一種齒輪齒條式閘板閥的校核實(shí)驗(yàn)

姬廣彬

一種齒輪齒條式閘板閥的校核實(shí)驗(yàn)

姬廣彬

電動(dòng)閘板閥是放置在水泥廠燒成系統(tǒng)三次風(fēng)管位置處，用于調(diào)節(jié)二次風(fēng)量和三次風(fēng)量比例的常用設(shè)備，對(duì)燒成系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行有十分重要的作用。近期貴州榮盛項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)反饋閘板閥出現(xiàn)提拉不動(dòng)的現(xiàn)象，借此機(jī)會(huì)我公司調(diào)研了承德金隅和達(dá)坂城兩個(gè)項(xiàng)目閘板閥的使用情況，現(xiàn)場(chǎng)反映閘板閥使用效果均不好。因此，我公司決定對(duì)閘板閥進(jìn)行校核實(shí)驗(yàn)。

由于承德金隅與貴州榮盛現(xiàn)場(chǎng)的閘板閥型號(hào)相同，因此我們選取了承德金隅現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行閘板閥的校核實(shí)驗(yàn)。現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際使用閘板閥型號(hào)的技術(shù)參數(shù)如下：

（1）閘板閥提升高度：0～2 220mm；

（2）氣體溫度：～900℃；

（3）多轉(zhuǎn)式電動(dòng)執(zhí)行器：型號(hào)：SKD800/FYT；額定扭矩：8 000Nm；最大扭矩：10 000Nm；有效轉(zhuǎn)角：950°。

可能引起閘板閥失效的原因：（1）電動(dòng)執(zhí)行器額定扭矩不足；（2）現(xiàn)場(chǎng)安裝不當(dāng)，有卡碰；（3）扭矩計(jì)算方法不合理；（4）設(shè)備加工制造問(wèn)題。

1　第一次實(shí)驗(yàn)

（1）手動(dòng)操作提拉閘板閥，閘板閥能提動(dòng)。手動(dòng)提拉200mm后，手動(dòng)反轉(zhuǎn)到底，準(zhǔn)備進(jìn)行電動(dòng)提拉。

（2）通電，啟動(dòng)電機(jī)。電動(dòng)執(zhí)行器起吊，電流顯示1.5A左右。起吊500mm后，電流迅速增加，電動(dòng)執(zhí)行器內(nèi)部出現(xiàn)異響，疑似空轉(zhuǎn)，立刻關(guān)閉電機(jī)，切斷電源。

打開(kāi)執(zhí)行器頭部后，發(fā)現(xiàn)蝸輪與蝸桿連接處蝸輪的輪齒全部磨平（見(jiàn)圖1）。銷齒傳動(dòng)桿（見(jiàn)圖2）的外側(cè)鋼板與齒輪（見(jiàn)圖2）的一側(cè)相互摩擦（見(jiàn)圖3），致使傳動(dòng)桿形成八字。傳動(dòng)桿不夠直，有凸點(diǎn)。由于在拆裝舊執(zhí)行器時(shí)，擰松固定座螺栓后螺母被彈出，這說(shuō)明底座上半部分承受向上的變形力。

2　第二次試驗(yàn)

2.1改進(jìn)措施

圖1　蝸輪磨損情況

圖2　傳動(dòng)方式示意圖

圖3　卡碰位置示意圖

（1）為了防止齒輪與傳動(dòng)桿外側(cè)鋼板卡碰，銷齒傳動(dòng)桿靠外側(cè)一段銑去10mm。

（2）為了避免由于加工精度和安裝精度造成局部卡碰點(diǎn)，增強(qiáng)了蝸輪蝸桿的材料，從而提高其接觸強(qiáng)度。增加蝸輪蝸桿的接觸強(qiáng)度，能夠解決局部凸點(diǎn)引起瞬時(shí)扭矩增大而導(dǎo)致的蝸輪輪齒磨平的現(xiàn)象，提高電動(dòng)執(zhí)行器對(duì)惡劣工況的適應(yīng)性。

2.2實(shí)驗(yàn)步驟及結(jié)果

（1）通電，啟動(dòng)電機(jī)。電動(dòng)執(zhí)行器（8 000Nm）起吊，閘板閥提起時(shí)顯示電流1.4A，電機(jī)的額定電流為3A。

（2）電機(jī)的運(yùn)行溫度＜40℃。

（3）閥板運(yùn)行平穩(wěn)，提拉到2 000mm后，閘板閥慢慢回落。閘板閥回落時(shí)顯示電流1.2～1.3A。

（4）電動(dòng)執(zhí)行器帶動(dòng)三次風(fēng)管閘板閥，上下運(yùn)動(dòng)兩個(gè)來(lái)回，運(yùn)行自如，達(dá)到使用要求。

3　第三次實(shí)驗(yàn)

3.1改進(jìn)措施

采用SKD800電動(dòng)執(zhí)行器對(duì)閘板閥閥板重量以及實(shí)際輸出扭矩進(jìn)行校核驗(yàn)證。

在執(zhí)行器輸出電流為同等電流情況下，通過(guò)校核其實(shí)際輸出扭矩值，反推出現(xiàn)場(chǎng)工況情況下的扭矩輸出值是否在合理的區(qū)間內(nèi)。實(shí)驗(yàn)平臺(tái)俯視圖簡(jiǎn)易模型如圖4所示。

圖4　實(shí)驗(yàn)平臺(tái)簡(jiǎn)易模型（俯視）

3.2實(shí)驗(yàn)工具

（1）根據(jù)工廠現(xiàn)有條件，選取工廠現(xiàn)有的原料鐵塊裝盒，每盒27kg，共計(jì)20盒。

（2）起重力臂和托盤其自身重量86kg，傳動(dòng)力臂有效長(zhǎng)度最長(zhǎng)1.3m，使得提起重物的理論扭矩更接近執(zhí)行器的額定扭矩。

（3）相同規(guī)格型號(hào)的多轉(zhuǎn)式執(zhí)行器一臺(tái)。

3.3實(shí)驗(yàn)步驟

（1）接線并組裝試驗(yàn)臺(tái)。將電動(dòng)執(zhí)行器接線并組裝到實(shí)驗(yàn)臺(tái)上，傳動(dòng)力臂調(diào)整到1.3m。

（2）執(zhí)行器調(diào)到手動(dòng)模式。搖動(dòng)手動(dòng)控制盤，閘板閥被緩慢提升，證明電動(dòng)執(zhí)行器扭矩足夠。將執(zhí)行器調(diào)到電動(dòng)模式。

（3）通電，啟動(dòng)電機(jī)。電動(dòng)執(zhí)行器（8 000Nm）起吊，閘板閥提起時(shí)顯示電流為1.7A，電機(jī)的額定電流為3A。提升到高點(diǎn)后回落，回落時(shí)顯示電流為1.5A。

3.4實(shí)驗(yàn)結(jié)論

由于傳動(dòng)臂重量與吊起重物重量比相差太大，可以忽略不計(jì)。因此：

實(shí)際輸出扭矩值=（托盤重量+鐵塊總重）×傳動(dòng)力臂長(zhǎng)度×重力加速度=（86+27×20）×1.3×9.8=7 975.24Nm。

由于實(shí)驗(yàn)時(shí)閘板閥提起時(shí)顯示電流為1.7A，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的電動(dòng)執(zhí)行器電流為1.4A，因此可以估算現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際輸出扭矩值＜8 000Nm，間接佐證實(shí)驗(yàn)結(jié)論。實(shí)驗(yàn)圖片見(jiàn)圖5、圖6。

圖5　重物吊起畫面

圖6　電動(dòng)執(zhí)行器電流顯示畫面

4　結(jié)語(yǔ)

（1）設(shè)計(jì)所選取的執(zhí)行器扭矩符合要求。

（2）執(zhí)行器結(jié)構(gòu)件強(qiáng)度需要提高，以避免局部扭矩增加造成提拉不動(dòng)和零部件損壞。

（3）閘板閥設(shè)計(jì)本身有必要適當(dāng)優(yōu)化傳動(dòng)桿結(jié)構(gòu)，減少由于卡碰造成的扭矩陡增。

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TQ172.622.29文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1001-6171（2016）03-0061-02

通訊地址：中材裝備集團(tuán)有限公司，天津300400；2015-12-22；編輯：呂光