混勻取料機(jī)出現(xiàn)的問題與改造探索

曹立國

(成渝釩鈦科技有限責(zé)任公司，四川 內(nèi)江 642469)

混勻取料機(jī)是燒結(jié)料場使用的散狀物料取料設(shè)備，用于挖取粒度0～50mm、比重≤2.5 t/m3的鐵精粉及其它粉狀物料。該機(jī)在料堆端部進(jìn)行作業(yè)，通過斗輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動將已堆好的物料均勻取下，通過原料輸送皮帶轉(zhuǎn)運(yùn)至燒結(jié)配料礦倉，由燒結(jié)系統(tǒng)通過不同礦倉的原料儲存，進(jìn)行精確配料后供燒結(jié)機(jī)“均質(zhì)”燒結(jié)使用。

國內(nèi)鋼鐵廠的原料結(jié)構(gòu)組成及料場規(guī)模均有各自的特點，我公司料場能力偏小且原料回廠種類多，取料機(jī)換向頻繁是設(shè)備運(yùn)行的一大問題。我公司原料場混勻取料機(jī)跨度為37 m，軌道長度418 m,軌上取料高度≤11.75 m,軌下取料高度≥-0.65 m，主要挖取各種品位的鐵精粉。

該機(jī)取料設(shè)計能力為1500 t/h，斗輪體結(jié)構(gòu)型式為傳統(tǒng)的雙斗輪雙向取料；作用是將已混勻堆好的物料按垂直于料層方向進(jìn)行全斷面橫向切取；料耙機(jī)構(gòu)為電動葫蘆卷揚(yáng)形式，通過電動卷揚(yáng)實現(xiàn)料耙的提升和下放，從而起到疏松堆場原料的作用；走行機(jī)構(gòu)型式為組合式車輪結(jié)構(gòu)；小車驅(qū)動結(jié)構(gòu)為鋼絲繩卷揚(yáng)結(jié)構(gòu)形式。

該機(jī)型外形尺寸(長×寬×高)43 700×28 650×11 100 mm；橋架帶式輸送機(jī)帶寬1.2 m, 帶速2 m/s；料耙機(jī)構(gòu)料耙傾角角度37°～ 40°；潤滑系統(tǒng)采用集中潤滑控制，電氣系統(tǒng)總裝機(jī)容量325 kW，控制方式為手動、單動、PLC程控三結(jié)合方式；該機(jī)重心較低，斗輪在料堆底部進(jìn)行取料作業(yè)。

工作時，料場地面皮帶輸送系統(tǒng)啟動，隨后開動橋架帶式輸送機(jī)，延時開斗輪、小車驅(qū)動機(jī)構(gòu)，通過鋼絲繩卷揚(yáng)裝置驅(qū)動，帶動小車在橋架上左右移動。同時斗輪機(jī)構(gòu)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，料耙均勻地將料堆上各層物料均勻耙下，由斗輪從底部挖取送至頂部，原料通過自重落入中心下料口，進(jìn)入皮帶輸送機(jī)。

1 運(yùn)行過程中出現(xiàn)的問題及原因

輪體與工作面滾道采用高強(qiáng)度螺栓連接，由于滾道寬度設(shè)計偏窄，帶負(fù)荷工作時線接觸應(yīng)力大，設(shè)備整體承載能力較小，輪體左右擺動大，滾道及輪體變形、磨損嚴(yán)重，上下支承輥、側(cè)擋輥過度磨損，備件更換消耗量大。原因：原輪體與輪體滾道采用螺栓連接，上滾道支撐面及側(cè)滾道支撐面較小，承載能力小。

行走小車采用材質(zhì)為45#鋼支承輪及材質(zhì)為45#鋼側(cè)擋輥，同種材料的摩擦系數(shù)及熱處理工藝相同，硬性接觸，造成振動大、磨損嚴(yán)重。同時，由于安裝、使用及調(diào)整各種工況的影響，在輪體轉(zhuǎn)動時容易形成各輥不同步的摩擦現(xiàn)象，進(jìn)而引起個別支承輥的磨損，導(dǎo)致輪體擺動增大，軸承竄位加劇，造成輪體及上下支承輥、側(cè)擋輥磨損及擺動的惡性循環(huán)，嚴(yán)重時出現(xiàn)斗輪體異常變形、取料斗偏斜漏料等問題，進(jìn)而引起鏈條、鏈輪的非正常磨損，鏈條平均每周更換一次，影響設(shè)備的作業(yè)指標(biāo)。原因：原支撐輥直徑較小、寬度窄，兩輪同心度較差，材料為45#，與輪體軌道是剛性接觸，材料熱處理硬度差異小，導(dǎo)致接觸磨損大，在開機(jī)運(yùn)行時震動大，影響設(shè)備整體的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，特別是大車車輪及軌道故障頻發(fā)。

原小車在大梁左右側(cè)各只有一條側(cè)軌，軌道型號為國標(biāo)43 kg級，在側(cè)向力和挖掘力的作用下，小車斗輪橫向運(yùn)行不穩(wěn)定; 小車行走輪軸承座強(qiáng)度差，整體呈斜向下不均勻受力趨勢，小車輪及軌道過度磨損，導(dǎo)致車輪更換頻繁，軌道磨損嚴(yán)重。

圖1 小車輪與側(cè)軌結(jié)構(gòu)形式

2 改造方案及內(nèi)容

斗輪體部分。改造后輪體與滾道及側(cè)軌均采用一體式制作結(jié)構(gòu)形式，使?jié)L道與各支撐輥接觸面積增加25%，受力面加大后，單位承載負(fù)荷減小，從而延長備件的使用壽命；改造后增加圓弧擋料板的剛性，采用可調(diào)形式，防止漏料；改造后斗子采用可調(diào)式拉桿形式，便于換向。

圖2 小車行走輪

圖3 改造后斗輪體結(jié)構(gòu)

支撐輥材質(zhì)全部采用聚氨酯掛膠處理，其制造工藝為在原光面鑄鋼件輥輪表面加工凹槽，委外進(jìn)行聚氨酯掛膠，關(guān)鍵工藝要求聚氨酯與鋼件緊密貼合，并要求一定的強(qiáng)度和耐磨性。并采用同軸結(jié)構(gòu)，支承輪直徑增至559 mm，寬度增大至220 mm，與輪體滾道柔性接觸，降低了設(shè)備的震動和噪聲，振動減少，運(yùn)行平穩(wěn)。

圖4 改造后支撐輥結(jié)構(gòu)形式

小車運(yùn)行改造。改造前，大梁兩側(cè)各有一根軌道，車輪上、下限位度差，自由度大，行走過程中經(jīng)常出現(xiàn)“啃軌”現(xiàn)象；改造后在橋架腹板下部再增加一條軌道，同時增加側(cè)輪，小車車輪只能前后移動，上下移動自由度為零，從根本上解決了“啃軌”問題。同時，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，提高軸承座的承載能力，軸承座采用鑄鋼件。

圖5 改造后小車運(yùn)行結(jié)構(gòu)

3 其他輔助環(huán)節(jié)

設(shè)計制作斗輪體，輪體采用16 Mn鋼板焊接而成，輪體支承輥軌道及兩側(cè)擋板采用耐磨合金鋼(NM400)。斗輪體制作后采用震動時效處理(SR2000G)。輪體采用計算機(jī)有限元計算，保證輪體強(qiáng)度及鋼度。輪體支承輥軌道寬度約為280 mm，兩側(cè)擋輪軌道高度不小于120 mm，由此增加各輥輪與輪體軌道的接觸面，減小各滾輪磨損，減輕輪體震動，減小噪聲，從而達(dá)到輪體的平穩(wěn)運(yùn)行。

上支承輥采用聚氨酯支承輥，安裝在小車12點鐘位置，與小車下支承輥形成三點支承結(jié)構(gòu)。支承輥規(guī)格為Φ560 mm×220 mm。上支承輥兩輪采用止口定位、螺栓聯(lián)接方式，上支承輥采用通軸的結(jié)構(gòu)形式[1]，支承輥軸承采用內(nèi)外密封圈密封，內(nèi)防漏油，外防粉塵進(jìn)入軸承內(nèi)。對軸承的選用，嚴(yán)格控制質(zhì)量。

下支承輥采用聚氨酯制作，規(guī)格為Φ350 mm×220 mm，安裝在小車下方位置，與小車上支承輥形成三點支撐結(jié)構(gòu)。

側(cè)擋輥采用聚氨酯制作，分布在輪體兩側(cè)，每側(cè)設(shè)4個側(cè)擋輥，側(cè)擋輥均衡配置，能保證輪體平穩(wěn)轉(zhuǎn)動。

4 施工規(guī)范

車輪同位差。同側(cè)軌道上各車輪滾動圓的中心面應(yīng)在同一平面內(nèi)(同位度)，其同位度偏差應(yīng)符合表1、圖6的規(guī)定(允許在車輪基準(zhǔn)端面上檢測調(diào)試側(cè)輪)。

圖6 小車同位差

表1 車輪同位差檢驗標(biāo)準(zhǔn)

斗輪驅(qū)動裝置在機(jī)架上的安裝。測量小鏈輪與大鏈輪兩鏈輪中心面的共面誤差δ≤2a/1000(a為兩鏈輪的中心距)，如圖7所示。待測量滿足要求后，將斗輪驅(qū)動裝置底座焊于機(jī)架上。安裝滾子鏈時，應(yīng)注意止鎖零件的卡簧開口方向應(yīng)與鏈條運(yùn)行方向相反，避免沖擊、跳動以及碰撞時脫落。

圖7 斗輪裝置共面誤差

小車驅(qū)動機(jī)構(gòu)，按裝配圖所示位置安裝好。注意：兩根鋼絲繩纏繞應(yīng)嚴(yán)格按裝配圖技術(shù)要求，防止鋼絲繩對卷筒、對滑輪偏斜角超過允許偏角，安裝時應(yīng)保證卷筒中心線與橋架中心線的平行度為0.5，再焊平臺和定位塊。安裝時，鋼絲繩、卷筒槽內(nèi)、滑輪組軸端潤滑油杯處應(yīng)涂上潤滑油。

斗輪體調(diào)試標(biāo)準(zhǔn)。用手盤動斗輪，運(yùn)轉(zhuǎn)靈活，并檢測輪體滾道兩端面跳動不大于2 mm；調(diào)試上下側(cè)輥與側(cè)軌的間隙不得超過4～6 mm；側(cè)輥與側(cè)軌全接觸后，小車車輪側(cè)面與軌道間隙不小于3 mm；每側(cè)4個側(cè)輥應(yīng)在同一個平面上，且距斗輪體滾道端面2.5 mm；圓弧擋料板下座裝好，調(diào)整圓弧擋料板與輪體的間隙，使之不大于4～10 mm。

5 改造后的情況

通過進(jìn)行合理的生產(chǎn)組織，利用生產(chǎn)間隙時間逐項實施技術(shù)改造，設(shè)備運(yùn)行平穩(wěn)可靠；電機(jī)電流正常，性能參數(shù)達(dá)到設(shè)計要求；軸承外殼溫升≤40 ℃，其最高溫度≤80 ℃；各處潤滑無泄露；設(shè)備可開動率達(dá)到97%，設(shè)備作業(yè)率由原來的75%提升至90%；備件年消耗節(jié)約70萬元/臺；降低檢修工的勞動強(qiáng)度，提高設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性，為燒結(jié)生產(chǎn)持續(xù)穩(wěn)定提供原料打下了堅實的基礎(chǔ)，此項改造優(yōu)化取得了預(yù)定的效果。