蔡昌旺 1 ，王正強 2 ，賈方俊 3
(上海梅山鋼鐵股份有限公司新事業(yè)分公司，江蘇 南京 210039)
摘 要:2011 年，梅鋼原料二期建成，新增兩臺設(shè)計能力為 1 400 t/h 的 QLK800·34 型混勻取料機。設(shè)備運行至今，雖主體結(jié)構(gòu)良好，但存在料機振動大、斗輪支撐輪磨損嚴(yán)重、斗輪體嚴(yán)重變形、圓弧軌道斷裂、斗輪體鏈條頻繁脫落等問題。本文對造成上述問題的原因進行分析，并提出了相應(yīng)的技術(shù)改造方案。改造后，提高了混勻取料機運行的穩(wěn)定性，保證了生產(chǎn)的順利運行。
關(guān)鍵詞: 原料場; QLK800·34; 混勻取料機; 技術(shù)改造
1 前 言
梅鋼有兩個混勻料場，分別為 2 # 料場和 4 # 料場，每個料場為一堆兩取作業(yè)方式。其中 2 # 料場兩臺 QLK800·34 型混勻取料機于 2003 年投用。2011 年，梅鋼二期原料系統(tǒng)擴建4 # 料場，新增兩臺QLK800·34 型混勻取料機，主要向 2 臺 450 m2 和1 臺180 m2 燒結(jié)機供混勻礦。混勻取料機經(jīng)現(xiàn)場使用多年，雖主體鋼結(jié)構(gòu)情況良好，但出現(xiàn)了設(shè)備振動大、故障率高、備件損耗率高、維護成本高等問題。經(jīng)常因其搶修時間長而造成燒結(jié)機斷料停機，極大地影響了燒結(jié)生產(chǎn)，為了解決存在的問題，需對其進行相應(yīng)的技術(shù)改造。
2 常見故障分析
梅鋼2 # 料場4 # 和6 # QLK800·34 型取料機使用 14 年，4 # 料場 12 # 和 14 # QLK800·34 型取料機使用 6 年，其均存在設(shè)備振動大、故障率高等問題，主要表現(xiàn)在: ①斗輪支撐輪和水平輪故障率高; ②圓弧軌道頻繁變形、斷裂; ③小車橫行移動到端部時，外側(cè)水平輪( 下側(cè)軌道處) 會脫出軌道，肯軌嚴(yán)重，造成軌道斷裂; ④斗輪體及斗輪磨損嚴(yán)重; ⑤斗輪帶料、皮帶機撒料嚴(yán)重; ⑹斗輪傳動鏈條經(jīng)常脫落［1］。
3 改造方案
本次技術(shù)改造主要是利用原有大梁及行走機構(gòu)，對斗輪體進行改造。其目的是解決料機振動引起的設(shè)備故障率高的問題，混勻取料機斗輪體結(jié)構(gòu)圖見圖 1。
3． 1 斗輪支撐輪缺陷分析與改造
3． 1． 1 缺陷分析
(1) 原斗輪采用鋼性支承輪及鋼性側(cè)擋輥，在輪體轉(zhuǎn)動時容易形成各輥不同步的摩擦現(xiàn)象，進而引起個別支承輥的磨損，導(dǎo)致輪體擺動增大，噪聲、震動加劇，從而加劇輪體軌道及上下支承輪、側(cè)擋輥磨損及擺動的惡性循環(huán)。
(2) 分別在斗輪兩側(cè)安裝 4 組支撐輪和側(cè)擋輪。一方面安裝時，很難保證同一位置的兩組支撐輪在一條直線上、同一側(cè)的支撐輪在一個平面上; 另一方面，支撐輪受到斗輪體運轉(zhuǎn)過程中的擠壓而受力不平衡，造成支撐輪位置偏移或不同程度磨損，支撐輪和側(cè)檔輪間隙過大導(dǎo)致斗輪體擺動加劇。
(3) 原支撐輥直徑較小、寬度窄，兩輪同心度較差，且與輪體軌道是剛性接觸，磨損大。上述原因造成斗輪體振動大，支撐輪和水平輪故障率高，嚴(yán)重時導(dǎo)致輪體變形、漏料等不良現(xiàn)象，并引起鏈條、鏈輪的非正常磨損，影響設(shè)備的使用壽命。
3． 1． 2 改造方案
(1) 支撐輥改成同軸結(jié)構(gòu)，如圖 2 所示。這一改造有兩個好處: ①解決了斗輪體兩側(cè)位置不同心造成斗輪體穩(wěn)定性差的問題; ②原支撐輪為一個軸承座的單支撐形式，其穩(wěn)定性差，容易移位，改同軸形式后，變?yōu)殡p支撐，大大增強了其穩(wěn)定性。
(2) 改造后支撐輥材質(zhì)全使用聚氨酯包膠形式，變剛性接觸為柔性接觸，減少磨損和振動。其包膠厚度參照滾筒包膠技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，滾筒直徑為 559 mm，其膠層厚度應(yīng)為 8 ～10 mm?？紤]到包膠磨損后再次包膠需對支撐輥進行打磨處理，為了延長支撐輥壽命，初次包膠宜選擇8 mm。
(3) 支承輪直徑增大至 559 mm，寬度增大至240 mm，增加了接觸面積，不僅提高了支撐輥和軌道壽命，還提高了其運行的穩(wěn)定性。
(4) 支承輥四點支承改為三點支承，分別設(shè)置在 12: 00、4: 00 和 8: 00 點鐘的位置，考慮到12: 00 點鐘位置受力較大，采用同型號兩組支撐輪。
(5) 在上部兩組支撐輥底部設(shè)置平衡輪，如圖 2中 3 的位置。原支撐輥底部固定為剛性連接，為了防止兩組支撐輥在使用過程中受力不均，磨損不平衡，在兩組支撐輥下部設(shè)置一組平衡輪，使兩組支撐輥受力平衡，提高其穩(wěn)定性。
3． 2 輪體軌道缺陷分析與改造
3． 2． 1 缺陷分析
(1) 輪體軌道和輪體采用螺栓連接形式，軌道寬度窄，線接觸應(yīng)力大，承載能力小，輪體擺動大，輪體及軌道磨損、變形嚴(yán)重，甚至斷裂，如圖3 所示。
(2) 軌道斷裂后，無法焊接，一般采取整形后使用螺栓連接，連接處易出現(xiàn)錯位現(xiàn)象，造成斗輪體晃動嚴(yán)重，甚至造成斗輪體變形。
(3) 軌道更換檢修工作量大，一般情況下更換軌道需5 ～7 d，更換時對生產(chǎn)組織影響較大。
3． 2． 2 改造措施
改造后，采用軌道與輪體一體結(jié)構(gòu)，滾輪支承寬度增加，增大了軌道與各支撐輥的接觸面積，承載能力加大，軌道采用中頻淬火，淬火硬度HＲC40 －45 中，淬硬層深度 6 ～8 mm，如圖 4 所示。此改造解決了上述軌道擠壓變形甚至斷裂的問題，但支撐輪必須改成包膠形式，變剛性接觸為彈性接觸，方可延長使用壽命。
3． 3 水平軌缺陷分析與改造
3． 3． 1 缺陷分析
(1) 小車斗輪橫向運行時，只有一條側(cè)軌，在側(cè)向力和挖掘力的作用下，運行不穩(wěn)定，存在啃軌現(xiàn)象，如圖 5 所示。
(2) 軌道通過螺栓形式與大梁連接，啃軌嚴(yán)重時，受到剪切力作用，經(jīng)常出現(xiàn)軌道斷裂和脫落現(xiàn)象。
(3) 小車和小車間鋼平臺采用剛性連接，其中一個斗輪擺動時，力通過平臺傳遞到另一個斗輪，加劇振動。
3． 3． 2 改造措施
(1) 在橋架腹板下部再增加一條軌道，同時增加側(cè)輪 ，使小車工作更加穩(wěn)定與可靠，大梁側(cè)向軌道增加為兩條，如圖 1 中( 7 為下側(cè)增加水平軌道，6 為下側(cè)水平軌道檔輪) 。由于大梁結(jié)構(gòu)限制，小車橫行移動到端部時，外側(cè)水平輪( 下側(cè)軌道處) 會脫出軌道，所以只在小車架內(nèi)側(cè)( 下側(cè)軌道處) 加水平輪。
(2) 小車平臺結(jié)構(gòu)優(yōu)化改造。小車架加寬，縮短連接梁。加寬小車架是為了方便更換斗輪支承輥，故給小車架增加了一個鉸接的副平臺，由于受力情況共增加了4 個車輪。圖 6 為小車與平臺連接方式示意圖?？梢?，原小車與平臺連接點在圖 6中1 處，為了提高其穩(wěn)定性，斗輪平臺延長2．2 m，中間過渡平臺由 10． 6 m 縮短到 6. 2 m，連接點移到途中3 位置; 另外在一個小車處增加一組車輪，如圖6 中2 所示，以提高小車運行的平穩(wěn)性［2］。
3． 4 其它相關(guān)改造措施
(1) 斗輪結(jié)構(gòu)和工藝改進。為了解決因斗輪長期磨損而必須定期更換及斗輪帶料嚴(yán)重等問題，采取的措施有: ①輪體采用 16Mn 鋼板焊接而成，以增加其強度; ②底板采用雙曲線結(jié)構(gòu)，減少帶料; ③斗子與輪體采用可調(diào)拉桿形式固定，便于換向。
(2) 解決圓弧擋板漏料問題。為了解決斗輪體晃動造成圓弧當(dāng)面不均衡磨損而使部分點縫隙較大及圓弧擋料板鋼性差、易變形而導(dǎo)致的漏料問題。采取的措施有: ①增加圓弧擋料板剛性，使用襯板為 NM400 材質(zhì); ②采用可調(diào)節(jié)形式，定期調(diào)整擋板與斗輪體間隙，防止漏料。
(3) 解決斗輪鏈條脫落問題。為了解決斗輪振動和斗輪傳動鏈條松動造成鏈條脫落故障頻繁發(fā)生的問題，除上述解決斗輪體振動大的問題外，另將斗輪傳動鏈條頂部支撐輪改為雙支撐形式，提高了支撐輪的穩(wěn)定性［2］。
(4) 解決小車行走輪軸承座強度差，易損壞的問題。改造后，軸承座改為角形軸承座，軸承增大一個型號，軸承座壁厚加厚，提高了軸承座的承載能力。行走車輪采用鍛件，提高車輪的使用壽命。
(5) 解決小皮帶跑偏撒料的問題。將下料斗沿皮帶長度方向延長至 1． 5 m，皮帶機縱向方向收窄至 0． 35 m，這樣既保證了下料暢通，又保證了落料點居中的問題。
4 結(jié)束語
梅鋼于 2017 年 12 月份對 2 # 料場兩臺取料機進行技術(shù)改造，通過采取文中所提及的改造措施，成功解決了因振動大而帶來的支撐輪、水平輪故障率高、斗輪體磨損嚴(yán)重、圓弧軌道使用壽命短、鏈條脫落、撒料嚴(yán)重等一系列問題，保證了生產(chǎn)的順利運行，希望這些經(jīng)驗?zāi)転橥刑峁┙梃b與參考。
參考文獻
［1］ 唐天新． 混勻取料機的設(shè)計缺陷及改進［J］． 起重運輸機械，2010，50( 12) : 85 －86．
［2］ 朱俊鵬，萬芳． 滾筒式混勻取料機技術(shù)改造［J］． 起重運輸機械，2003，43( 11) :44 －46．