái)車的運(yùn)行軌跡。對(duì)偏離位置太大的臺(tái)車或相鄰幾部臺(tái)車進(jìn)行調(diào)整，對(duì)應(yīng)的調(diào)整關(guān)節(jié)軸承支座的位置以及三角定位塊的位置，使所有臺(tái)車運(yùn)行在同一基準(zhǔn)圓上。這種調(diào)節(jié)方法是建立在消除其他因素影響的基礎(chǔ)上的微調(diào)，不能作為主要方式。

3.5 其它方法

如針對(duì)臺(tái)車材料的限制適當(dāng)選擇更好的材料，在耐高溫的同時(shí)也提高材料的剛性及其他基本性能，盡量減少因臺(tái)車體變形造成的跑偏[2]。針對(duì)重心不重合，可利用模擬軟件改進(jìn)設(shè)計(jì)、調(diào)整重心、改善布料、使其推力線通過車輪耳軸等方法[4]。

4 結(jié)論

4.1 環(huán)冷機(jī)跑偏是環(huán)冷機(jī)在運(yùn)行過程中最常見的設(shè)備故障之一，是環(huán)冷機(jī)設(shè)備故障中最難處理的一種。一旦出現(xiàn)跑偏，要從根本上消除有一定困難，尤其是造成跑偏的原因有很多種，需要一一判定才可消除本文就常見的幾種環(huán)冷機(jī)跑偏原因進(jìn)行了研究分析，其中包括安裝過程中帶來的誤差、運(yùn)行過程中熱應(yīng)力變化造成的影響、環(huán)冷機(jī)設(shè)計(jì)及制造過程中的缺陷以及基礎(chǔ)變化等等因素，并針這些原因提出了相應(yīng)的調(diào)整方法，可作為處理同類型設(shè)備故障的參考及依據(jù)。

4.2 無論是何種原因造成的跑偏，基本都會(huì)導(dǎo)致廻轉(zhuǎn)框架的變形，所以對(duì)環(huán)冷機(jī)廻轉(zhuǎn)框架的調(diào)整尤為重要。如果能在出現(xiàn)跑偏之前發(fā)現(xiàn)并消除可能導(dǎo)致跑偏的各類因素要遠(yuǎn)比對(duì)跑偏被動(dòng)的調(diào)整有效得多，預(yù)防好于治理。

4.3 無論是調(diào)整還是預(yù)防，周期性對(duì)影響環(huán)冷機(jī)運(yùn)行的各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測(cè)和分析都是相當(dāng)重要的。本文以調(diào)整過程中數(shù)據(jù)的測(cè)量和分析為例，為檢測(cè)反映環(huán)冷機(jī)各部位運(yùn)行狀況的數(shù)據(jù)提供了一種參考方式。

4.4 我們將在以后的實(shí)踐中尋找對(duì)于環(huán)冷機(jī)跑偏更為有效和簡(jiǎn)便的預(yù)防以及調(diào)整方法，也希望得到同行們的指導(dǎo)和幫助。

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Running Deviation and Adjustment Method of Circular Cooler for Sintering Blowing

Lu Wei,Lou Jing,Zhu Xiaofeng

Phenomena are analyzed in detail such as the excessively force-bearing of side rail,rail gnawing by trolley wheel flange,trolley offtracking and etc.resulted from the big deviation of turning center with designed center,of rotary frame for sintering circular cooler.Common running deviation adjustment methods are demonstrated with 415 m2sintering circular cooler of Hangang Hanbao Iron-making Subsidiary as an example.

sintering,circular cooler,rotary frame,friction wheel,deviation,adjustment

（收稿 2011-02-16 責(zé)編 趙實(shí)鳴)

路偉，男，2008年畢業(yè)于太原理工大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)，現(xiàn)在邯鋼集團(tuán)邯寶公司煉鐵廠從事設(shè)備管理工作。