萊鋼LS800螺旋輸送機(jī)的優(yōu)化

（山鋼集團(tuán)萊蕪鋼鐵型鋼煉鐵廠，山東 萊蕪 271104）

萊鋼LS800螺旋輸送機(jī)的優(yōu)化

張守旗

（山鋼集團(tuán)萊蕪鋼鐵型鋼煉鐵廠，山東 萊蕪 271104）

針對萊鋼1 880m3高爐粒煤收粉系統(tǒng)LS800螺旋輸送機(jī)存在的問題，進(jìn)行了技術(shù)改造，自主設(shè)計裝配LS800螺旋機(jī)，解決了設(shè)備問題，保障了高爐噴吹冶煉。

粒煤收粉系統(tǒng)；螺旋輸送機(jī)；吊掛總成

萊鋼1 880m3高爐粒煤噴吹技術(shù)在國內(nèi)首家實施成功后，粒煤噴吹煤比逐步提升，由最初煤比不足80kg/t提高到了160kg/t以上，使?fàn)t況長期穩(wěn)定，且利用系數(shù)高。

一、設(shè)備概況

萊鋼1 880m3高爐噴煤收粉系統(tǒng)中LS800螺旋輸送機(jī)是粒煤收集系統(tǒng)與噴吹系統(tǒng)之間的“橋梁”。既是二期收粉系統(tǒng)與煤粉倉之間的密閉輸導(dǎo)設(shè)備，也是二期收粉系統(tǒng)通往一期噴吹系統(tǒng)煤粉倉之間的重要“橋接”設(shè)備。其運行穩(wěn)定性、可靠性決定著高爐粒煤噴吹的質(zhì)量和冶煉成本。

LS800螺旋輸送機(jī)的主要組成部件：螺旋機(jī)殼體、芯管軸總成、吊掛軸承總成、機(jī)頭軸承座總成、機(jī)尾軸承座總成、電機(jī)減速機(jī)、聯(lián)軸器等。具有承載能力大、安全可靠；適應(yīng)性強、安裝維修方便、壽命長、整機(jī)體積小、轉(zhuǎn)速高、密封性好等特點。

工作原理：物料從進(jìn)料口加入，當(dāng)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動時，物料在葉片法向推力的軸向分力作用下，沿著料槽軸向移動。

二、存在問題

螺旋輸送機(jī)自2008年6月投產(chǎn)后，先后發(fā)生20余次驅(qū)動端、尾端連接十字型銷軸斷裂事故及吊掛軸承總成損壞使用壽命短等問題，造成高爐粒煤噴吹穩(wěn)定性降低，冶煉成本增加。

1．驅(qū)動端、尾端連接銷軸頻繁剪斷

螺旋機(jī)機(jī)頭長短軸聯(lián)接設(shè)計存在缺陷，驅(qū)動端頭軸、尾端軸與螺旋芯管軸連接定位均采取φ24mm×300mm十字交叉銷軸形式，銷軸抗剪切強度不夠，且螺旋輸送機(jī)頻繁開機(jī)停機(jī)，瞬間對銷軸產(chǎn)生巨大剪切力，最終導(dǎo)致銷軸剪斷。

2．吊掛軸承總成使用壽命短

螺旋機(jī)軸承式吊掛總成設(shè)計存在缺陷，軸承內(nèi)圈直接將45#鋼吊掛軸直接加工成軸承內(nèi)圈，由于強度及硬度不足，導(dǎo)致吊掛軸承總成損壞嚴(yán)重，且軸承未增設(shè)密封裝置，造成軸承易進(jìn)煤粉，加劇了軸承的損壞，更換頻繁。

三、優(yōu)化設(shè)計

1．螺旋輸送機(jī)整體結(jié)構(gòu)設(shè)計

(1)第一套改造方案（圖1）

①改造螺旋機(jī)芯管軸與驅(qū)動軸、尾端軸之間聯(lián)接，直接采用通軸，即螺旋機(jī)芯管軸分別與驅(qū)動軸、尾端軸各設(shè)計成一體，消除了芯管軸與短軸的聯(lián)接部件隱患。

圖1 螺旋輸送機(jī)改造圖1

②改造軸承座結(jié)構(gòu)。為提高芯管軸軸承可修性，防止由于軸承損壞而損壞芯管軸，設(shè)計軸承座為上下剖分式，采用2盤漲緊套式軸承，內(nèi)置定位隔離環(huán)裝配結(jié)構(gòu)。

③螺旋機(jī)驅(qū)動端軸雙鍵連接驅(qū)動，尾端軸單鍵連接驅(qū)動。

(2)第二套改造方案（圖2）

圖2 螺旋輸送機(jī)改造圖2

①螺旋機(jī)芯管軸聯(lián)軸器設(shè)計。螺旋機(jī)芯管軸驅(qū)動端軸、尾端軸、吊掛等處共4套聯(lián)軸器，非連接端外軸徑加工尺寸為φ250mm，穿插進(jìn)芯管軸（芯管軸外圓徑φ270mm）內(nèi)，保證管壁厚δ=10mm，所連接處滿焊接，半聯(lián)軸器內(nèi)孔徑加工a=28mm的鍵槽。

②半聯(lián)軸器設(shè)計。

a．與螺旋機(jī)各連接部件半聯(lián)軸器軸孔均加工連接鍵a=28mm。

b．在聯(lián)軸器結(jié)合面上增設(shè)子母扣配合槽，增大連接強度，提高芯管軸整體同軸度。聯(lián)軸器如圖3所示。

圖3 聯(lián)軸器裝配圖

③螺旋機(jī)驅(qū)動端軸雙鍵連接驅(qū)動，尾端軸單鍵連接驅(qū)動。

④驅(qū)動端軸與螺旋輸送機(jī)聯(lián)接鍵的擠壓強度，經(jīng)計算均可滿足使用要求。

⑤聯(lián)接牢固性。針對螺旋機(jī)芯管軸長達(dá)24m，在輸煤重負(fù)荷工況下，機(jī)頭、機(jī)尾聯(lián)軸器螺栓連接強度無保障，理論上聯(lián)軸器易發(fā)生變形、扒口現(xiàn)象，造成芯管軸不同心度。為此進(jìn)行如下設(shè)計。

a．將與螺旋機(jī)芯管軸聯(lián)接的驅(qū)動端軸、尾端軸（軸徑φ95mm）尺寸增長120mm，增長部分裝配在螺旋機(jī)芯管軸內(nèi)，保證螺旋機(jī)芯管軸整體同軸度。

b．螺旋機(jī)驅(qū)動端軸、尾端軸端半聯(lián)軸器分別增設(shè)徑向M20螺栓定位銷，增強芯管軸與半聯(lián)軸器之間的連接強度。

⑥螺旋機(jī)頭部尾部端蓋設(shè)計。為提高驅(qū)動端軸、尾端軸、聯(lián)軸器及軸承等部件可修性，將螺旋機(jī)殼體驅(qū)動端端蓋、尾端端蓋沿軸中心水平向改為上下分體式插裝式結(jié)構(gòu)，并設(shè)置密封槽。

(3)優(yōu)化對比選擇

對照兩套優(yōu)化設(shè)計方案，第一套方案的缺點是當(dāng)螺旋機(jī)芯管軸及驅(qū)動端軸、尾端軸出現(xiàn)軸研磨時，不可避免地會報廢整套螺旋機(jī)芯管軸總成，而第二套方案僅更換驅(qū)動端軸或尾端軸即可，方便、快捷、便于維修。故確立以第二套方案為主，參照第一套方案中的機(jī)頭、機(jī)尾軸承座剖分式結(jié)構(gòu)形式。

①將機(jī)頭、機(jī)尾兩軸承座改為上下剖分式軸承座，可提高可修性。

②機(jī)頭軸承座軸承采用雙列調(diào)心滾柱軸承。

2．吊掛總成改造

(1)吊掛總成整體改造

進(jìn)一步整體改造吊掛軸承總成，如圖4所示，改1盤滾柱軸承為1盤防塵密封式推力調(diào)心式軸承，同時改造吊掛軸，增設(shè)軸階和卡簧定位，防止軸承串軸，以提高吊掛總成的使用壽命及運行可靠性。

(2)增設(shè)螺旋葉片

吊掛總成半聯(lián)軸器上分別增設(shè)螺旋葉片，提高螺旋機(jī)輸煤功效，消除積煤死角。

四、改造效果

圖4 吊掛總成改造

該LS800螺旋輸送機(jī)改造于2010年6月完成，并一次性試車成功。運行至今，未出現(xiàn)軸承振幅大、溫升現(xiàn)象，吊掛處未出現(xiàn)一次積粉自燃事故，吊掛總成使用壽命延長4倍。保障了高爐粒煤噴吹冶煉需要。

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