螺旋卸煤機(jī)卡軌問(wèn)題分析及解決

溫永波

（馬鞍山鋼鐵股份有限公司熱電總廠，安徽馬鞍山 243000）

1 引言

馬鋼熱電總廠老區(qū)的3臺(tái)220t煤粉鍋爐全年耗煤55萬(wàn)t，動(dòng)力煤來(lái)源為鐵路運(yùn)輸，2臺(tái)卸煤機(jī)為梅山鋼鐵公司生產(chǎn)的K＝7.5m螺旋卸煤機(jī)，屬于非標(biāo)產(chǎn)品。燃運(yùn)車(chē)間配有5萬(wàn)t煤場(chǎng)，平均卸煤或加倉(cāng)1500t/d。運(yùn)行方式為，動(dòng)力煤卸入煤場(chǎng)后，再利用斗輪機(jī)加倉(cāng)。其中，鐵路局對(duì)熱電總廠的卸車(chē)時(shí)間有嚴(yán)格規(guī)定，11m i n/節(jié)，2h/每批（17節(jié)）。如果車(chē)皮超時(shí)停留，將對(duì)鐵路局的車(chē)組運(yùn)行計(jì)劃不利，并對(duì)熱電總廠執(zhí)行經(jīng)濟(jì)處罰。在1993年投產(chǎn)初期的幾年中，2臺(tái)卸煤機(jī)由于經(jīng)常發(fā)生卡軌現(xiàn)象，而不能按時(shí)完成卸車(chē)任務(wù)，是熱電總廠迫切需要解決的技術(shù)難題。

2 卸煤機(jī)結(jié)構(gòu)、參數(shù)及性能

螺旋卸煤機(jī)由行走機(jī)構(gòu)、起升機(jī)構(gòu)、螺旋機(jī)構(gòu)、搖擺機(jī)構(gòu)、司機(jī)室和機(jī)架構(gòu)成。

軌距K＝7.5m

行走速度：v＝0.22m/s

卸煤速度：450t/h

總重Q＝26t

附屬設(shè)施鐵軌長(zhǎng)L＝220m

2.1 行走機(jī)構(gòu)組成

減速器：蝸輪蝸桿減速器，速比i＝54，模數(shù)M＝8

電動(dòng)機(jī)：Y Z R 160M 1—6，功率5.8k W

減速器數(shù)量：4臺(tái)

行走輪直徑D＝500

3 卡軌過(guò)程及原因分析

卸煤過(guò)程由各個(gè)機(jī)構(gòu)的協(xié)調(diào)動(dòng)作組成。其中，卸煤阻力為3000k g，由布置在機(jī)架4個(gè)支腿的4臺(tái)減速器驅(qū)動(dòng)。但是在投產(chǎn)初期，卸煤機(jī)在作業(yè)時(shí)，4個(gè)驅(qū)動(dòng)輪中，其中的某一個(gè)輪經(jīng)常不能正常滾動(dòng)，而是處于靜止?fàn)顟B(tài)，被卸煤機(jī)被動(dòng)拖動(dòng)在軌道上滑行，由此產(chǎn)生巨大的阻力和強(qiáng)烈的振動(dòng)而終止作業(yè)。

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)觀察發(fā)現(xiàn)，卡軌原因是4臺(tái)減速器的蝸桿轉(zhuǎn)速不相同所造成。在蝸桿轉(zhuǎn)速相同的情況下，4個(gè)D＝500的驅(qū)動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速也相同，共同驅(qū)動(dòng)卸煤機(jī)進(jìn)行卸煤作業(yè)。可是，當(dāng)其中的某一個(gè)蝸桿轉(zhuǎn)速過(guò)慢的時(shí)候，其傳動(dòng)鏈末端的行走輪將被行走速度0.22m/s的卸煤機(jī)所驅(qū)動(dòng)，通過(guò)傳動(dòng)鏈，最終蝸輪將作用于蝸桿。由于蝸輪蝸桿傳動(dòng)“自鎖”的特點(diǎn)，蝸輪和蝸桿之間產(chǎn)生巨大的摩擦力而不能轉(zhuǎn)動(dòng)，該減速器已不能輸出動(dòng)力，并且，電動(dòng)機(jī)同時(shí)出現(xiàn)“堵機(jī)”現(xiàn)象。

蝸桿轉(zhuǎn)速過(guò)慢的原因：

（1）由于Y Z R 160M 1—6電動(dòng)機(jī)本身的原因造成轉(zhuǎn)速不相同。

（2）減速器潤(rùn)滑效果不良。潤(rùn)滑條件對(duì)蝸輪蝸桿的傳動(dòng)影響較大，一旦油質(zhì)不良或漏油，傳動(dòng)阻力增加、溫度升高，轉(zhuǎn)速將有所下降。

（3）蝸桿的軸承出現(xiàn)故障。

（4）減速器的數(shù)量多，更加容易出現(xiàn)轉(zhuǎn)速不相同的現(xiàn)象。

4 改造行走機(jī)構(gòu)減速器換型

由于蝸輪蝸桿減速器的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊、傳動(dòng)比高，在原設(shè)計(jì)中的安裝空間較狹小，所以對(duì)改造提出了較高的要求，通過(guò)性能特點(diǎn)的一一比較，選擇B L Y 33—87—5.5立式擺線針輪減速器可以達(dá)到設(shè)計(jì)改造的技術(shù)要求。

其優(yōu)點(diǎn)：（1）沒(méi)有“自鎖”的特點(diǎn)，出現(xiàn)轉(zhuǎn)速不相同時(shí)，不會(huì)影響正常卸煤作業(yè)。（2）結(jié)構(gòu)緊湊、傳動(dòng)比高，所占空間較小可以置換原減速器。（3）效率高，達(dá)到95%以上。

通過(guò)錐齒輪副28:45，改變了傳動(dòng)方向，達(dá)到了原設(shè)計(jì)的速比i＝54（見(jiàn)圖1）。

圖1 改造后行走裝置

5 安裝中的難點(diǎn)及解決方法

焊接安裝基座時(shí)，由于沒(méi)有安裝定位基準(zhǔn)，無(wú)法保證減速器及主動(dòng)錐齒輪（Z=28）的安裝精度，為此，制作以輪軸為基準(zhǔn)的專(zhuān)用工具（見(jiàn)圖2）。

圖2 安裝用專(zhuān)用工具示意圖

以此，（1）保證基座孔D的中心線與輪軸的中心線在同一垂直平面內(nèi)；（2）保證裝配尺寸L-20和M-20的安裝精度，并且取尺寸公差的下限，以便在精找正中可以在減速器與基座之間、被動(dòng)齒（Z＝45）與輪軸臺(tái)肩之間加墊片，調(diào)整好齒輪副的側(cè)隙。當(dāng)基座焊接安裝完畢，拆除法蘭1、法蘭2的螺栓，取下專(zhuān)用工具。

由于低轉(zhuǎn)速和正反方向交替運(yùn)行，因此選擇較小的齒輪副的安裝側(cè)隙。

式中，K取6；

A——齒輪副中心距，m m；

J——側(cè)隙，μm。

裝配齒輪副時(shí)，齒面的接觸部位盡量調(diào)整在小端的位置，當(dāng)工作產(chǎn)生負(fù)荷時(shí)，接觸部位就會(huì)移到理想狀態(tài)的中部。

6 后階段的完善工作

改造完成后，達(dá)到了預(yù)期效果，消除了卡軌現(xiàn)象，同時(shí)由于擺線針輪減速器的傳動(dòng)效率高，因此卸煤效率也大為提高，再未發(fā)生超時(shí)滯留車(chē)皮的事情。

但是出現(xiàn)了輪軸軸承壽命減少的現(xiàn)象，這是由于輪軸錐齒輪（Z=45）的懸臂式安裝產(chǎn)生了彎矩，通過(guò)計(jì)算，輪軸軸承承受了其4倍的附加應(yīng)力。之后采取措施，將錐齒輪改為雙跨支撐（如圖3）。

圖3 完善后行走裝置

支撐架起著支撐的作用，結(jié)構(gòu)合理，消除了輪軸軸承的附加應(yīng)力，增強(qiáng)了輪軸的剛性。至今已連續(xù)運(yùn)行13年，共卸煤715萬(wàn)t，沒(méi)有壓車(chē)皮記錄，改造成功。