萬噸生產線槽式輸送機的研發及應用

周敏虎

萬噸生產線槽式輸送機的研發及應用

Research and Application of Trough Conveyor forfor 1000010000t/d Cement Production Line

周敏虎

SCD1400、SCD1600型熟料槽式輸送機是應用于萬噸級水泥熟料生產線上的輸送設備，上饒中材機械有限公司于2004年底開始研發，2006年2月第一臺設備投入使用，2008年3月研發設備通過國家級重點新產品鑒定。萬噸級熟料槽式輸送機突破了多項關鍵技術，經現場測試和跟蹤調查，各項性能指標均達到或超過國際先進水平，產品輸送能力達1000t/h，爬坡高度超過60m，填補了該設備國內空白，并替代進口產品。迄今為止有近20臺套設備投入使用，運轉平穩，故障率低，節能效果顯著。

萬噸；槽式輸送機；研發；應用；關鍵技術

進入21世紀以來，我國水泥工業發生了突破性的變化，新技術、新裝備的集約化生產不斷取代落后、分散的小水泥生產方式，新型干法水泥的發展和產業技術進步舉世矚目。根據建材行業中長期科學技術發展戰略及“十一五”科技發展規劃的重點和工作任務，其第一條就是要求發展新型干法水泥生產技術和大型化裝備。在此之前，我國萬噸級水泥熟料槽式輸送機均為德國進口產品，價格十分昂貴。為了打破國外產品對國內市場的長期壟斷局面，我公司于2004年底開始研發SCD1400、SCD1600型水泥熟料槽式輸送機，2006年獲得成功，為推進我國萬噸級水泥裝備國產化進程作出了應有的貢獻。

1 研發內容和技術突破

在水泥行業中，輸送設備的種類有很多，我們選擇了SCD1400和SCD1600型槽式輸送機作為研發的機型，因為這種輸送機適合運送水泥熟料、礦渣等有一定溫度的小顆粒狀物料，并能夠進行較長距離的輸送，可以滿足8000t/d至12000t/d水泥生產線的配套要求。

在設備性能的定位上，我們以國際上水泥輸送設備屬于高端技術的生產商——德國奧蒙德（AUMUND）的產品為趕超目標。

1.1 確定技術方案

SCD1400、SCD1600型槽式輸送機技術方案包含以下內容：

（1）滿足8000～12000t/d水泥熟料生產線的輸送能力，輸送傾角0～45°，爬坡高度超過60m；

（2）結構設計先進，性能可靠；

（3）能運送120℃的物料（允許物料短時350℃），運轉平穩；

（4）節能；

（5）安裝維護簡便，使用壽命長。

1.2 主要零部件及其關鍵技術突破

1.2.1 鏈條的研制

鏈條是槽式輸送機的核心部件，鏈條的安全可靠性，決定著整臺設備的研發成敗。為了確保鏈條的絕對安全，鏈條設計成短節距（250mm）精模鍛鏈，嚙合時沖擊力小、運轉平穩；考慮到理論強度計算的誤差，分別選用幾種材料和不同的熱處理工藝制作鏈板和銷軸，并針對不同方案進行了多次鏈條破斷試驗。根據試驗結果，從中選取最佳的材料和熱處理工藝組合。目前我公司萬噸級輸送機鏈條強度達到了國外同行水平，完全能滿足萬噸輸送機的使用要求。

1.2.2 驅動鏈輪的研制

驅動鏈輪是保證鏈條準確嚙合的關鍵部件，輪齒強度、耐磨性和加工精度是熟料輸送機正常運轉的重要保證。由于萬噸輸送機的輸送量大、爬坡高度高等特點，對鏈輪齒的強度和使用壽命提出了更高要求。設計時，主要從以下幾方面改進提高：

（1）輪齒采用40Cr鍛制毛坯；

（2）輪齒設計成雙切齒，即驅動鏈輪每轉兩周，每個齒只需嚙合一次，因此齒面磨損次數減少一半，輪齒的使用壽命相應增加一倍；

（3）驅動鏈輪設計成分體式，輪齒磨損后可進行更換。輪齒與輪轂采用組合脹套聯接：a提高接合面抗剪應力，避免聯接螺栓被剪斷；b輪齒更換時，拆卸、安裝操作簡單方便，不會損傷輪轂內孔。

（4）為了確保輪齒強度，采用調質處理加齒面中頻淬火工藝。為保證淬火質量，研制了專用中頻淬火機床，確保齒面淬火硬度HRC55～60，淬硬層深5～7mm。齒形采用數控線切割機床加工，保證分度均勻及齒形的精度。

1.2.3 頭部雙楔塊調節定位裝置

大噸位熟料輸送機部件較重，不易保證安裝精度。輸送機長度長，頭尾定位困難。安裝精度將直接影響運行的平穩性和運行部件的壽命。萬噸級的輸送機的頭部重量達7～8t，調節不易準確到位。雙楔塊調節定位裝置將頭部裝置定位分兩步進行，可先將7噸多的頭部裝置按地面基礎中心線粗定位，再用雙楔塊定位裝置將不到2噸重的頭部輪軸組無級精確定位，確保安裝的精度和準確性，保證整個輸送機的運行可靠性。

1.2.4 采用新型彈性圈聯軸

萬噸級輸送機的牽引力很大，聯軸器傳遞扭矩達345kN·m。大型聯軸器的加工及安裝找正非常困難，在使用過程中，彈性柱銷常被剪斷，故障率很高。上饒中材充分吸取以往聯軸器的經驗教訓，對萬噸輸送機的聯軸器的結構形式進行重新設計，將裝配鋼芯彈性柱銷的兩個半聯軸節孔設計成圓孔與錐孔交錯布置（見圖1），安裝時將兩個半聯軸節推攏，錐孔端具有自動找正對中作用，不需要其他輔助工具即可完成聯軸器對中找正工作，操作簡單，大幅提高了工作效率，降低了勞動強度。為保證彈性柱銷的強度和彈性，避免受剪切失效，彈性柱銷采用錐形鋼芯聯接銷外包彈性橡膠圈的結構，彈性橡膠圈材質選用高密度合成橡膠，其具有強度高、耐磨、耐自然老化性好等特點，與銷軸裝配的內孔壁采用兩層纖維加強，確保聯軸器傳遞扭矩的要求。

圖1 彈性圈聯軸器示意圖

表1 輸送機參數及能耗指標*

2 研發成果及推廣應用概況

2.1 研發成果

（1）SCD1400、SCD1600熟料槽式輸送機的研制成功，打破了國外萬噸級水泥技術裝備在國內市場的壟斷局面，填補了國內空白；替代進口產品，每臺節省30～50萬歐元，可為用戶提供高效快捷的技術服務和優質、相對廉價的配件服務；促進國內萬噸級大型水泥生產線的發展。

（2）促進“萬噸級大型水泥生產線成套技術裝備研制”項目的完成，增強了我國水泥技術裝備在國際市場的競爭力，帶動了我國相關行業向海外市場的發展。

（3）低能耗。目前銅陵海螺水泥有限公司有兩條10000t/d水泥生產線和一條12000t/d水泥生產線，前者兩臺10000t/d熟料槽式輸送機為德國AUMUND公司產品，后者12000t/d水泥生產線的熟料槽式輸送機是我公司于2011年10月交付使用的產品。根據銅陵海螺2012年8月27日提供的數據，兩家產品的能耗對比如表1。

從表1中數據可知：上饒中材產品比德國AUMUND產品的提升高度高出12.7%，輸送量增大7.1%，但能耗降低2%，節能效果顯著。

2.2 推廣應用概況

SCD1400、SCD1600型熟料槽式輸送機自2006年2月首臺交付使用以來，有近30臺投入使用，另有5臺處于生產加工階段。

昆鋼嘉華建材有限公司及阿聯酋CEMEX水泥粉磨站的輸送機，分別于2006年6月和2007年8月份投入運轉，至今運行平穩，故障率很低。蕪湖海螺和銅陵海螺共5臺12000t/d熟料槽式輸送機投產至今一年多時間，運轉良好，各項性能指標均達到或超過國際先進水平。

3 結語

SCD1400、SCD1600型熟料槽式輸送機輸送量大，爬坡高度高，滿足了12000t/d水泥生產線的配套使用要求，整機結構設計合理先進，運轉平穩，是目前同等工況條件下能耗最低的輸送設備，其推廣使用對推動我國大型干法水泥生產線的技術進步、產業及產品結構轉型升級、大型水泥裝備進軍海外市場等方面都具有重要意義。

[1]袁紐，梁之洵，謝松壽，陳逢陽.運輸機械設計制造用手冊下冊[M].北京：化學工業出版社出版，1991.（1）：178-189.■

TQ172.687

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1001-6171（2014）06-0035-02

上饒中材機械有限公司，江西上饒334000；

2014-10-26；編輯：呂光