回轉窯托輪調整的方法

莫計松，潘國文，劉驥，黃興望

水泥回轉窯運行期間，其托輪襯瓦經常會出現發熱情況，導致襯瓦燒損、球瓦損壞、托輪軸磨損等事故，嚴重影響窯的正常穩定運行，因此，有必要對運行中的托輪襯瓦進行有效監控[1]。我公司2號生產線回轉窯自1986年投產至今，已運行三十余年，回轉窯托輪襯瓦溫度穩定在55℃以下，但回轉窯不能上下自由竄動，且為防止托輪襯瓦溫度突然發生變化，未對回轉窯托輪進行過調整。由于回轉窯長期處于上限位運行，導致3 號墩托輪表面磨損嚴重，磨損量約15mm，加之1號墩托輪施加在輪帶上的上竄力過大，加劇了輪帶與墊板擋鐵之間的磨損，輪帶磨損量（窯尾方向）約15mm?；剞D窯長期不能自由上下竄動，對輪帶、托輪及大小齒輪嚙合處等的磨損影響較大，因此，需調整回轉窯托輪，使2號生產線回轉窯能夠自由上下竄動。

1 原因分析

我公司2號生產線回轉窯在運行期間，經歷過輪帶更換、筒體更換、大齒圈更換等多次大修，設備狀態和性能已不能與投產時相比。同時，經長期的運行和振動，各托輪土建基礎也存在一定沉降，以致回轉窯斜度、中心線等與設計值有一定偏差，未能達到理想運行狀態。因此，需對回轉窯各托輪進行調整，以確?；剞D窯處于最佳運行狀態。回轉窯不能自由上下竄動的影響因素分析如下：

（1）3 號墩托輪表面磨損產生凸臺，使回轉窯不能自由上下竄動。從磨損情況看，托輪中間相對兩端磨損深度約15mm，寬度與輪帶基本一致，可以判斷是輪帶與托輪長期相對靜止運行產生的磨損。我們對3號墩托輪兩端采取在線車削的加工方式，車平凸臺后，回轉窯仍不能自由上下竄動。

（2）斜度變化引起回轉窯不能自由上下竄動。通過對各托輪基礎標高的檢測和計算，得到回轉窯目前的斜度為3.94%，與理論設計值4.0%并無明顯變化，不會造成回轉窯不能自由上下竄動。

（3）從托輪軸頸及止退盤溫度判斷，1 號墩托輪窯尾端止退盤與軸瓦接觸，油膜偏薄，止退盤溫度相對2號、3號墩托輪高10℃左右，可判斷該組托輪所受軸向力較大。同時，從該檔輪帶窯尾側與擋環接觸面摩擦、磨損較大，且有磨出鐵塊掉落的情況可知，1號墩托輪對回轉窯窯尾方向施加的軸向力過大，導致回轉窯不能自由上下竄動。

因此，要解決回轉窯不能自由上下竄動的問題，對托輪進行調整是最直接有效的手段。

2 受力分析及調整方案

調整托輪前，首先對托輪與輪帶間的受力進行分析，如圖1所示。

圖1 托輪與輪帶間的受力分析

2.1 受力分析

回轉窯運行期間，托輪旋轉時對輪帶所產生的圓周力Q沿托輪切線且垂直托輪中心線方向，其可分成重力方向的G1分力和平行于窯中心線方向的F分力，而F分力的大小與回轉窯的上下竄動密切相關。通過調整回轉窯托輪，改變其圓周分力F的大小，即可使回轉窯能夠自由上下竄動[2]。

2.2 調整方案

（1）將需要松動的地腳螺栓積灰清理干凈，并保護好各測溫線。

（2）松動地腳螺栓（每組托輪4 顆），并安裝百分表，對好零位（表針位置需平整）；觀察此狀態下回轉窯上下竄動情況、各個托輪襯瓦溫度情況（此周期至少需24h）、百分表位置情況，并記錄數據。

（3）若回轉窯能夠自由上下竄動，則緊固相關地腳螺栓；若回轉窯不能自由上下竄動，則調整頂絲。第一次調整頂絲時，兩邊托輪分別向外調整0.25mm（即頂絲旋轉1/16圈），觀察回轉窯情況（此周期約需48h），并記錄相關數據（托輪襯瓦溫度、百分表位置等）。

（4）調整頂絲后，若回轉窯能夠自由上下竄動，則緊固相關地腳螺栓；如不能，則再次調整頂絲，且一次只能調整一個托輪。將托輪向外調整0.25mm（即頂絲旋轉1/16圈），觀察回轉窯狀態（此周期約需48h），并做好相關數據記錄。

（5）重復第四步，直到回轉窯狀態良好為止。

3 調整實踐

3.1 2012年4月，調整1號墩托輪

調整原因：1號墩輪帶東端（窯尾方向）與擋鐵間受力過大，輪帶磨損。

調整方法：南面一組托輪東端軸瓦座向南移動調整（見圖2），北面一組托輪西端軸瓦座向北調整（見圖3）。

圖2 南面托輪的調整

圖3 北面托輪的調整

調整過程：松動托輪地腳螺栓，跟蹤觀察24h內回轉窯托輪襯瓦溫度及回轉窯上下竄動情況；兩組托輪分別向外調整0.25mm，跟蹤觀察48h；每次托輪單邊向外調整0.25mm，跟蹤觀察48h，直到回轉窯能夠自由上下竄動。

調整結果：南面一組托輪東端軸瓦座向南調整1.4mm，北面一組托輪西端軸瓦座向北調整0.4mm，歷時兩周時間，各組托輪襯瓦溫度受控，液壓擋輪受力為0～1.5MPa，回轉窯能夠自由上下竄動。

3.2 2013 年 3 月及 2015 年 4 月，調整 2 號墩和 3 號墩托輪

在更換回轉窯筒體時，根據回轉窯中心直線度和大小齒輪齒頂嚙合情況，調整2 號墩和3 號墩托輪。2 號墩托輪兩邊分別向內側平行移動20mm；3號墩托輪兩邊分別向內側平行移動8mm，回轉窯運行后，各組托輪襯瓦溫度受控，但回轉窯仍不能自由上下竄動。

3.3 2015年11月4日，調整2號墩托輪

調整依據：回轉窯不能自由上下竄動，2 號墩南面托輪東端（窯尾方向）軸頸溫度相對其他位置高，托輪表面溫度高且托輪兩端溫度差別明顯。

調整方法：南面一組托輪東端軸瓦座向南移動調整。

調整過程：記錄各組托輪襯瓦溫度，該組托輪襯瓦溫度為63℃，軸頸端止退盤溫度為54℃，11 月4日早上10:00，安裝百分表后，松動托輪地腳螺栓，松動頂絲1/8圈（頂絲螺距4mm，計劃外調0.5mm），下午15:45 回轉窯能下竄，各組托輪襯瓦溫度正常（該組襯瓦溫度60℃），液壓擋輪受力0～1.5MPa；16：00松動頂絲1/16圈，跟蹤觀察。

11 月5 日早上8:00，各托輪襯瓦溫度正常（該組襯瓦溫度60℃），液壓擋輪受力0～1.8MPa；9：30重新安裝百分表并對好零位，松動頂絲1/16 圈，百分表變化了0.25mm（即托輪移動了0.25mm）。9：40 發現該組托輪襯瓦溫度快速升高，將頂絲旋緊1/8 圈（此時百分表回到零位，即托輪移動了0.25mm），托輪西端頂絲向外調整1/12圈并更換潤滑油后，襯瓦溫度仍升高至130℃。此時發現，該組托輪從窯尾方向軸頸端接觸軸瓦端面變為反向接觸，襯瓦端面已拉傷。再次更換潤滑油，窯速降低為1.2r/min，待襯瓦溫度穩定后逐步提速。

當提速至2r/min 時，襯瓦溫度穩定在80℃，提速至2.3r/min 時，襯瓦溫度又上升至130℃。經降低窯速、向外調整托輪西端頂絲約1/10 圈（此時百分表走動0.18mm）和更換粘度為1 000 的潤滑油（正常粘度為600）后，仍未能有效控制襯瓦溫度。為使托輪軸合金瓦面不被燒傷，最終決定對托輪軸瓦進行注水冷卻及磨合，直至19：30托輪又變回窯尾方向軸頸端接觸軸瓦，襯瓦溫度50℃，移開冷卻水管，將窯速提至2.3r/min，襯瓦溫度保持穩定，液壓擋輪受力0～2MPa。11 月6 日日間，更換了新的潤滑油，且窯速恢復正常2.5～2.6r/min，襯瓦溫度穩定，至此托輪調整全部結束。

調整結果：綜合考慮南面托輪東端向外調整約0.5mm（頂絲退出量一樣），歷時35h，各組托輪襯瓦溫度控制穩定，該組托輪襯瓦溫度為50℃，軸頸端止退盤溫度為40℃，液壓擋輪受力為0～2MPa，回轉窯能夠自由上下竄動。

4 結語

（1）調整托輪前，需采集各組托輪數據并進行托輪受力分析，確定需要調整的托輪及調整方法。

（2）松動托輪地腳螺栓前，需要安裝百分表，并保證百分表示數正常、準確。

（3）調整過程中不能移動百分表，隨時跟蹤記錄百分表數值及各組托輪襯瓦溫度變化情況、液壓擋輪受力情況。

（4）調整托輪后，盡量延長跟蹤觀察時間，至少需跟蹤觀察48h 以上。第一次調整可選0.25mm調整量，再次調整時，每次調整量≯0.1mm，避免托輪襯瓦溫度突然變化。

（5）跟蹤記錄襯瓦溫度時，需嚴格監控調整的托輪軸頸接觸的止退盤溫度變化情況，如止退盤溫度變化明顯時，需要延長觀察時間，待托輪襯瓦溫度和止退盤溫度穩定后再作下一步調整。

（6）各組托輪須配合調整，避免單組托輪調整量過大而發生意外。

（7）調整托輪時，需采用擰緊頂絲向中間調整的方式，而不是松動頂絲向外側調整，這樣易于控制托輪的調整量，且調整過量時，易于回調。

（8）調整托輪前，需做好相關應急預案，防止突發狀況時產生慌亂，進而導致重大事故發生。