螺旋卸煤機卡軌問題分析及解決

溫永波

（馬鞍山鋼鐵股份有限公司熱電總廠，安徽馬鞍山 243000）

1 引言

馬鋼熱電總廠老區(qū)的3臺220t煤粉鍋爐全年耗煤55萬t，動力煤來源為鐵路運輸，2臺卸煤機為梅山鋼鐵公司生產(chǎn)的K＝7.5m螺旋卸煤機，屬于非標產(chǎn)品。燃運車間配有5萬t煤場，平均卸煤或加倉1500t/d。運行方式為，動力煤卸入煤場后，再利用斗輪機加倉。其中，鐵路局對熱電總廠的卸車時間有嚴格規(guī)定，11m i n/節(jié)，2h/每批（17節(jié)）。如果車皮超時停留，將對鐵路局的車組運行計劃不利，并對熱電總廠執(zhí)行經(jīng)濟處罰。在1993年投產(chǎn)初期的幾年中，2臺卸煤機由于經(jīng)常發(fā)生卡軌現(xiàn)象，而不能按時完成卸車任務，是熱電總廠迫切需要解決的技術(shù)難題。

2 卸煤機結(jié)構(gòu)、參數(shù)及性能

螺旋卸煤機由行走機構(gòu)、起升機構(gòu)、螺旋機構(gòu)、搖擺機構(gòu)、司機室和機架構(gòu)成。

軌距K＝7.5m

行走速度：v＝0.22m/s

卸煤速度：450t/h

總重Q＝26t

附屬設施鐵軌長L＝220m

2.1 行走機構(gòu)組成

減速器：蝸輪蝸桿減速器，速比i＝54，模數(shù)M＝8

電動機：Y Z R 160M 1—6，功率5.8k W

減速器數(shù)量：4臺

行走輪直徑D＝500

3 卡軌過程及原因分析

卸煤過程由各個機構(gòu)的協(xié)調(diào)動作組成。其中，卸煤阻力為3000k g，由布置在機架4個支腿的4臺減速器驅(qū)動。但是在投產(chǎn)初期，卸煤機在作業(yè)時，4個驅(qū)動輪中，其中的某一個輪經(jīng)常不能正常滾動，而是處于靜止狀態(tài)，被卸煤機被動拖動在軌道上滑行，由此產(chǎn)生巨大的阻力和強烈的振動而終止作業(yè)。

經(jīng)現(xiàn)場觀察發(fā)現(xiàn)，卡軌原因是4臺減速器的蝸桿轉(zhuǎn)速不相同所造成。在蝸桿轉(zhuǎn)速相同的情況下，4個D＝500的驅(qū)動輪的轉(zhuǎn)速也相同，共同驅(qū)動卸煤機進行卸煤作業(yè)?？墒?，當其中的某一個蝸桿轉(zhuǎn)速過慢的時候，其傳動鏈末端的行走輪將被行走速度0.22m/s的卸煤機所驅(qū)動，通過傳動鏈，最終蝸輪將作用于蝸桿。由于蝸輪蝸桿傳動“自鎖”的特點，蝸輪和蝸桿之間產(chǎn)生巨大的摩擦力而不能轉(zhuǎn)動，該減速器已不能輸出動力，并且，電動機同時出現(xiàn)“堵機”現(xiàn)象。

蝸桿轉(zhuǎn)速過慢的原因：

（1）由于Y Z R 160M 1—6電動機本身的原因造成轉(zhuǎn)速不相同。

（2）減速器潤滑效果不良。潤滑條件對蝸輪蝸桿的傳動影響較大，一旦油質(zhì)不良或漏油，傳動阻力增加、溫度升高，轉(zhuǎn)速將有所下降。

（3）蝸桿的軸承出現(xiàn)故障。

（4）減速器的數(shù)量多，更加容易出現(xiàn)轉(zhuǎn)速不相同的現(xiàn)象。

4 改造行走機構(gòu)減速器換型

由于蝸輪蝸桿減速器的特點是結(jié)構(gòu)緊湊、傳動比高，在原設計中的安裝空間較狹小，所以對改造提出了較高的要求，通過性能特點的一一比較，選擇B L Y 33—87—5.5立式擺線針輪減速器可以達到設計改造的技術(shù)要求。

其優(yōu)點：（1）沒有“自鎖”的特點，出現(xiàn)轉(zhuǎn)速不相同時，不會影響正常卸煤作業(yè)。（2）結(jié)構(gòu)緊湊、傳動比高，所占空間較小可以置換原減速器。（3）效率高，達到95%以上。

通過錐齒輪副28:45，改變了傳動方向，達到了原設計的速比i＝54（見圖1）。

圖1 改造后行走裝置

5 安裝中的難點及解決方法

焊接安裝基座時，由于沒有安裝定位基準，無法保證減速器及主動錐齒輪（Z=28）的安裝精度，為此，制作以輪軸為基準的專用工具（見圖2）。

圖2 安裝用專用工具示意圖

以此，（1）保證基座孔D的中心線與輪軸的中心線在同一垂直平面內(nèi)；（2）保證裝配尺寸L-20和M-20的安裝精度，并且取尺寸公差的下限，以便在精找正中可以在減速器與基座之間、被動齒（Z＝45）與輪軸臺肩之間加墊片，調(diào)整好齒輪副的側(cè)隙。當基座焊接安裝完畢，拆除法蘭1、法蘭2的螺栓，取下專用工具。

由于低轉(zhuǎn)速和正反方向交替運行，因此選擇較小的齒輪副的安裝側(cè)隙。

式中，K取6；

A——齒輪副中心距，m m；

J——側(cè)隙，μm。

裝配齒輪副時，齒面的接觸部位盡量調(diào)整在小端的位置，當工作產(chǎn)生負荷時，接觸部位就會移到理想狀態(tài)的中部。

6 后階段的完善工作

改造完成后，達到了預期效果，消除了卡軌現(xiàn)象，同時由于擺線針輪減速器的傳動效率高，因此卸煤效率也大為提高，再未發(fā)生超時滯留車皮的事情。

但是出現(xiàn)了輪軸軸承壽命減少的現(xiàn)象，這是由于輪軸錐齒輪（Z=45）的懸臂式安裝產(chǎn)生了彎矩，通過計算，輪軸軸承承受了其4倍的附加應力。之后采取措施，將錐齒輪改為雙跨支撐（如圖3）。

圖3 完善后行走裝置

支撐架起著支撐的作用，結(jié)構(gòu)合理，消除了輪軸軸承的附加應力，增強了輪軸的剛性。至今已連續(xù)運行13年，共卸煤715萬t，沒有壓車皮記錄，改造成功。