帶式燒結(jié)機(jī)臺(tái)車“起拱”原因分析及改進(jìn)措施

程月輝

摘要：在燒結(jié)作業(yè)中主要設(shè)備就是帶式燒結(jié)機(jī)，整個(gè)工作的過程由星輪連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生動(dòng)力帶動(dòng)臺(tái)車從下部的軌道上升至水平軌道，在星輪齒板的運(yùn)作下推動(dòng)臺(tái)車卡輪，在一連串的推動(dòng)下臺(tái)車卡輪完成一系列的運(yùn)動(dòng)。臺(tái)車列就在這樣的運(yùn)動(dòng)下不停的運(yùn)行至燒結(jié)機(jī)的機(jī)尾，而當(dāng)臺(tái)車至燒結(jié)機(jī)尾后，尾部的彎道以及星輪齒板共同作用控制臺(tái)車將燒結(jié)礦卸下完成作業(yè)。由于燒結(jié)礦的重量加之臺(tái)車自身存在的重量，就會(huì)在星輪的中心部位產(chǎn)生一個(gè)力矩，而在這樣的力矩作用下，臺(tái)車就會(huì)向頭部運(yùn)動(dòng)。主要的作用原理是：尾部星輪齒板同經(jīng)過了尾部彎道進(jìn)入回車道的臺(tái)車的卡輪間產(chǎn)生一個(gè)推力，該推力的摩擦分力方向指向上部，因而促使臺(tái)車向前追趕前列臺(tái)車，從而經(jīng)過回車道向燒結(jié)機(jī)頭部運(yùn)動(dòng)。下一列臺(tái)車卡輪擺平后又會(huì)受到星輪轉(zhuǎn)動(dòng)而致使齒板產(chǎn)生的推力的作用，重復(fù)以上動(dòng)作，從而使得燒結(jié)機(jī)反復(fù)運(yùn)動(dòng)，這就是燒結(jié)機(jī)的整個(gè)工作過程和工作原理。對(duì)于我國(guó)目前的燒結(jié)機(jī)來說，由于結(jié)構(gòu)都是尾部擺架式，因此無論臺(tái)車規(guī)格如何，都會(huì)在從上部回車道進(jìn)入下部時(shí)產(chǎn)生搭肩而造成不同程度的起拱。所謂的起拱現(xiàn)象就是由于臺(tái)車的后輪出現(xiàn)上臺(tái)離開軌道，在進(jìn)入回車道后無法接觸到下軌道的現(xiàn)象，一般的起拱高度在1cm到5cm之間。通過對(duì)起拱現(xiàn)象的長(zhǎng)期觀察，筆者對(duì)起拱現(xiàn)象的消除提出了一些小建議：通過減小作用在臺(tái)車卡輪上由于星輪齒板產(chǎn)生的推力作用下而出現(xiàn)的向上摩擦力降低起拱現(xiàn)象的產(chǎn)生。

關(guān)鍵詞：帶式燒結(jié)機(jī)；臺(tái)車起拱；原因分析；措施

1 臺(tái)車起拱現(xiàn)象及分析

1.1 臺(tái)車起拱現(xiàn)象

主要現(xiàn)象表現(xiàn)為燒結(jié)機(jī)上行平面臺(tái)車前輪起拱，燒結(jié)機(jī)下行平面臺(tái)車后輪起拱。上行臺(tái)車走出燒結(jié)機(jī)頭部傳動(dòng)星輪后就出現(xiàn)前輪起拱現(xiàn)象，燒結(jié)機(jī)下行平面臺(tái)車走出尾部星輪后就發(fā)生后輪起拱現(xiàn)像。經(jīng)過觀察上行臺(tái)車走出頭部傳動(dòng)星輪前，前輪受頭部星輪齒板的推力作用向前運(yùn)動(dòng)，而后輪在出頭部星輪前沒有受到齒板的推力。下行臺(tái)車在走出尾部星輪前是后輪受到尾部星輪齒板的推力作用向前運(yùn)行，而前輪在出尾部星輪前沒有受到尾部星輪齒板的推力。

1.2 上行臺(tái)車起拱力學(xué)分析

針對(duì)此問題進(jìn)行理論力學(xué)分析。首先臺(tái)車起供說明對(duì)臺(tái)車有向上的力存在，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)觀察燒結(jié)機(jī)臺(tái)車起供現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)，起供位置在燒結(jié)機(jī)平面燒結(jié)機(jī)臺(tái)車出頭部星輪位置上。因此認(rèn)為是頭部星輪齒板對(duì)燒結(jié)機(jī)臺(tái)車有向上的力的作用。具體力學(xué)分析如下：

空臺(tái)車重力為64700（N）；

單個(gè)卡輪的支撐力為64700÷4=16178（N）；

通過電機(jī)額定功率反推回星輪的扭矩為615940（Nm）；

星輪的分度圓為4.136（m）；

進(jìn)而可推出齒板對(duì)滾套切向力推力FD大小為：615940÷4.136=149（kN）

根據(jù)受力分析得tanα=Fr/FD；

α為水平方向的推力FD與卡輪受到齒板壓力FZ的夾角；

只有當(dāng)Fr大于等于單個(gè)卡輪的支持力時(shí)臺(tái)車就會(huì)起拱因此可得出最小夾角值為：α≥arctanFr/FD=arctan（16178÷149000）=6.2；

當(dāng)水平方向的推力FD與卡輪受到齒板壓力FZ的夾角大于等于6.2度時(shí)臺(tái)車就會(huì)發(fā)生起拱現(xiàn)象。

根據(jù)平面幾何關(guān)系可知當(dāng)同一段圓弧對(duì)應(yīng)的軒長(zhǎng)與母線間的夾角增加為α角時(shí)，那么這段弧對(duì)應(yīng)的夾角就減少2α，當(dāng)軒長(zhǎng)不變的情況下夾角變小哪么曲率半徑就增大。

由此可知當(dāng)齒板壓面的曲率半徑變大時(shí)齒板就會(huì)對(duì)臺(tái)車有向上的推力，如果與彎軌連接的連接軌上下胯襠太大等臺(tái)車前輪還沒有來得及降下來就擠到前一輛臺(tái)車后面就會(huì)導(dǎo)致臺(tái)車出星輪時(shí)前輪向上起供。

1.3 下行臺(tái)車起拱力學(xué)分析

針對(duì)此問題進(jìn)行理論力學(xué)分析。首先臺(tái)車起供說明對(duì)臺(tái)車后輪有向上的力存在，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)觀察燒結(jié)機(jī)臺(tái)車起供現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)，起供位置在燒結(jié)機(jī)單棍平面燒結(jié)機(jī)臺(tái)車出尾部星輪位置上。當(dāng)臺(tái)車進(jìn)入尾部回程道時(shí)，需要尾部星輪推動(dòng)回程道的臺(tái)車運(yùn)行，尾部星輪齒板與臺(tái)車后輪軸上的卡輪接觸并產(chǎn)生推力，由于齒板磨損齒板壓面的漸開線曲率半徑變大，并且卡輪與軸之間潤(rùn)滑不良，所以齒板與卡輪摩擦形成一個(gè)向上的摩擦分力，當(dāng)此摩擦力產(chǎn)生的力矩大于臺(tái)車一半自重的力矩時(shí)，臺(tái)車后輪就會(huì)向上翹，形成起拱。同時(shí)前一個(gè)臺(tái)車起拱后，還沒有來得及落下，后面臺(tái)車的前端已趕上來頂住了前面的臺(tái)車，使前面的臺(tái)車起拱后無法落下，每一臺(tái)臺(tái)車亦然，從而使回程道上的臺(tái)車形成鋸齒形。

2 臺(tái)車起拱產(chǎn)生的危害

2.1 上平面臺(tái)車起拱的危害

（1）隨著臺(tái)車行進(jìn)，由于臺(tái)車自重及物料產(chǎn)生的力矩大于臺(tái)車端部摩擦力產(chǎn)生的力矩，臺(tái)車重新落回到軌道上，臺(tái)車端部的相對(duì)滑動(dòng)，造成車體端面磨損。

（2）由于臺(tái)車呈鋸齒狀行進(jìn)，燒結(jié)機(jī)漏風(fēng)嚴(yán)重，一定程度上了減少了燒結(jié)礦產(chǎn)量，降低了燒結(jié)礦質(zhì)量。

2.2 下平面臺(tái)車起拱的危害

（1）回車道上形成鋸齒狀的臺(tái)車列運(yùn)行過程中，由于自重的作用或頭部鏈輪的帶動(dòng)，臺(tái)車逐漸下滑，或瞬間墜落產(chǎn)生沖擊，造成臺(tái)車端部產(chǎn)生不均勻磨損，降低臺(tái)車使用壽命；同時(shí)沖擊力對(duì)燒結(jié)機(jī)鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大影響。

（2）臺(tái)車在尾部彎軌內(nèi)形成鋸齒，對(duì)尾部出口彎軌的上下軌產(chǎn)生不均勻的脹力，加快彎軌的磨損，降低彎軌使用壽命；該不均勻脹力還造成連接彎軌的鋼結(jié)構(gòu)變形、斷裂等，成為故障多發(fā)點(diǎn)。

3 帶式燒結(jié)機(jī)臺(tái)車起拱的措施

在燒結(jié)機(jī)尾部彎道臺(tái)車出口的整軌上加一與臺(tái)車起拱高度相等的圓弧過渡段當(dāng)臺(tái)車端部后輪被傳動(dòng)齒板托起時(shí)，前輪也被圓弧段抬起，通過圓弧過渡，將臺(tái)車擺正，解決燒結(jié)機(jī)回車道臺(tái)車起拱的問題，達(dá)到回車道臺(tái)車安全平穩(wěn)運(yùn)行的目的。并且加強(qiáng)臺(tái)車車輪卡輪的潤(rùn)滑，盡可能使用原廠自潤(rùn)滑軸承，減少滾動(dòng)摩擦阻力，對(duì)潤(rùn)滑管路加強(qiáng)巡檢。對(duì)出問題的潤(rùn)滑管路要及時(shí)處理，保證燒結(jié)機(jī)滑道潤(rùn)滑減少阻力；利用定修時(shí)間將磨損的齒板更換掉，確保在燒結(jié)機(jī)運(yùn)行過程中齒板對(duì)卡輪的力的方向始終與水平軌道方向一致。

3.1 上平面臺(tái)車起拱解決辦法

（1）更換新齒板；當(dāng)齒冠磨損量v不小于8mm時(shí)，更換新齒板。

（2）臺(tái)車端部磨光處理，減小摩擦。

（3）定期檢修臺(tái)車，更換磨出棱角斜面的卡輪、銅套，定期加注潤(rùn)滑脂，改進(jìn)密封，保證卡輪手能盤動(dòng)。

（4）采用外力強(qiáng)制臺(tái)車下降。在出口軌道處加墊板壓緊，讓此處軌道出現(xiàn)一定的弧形凸起；同時(shí)，在出口處加兩條壓軌，進(jìn)口大出口小，將后輪抬起的高度壓下。這一方案將拱起高度控制在20mm左右。但這一方案治標(biāo)不治本，對(duì)機(jī)架的強(qiáng)度，上部壓軌都有影響，同時(shí)增加運(yùn)行阻力。

（5）將下部直軌適當(dāng)降低，使臺(tái)車卡輪軌跡略低于鏈輪節(jié)園，同時(shí)修復(fù)磨損的里外彎軌，這樣有利于臺(tái)車脫離齒板減少起拱。

3.2 下平面臺(tái)車起拱解決辦法

（1）尾部星輪增設(shè)限力矩裝置，減小星輪齒板對(duì)尾部臺(tái)車的推力P現(xiàn)場(chǎng)觀察發(fā)現(xiàn)，下平面臺(tái)車向頭部運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力來源于尾部星輪上懸掛的臺(tái)車，正是這些懸掛的臺(tái)車對(duì)星輪中心產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力矩推動(dòng)下平面臺(tái)車前進(jìn)；因此，尾部星輪增設(shè)限力矩裝置減小懸掛臺(tái)車產(chǎn)生的力矩，也就減小了星輪齒板對(duì)尾部臺(tái)車的推力P。

（2）調(diào)整尾部擺架墜陀重量，進(jìn)一步減小星輪齒板對(duì)尾部臺(tái)車的推力P。

（3）定期檢查臺(tái)車下?lián)锨闆r，檢查風(fēng)箱隔板有無刮卡，及早處理。減少臺(tái)車運(yùn)行阻力。

（4）臺(tái)車跑偏，車輪緣與軌道接觸，發(fā)生啃軌，運(yùn)行阻力加大；臺(tái)車跑偏及早進(jìn)行治理，跑偏時(shí)間久了，滑道、游板磨出了痕跡在治理就困難了。

4 結(jié)語(yǔ)

很多燒結(jié)機(jī)使用現(xiàn)場(chǎng)對(duì)臺(tái)車起拱處理的實(shí)踐，說明在不對(duì)設(shè)備結(jié)構(gòu)進(jìn)行大的改造或更換的情況下，通過對(duì)部件的調(diào)整和改進(jìn)，是能夠消除臺(tái)車起拱現(xiàn)象的。消除臺(tái)車起拱，對(duì)減少燒結(jié)機(jī)漏風(fēng)率提高生產(chǎn)效率大有益處。

參考文獻(xiàn)

[1]董書岐，李傳收，谷華，張子元，亓榮才.帶式燒結(jié)機(jī)臺(tái)車起拱及其改進(jìn)[J].燒結(jié)球團(tuán)，2005年02期.

（作者單位：承德承鋼工程技術(shù)有限公司）