用磨削方法處理混合機滾圈缺陷

劉文霞高萬良

（1.內蒙古包頭職業技術學院，包頭 014030；2．內蒙古包鋼（集團）公司煉鐵廠，包頭 014010）

用磨削方法處理混合機滾圈缺陷

劉文霞1高萬良2

（1.內蒙古包頭職業技術學院，包頭 014030；2．內蒙古包鋼（集團）公司煉鐵廠，包頭 014010）

本文通過長期跟蹤測量，對混合機滾圈因磨損變形嚴重造成的振動進行詳細分析，通過方法比對，采用磨床對混合機滾圈進行打磨，有效減少和消除筒體的振動，對穩定生產也有重要作用。

滾圈 砂帶打磨 點蝕 筒體振動 延長使用壽命

前言

在燒結生產工藝中，一次混合機主要有物料混勻的作用，混合機筒體靠四個托輪托起，由電機減速機帶動小齒輪嚙合筒體上的大齒圈實現筒體的旋轉運動，滾圈由鍛鋼鍛制成環狀后，與筒體焊接成一個整體，主要起到支撐筒體和保持剛度的作用。燒結料混合機如圖1所示。

圖1 燒結料混合機

包鋼煉鐵廠一燒車間二期一次混合機規格：∮3 200× 13 000mm，1995年投入運行以來，已連續運行17年（設計使用壽命為15年），混合機滾圈尤其是入料口滾圈已出現大面積的疲勞點蝕、甚至存在局部變形，情況相當嚴重，混合機運轉時，筒體、托輪、混凝土基礎都在一起劇烈振動，存在較大設備隱患。

1 混合機振動的原因分析

混合機滾圈為鍛制、材質為35，滾圈與筒體焊接后，為消除內應力，進行退火處理，滾圈進行調質處理后，表面硬度為HB150-HB180。

（1）由于進料端受物料的沖擊，瞬間作用力較大，物料較多，對滾圈的強度、剛度要求較高，而滾圈的鍛造缺陷在受擠壓時，表面會形成很多麻點或凹坑，長時間擠壓使表面出現波紋狀條紋，致使滾圈與托輥接觸不良，因此，相對來說，進料端的滾圈損壞較嚴重，是造成混合機振動的主要原因。

（2）托輪是筒體的支撐部件，承受整個筒體裝置和筒內混合料的重量，及運轉負荷，托輪有兩對，從筒體的橫截面看，每對托輪對稱安裝在滾圈垂直中心線兩側，左右夾角各為30。是筒體的徑向定位裝置，由于長期運轉造成滾圈與托輪間的不均勻磨損，滾面的接觸不良，在托輪的導向作用下，滾圈的運動軌跡不在一個平面內，筒體上下移動，造成滾圈與托輪表面橫向產生磨損，托輪對筒體存在很大的阻力，而阻力隨著滾圈的旋轉有規律地變化，從而產生振動[1]。

（3）由于工藝缺陷和生產任務緊張，上料系統短暫處理問題，混合機全部帶料停機（相當頻繁），一次混合機旋轉部件重67t，正常填充物料在35t左右，如果加上筒壁內側的粘接料，全部重量應在100t以上，如此巨大的負荷，瞬間啟動對設備的損害極大，對長期使用且易疲勞點蝕的滾圈來說，勢必會造成壓痕或局部變形。這也是造成振動的主因之一。

（4）混合機使用環境屬于多粉塵場所，滾圈表面與托輪接觸有粉塵顆粒進入，對滾面產生壓痕，形成麻點，造成運行不平衡。

（5）滾圈存在鍛造缺陷，或熱處理不均勻，造成運轉過程中受擠壓時，表面易產生不均勻變形，形成很多麻點和凹坑，長時間擠壓使表面出現波紋狀條紋，致使表面接觸不良產生振動。

（6）混合機筒體內安裝有橡膠襯板和揚料裝置，其主要作用除保護筒體外，還要盡量使物料按照正常軌跡“滾落”，當物料按“滾落”軌跡運動時，筒體所承受的力是均勻的，運動狀況平穩，這種運動狀況是設計和工藝要達到的目的，而當揚料裝置太大或過小，沒有充分發揮作用時，會導致物料在筒體內的軌跡為“瀑布”或“滑落”，落下的物料在筒體旋轉方向有逆向作用，既不能混合均勻，又導致筒體運轉受力不均，運動狀態不平衡而產生振動[1]。

2 振動數據的對比

圖2為東側入料口托輪的俯視圖。

圖2 東側入料口托輪（俯視）

從振幅數據來觀察，（見表1和表2）徑向數值最大，而徑向數值中，又以東北端托輪振幅最大，從理論上分析，與實際情況相吻合。

表1 入口東北角的托輪振動數值

表2 出口東南角托輪振動數值

圖3 北側托輪布置圖

（1）通過測量調整來恢復混合機四個托輪的原始安裝位置，圖3為北側托輪布置圖。托輪是混合機主要的支撐和定位部件，只有確定四個托輪的平行度、跨距、前后輪的高差及傾斜度等數據，才能進行下一步工作。

（2）利用一次（混合機筒機剖面圖見圖4）的慢傳裝置，重點測量出入料口滾圈的縱向偏差（每個滾圈縱向面按A、B、C三個點來測量），圓弧按每500mm一個點來劃分，共23個點，滾圈的全部測量均出入料口同時進行，使數據更可靠、更真實，便于對振動原因進行下一步分析和比對。

圖4 混合機筒體剖面圖

根據表3的數據分析，以B、E點為例，B點高差最大約為3mm（6、7點最高），平均值2695.0mm，E點高差最大值為2mm（13、14點最高），平均2950.7mm，根據測量的數據，基本可以判定滾圈的同心度偏差量，從而可以基本確定下一步滾圈的磨削量。

3 確定解決方案

（1）考慮當前燒結任務繁重，不可能有較長的檢修時間，而且，現場施工難度大，根據實際測量結果，再確定滾圈的具體修復方案，常規的滾圈修復方法有三種：磨削、焊補修復、更換，具體分析如表4所示。

表4 解決方法比較圖

根據當前的生產形勢，磨削修復，投入少、能在短時間內改善和緩解混合機的振動情況。

（2）強力砂帶磨削是一種新興的機械加工技術，具有加工效率高，適應性強，操作安全簡便等特點，應用領域廣泛[2]。本方案的基本思路是：砂帶磨床由驅動輪、接觸輪、張緊輪、砂帶、工作臺架、動力及電控部分組成（見圖5），在筒體（微動）轉動下，實現由砂帶磨床對滾圈的磨削。

圖5 實際打磨圖像

4 實施砂帶打磨

4.1 打磨的要求

砂帶打磨裝置的制作和現場使用應滿足以下幾點要求：（1）砂帶中間位置切于滾圈，使砂帶盡可能靠近滾圈；（2）打磨裝置運轉可靠，便于更換砂帶，簡便、安全；（3）砂帶可以在滾圈的徑向和軸向進行行走和進退調節；（4）砂帶自帶驅動電機；（5）砂帶應與滾圈運行方向相反，以提高打磨效果。

4.2 打磨的步驟

打磨的步驟主要為：拆除滾圈護罩→清洗滾圈油污架→設磨床平臺→安裝→磨床并找正→加工→檢查→精磨驗收→拆除平臺→各部數據測量及調整→恢復護罩→運轉。

4.3 打磨的效果

從2012年10月30日凌晨1:30開始打磨，至10月31日凌晨1:30止，剔除更換砂帶及打磨間隙測量時間，實際打磨時間約20小時。打磨數據見表5。

表3 混合機滾圈同心度偏差測量值

表6 砂帶打磨前后振幅對比

從表6數據可知，通過對滾圈近20個小時的打磨，一燒二期一次混合機滾圈的振動明顯減小，混合機連續運行近半年時間，狀況基本穩定。

5 結論

（1）由于混合機滾圈的修復方案是采用在線修復，不拆除設備，延長混合機的使用壽命，節約備件與施工費用。

（2）提高混合機即燒結機系統的作業率和產量創造的經濟效益。

（3）包鋼煉鐵廠一、三、四燒三個車間共有此類混合設備13臺，為鐵廠處理此類大型設備缺陷積累了寶貴的檢修經驗。

表5 打磨數據表單位（mm）

[1]張思平，彭勤儉.大型旋轉體與支承托輥振動原因分析[A]//全國第五屆燒結球團設備技術研討會論文集[C].2007.

[2]林東生.表面處理技術[M].北京：冶金工業出版社，2010.

Mixing Machine Roller Defect Analysis and Processing

LIU Wenxia1,GAO Wanliang2
( 1.Baotou Vocational ＆Technical College,Baotou 014030;2. New system of B aotou Steel ironmaking operations, Inner Mongolia,Baotou 014010 )

In this paper, mixer rolling circle severe deformation due to wear caused by vibration, measured by long-term tracking, and carried out a detailed analys is, by comparison, grinder mixer rolling ring polished, effective in reducing and eliminating the cylinder, stable production has played an effective role.

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