帶式燒結機臺車“起拱”原因分析及改進措施

程月輝

摘要：在燒結作業中主要設備就是帶式燒結機，整個工作的過程由星輪連續轉動產生動力帶動臺車從下部的軌道上升至水平軌道，在星輪齒板的運作下推動臺車卡輪，在一連串的推動下臺車卡輪完成一系列的運動。臺車列就在這樣的運動下不停的運行至燒結機的機尾，而當臺車至燒結機尾后，尾部的彎道以及星輪齒板共同作用控制臺車將燒結礦卸下完成作業。由于燒結礦的重量加之臺車自身存在的重量，就會在星輪的中心部位產生一個力矩，而在這樣的力矩作用下，臺車就會向頭部運動。主要的作用原理是：尾部星輪齒板同經過了尾部彎道進入回車道的臺車的卡輪間產生一個推力，該推力的摩擦分力方向指向上部，因而促使臺車向前追趕前列臺車，從而經過回車道向燒結機頭部運動。下一列臺車卡輪擺平后又會受到星輪轉動而致使齒板產生的推力的作用，重復以上動作，從而使得燒結機反復運動，這就是燒結機的整個工作過程和工作原理。對于我國目前的燒結機來說，由于結構都是尾部擺架式，因此無論臺車規格如何，都會在從上部回車道進入下部時產生搭肩而造成不同程度的起拱。所謂的起拱現象就是由于臺車的后輪出現上臺離開軌道，在進入回車道后無法接觸到下軌道的現象，一般的起拱高度在1cm到5cm之間。通過對起拱現象的長期觀察，筆者對起拱現象的消除提出了一些小建議：通過減小作用在臺車卡輪上由于星輪齒板產生的推力作用下而出現的向上摩擦力降低起拱現象的產生。

關鍵詞：帶式燒結機；臺車起拱；原因分析；措施

1 臺車起拱現象及分析

1.1 臺車起拱現象

主要現象表現為燒結機上行平面臺車前輪起拱，燒結機下行平面臺車后輪起拱。上行臺車走出燒結機頭部傳動星輪后就出現前輪起拱現象，燒結機下行平面臺車走出尾部星輪后就發生后輪起拱現像。經過觀察上行臺車走出頭部傳動星輪前，前輪受頭部星輪齒板的推力作用向前運動，而后輪在出頭部星輪前沒有受到齒板的推力。下行臺車在走出尾部星輪前是后輪受到尾部星輪齒板的推力作用向前運行，而前輪在出尾部星輪前沒有受到尾部星輪齒板的推力。

1.2 上行臺車起拱力學分析

針對此問題進行理論力學分析。首先臺車起供說明對臺車有向上的力存在，根據現場觀察燒結機臺車起供現象發現，起供位置在燒結機平面燒結機臺車出頭部星輪位置上。因此認為是頭部星輪齒板對燒結機臺車有向上的力的作用。具體力學分析如下：

空臺車重力為64700（N）；

單個卡輪的支撐力為64700÷4=16178（N）；

通過電機額定功率反推回星輪的扭矩為615940（Nm）；

星輪的分度圓為4.136（m）；

進而可推出齒板對滾套切向力推力FD大小為：615940÷4.136=149（kN）

根據受力分析得tanα=Fr/FD；

α為水平方向的推力FD與卡輪受到齒板壓力FZ的夾角；

只有當Fr大于等于單個卡輪的支持力時臺車就會起拱因此可得出最小夾角值為：α≥arctanFr/FD=arctan（16178÷149000）=6.2；

當水平方向的推力FD與卡輪受到齒板壓力FZ的夾角大于等于6.2度時臺車就會發生起拱現象。

根據平面幾何關系可知當同一段圓弧對應的軒長與母線間的夾角增加為α角時，那么這段弧對應的夾角就減少2α，當軒長不變的情況下夾角變小哪么曲率半徑就增大。

由此可知當齒板壓面的曲率半徑變大時齒板就會對臺車有向上的推力，如果與彎軌連接的連接軌上下胯襠太大等臺車前輪還沒有來得及降下來就擠到前一輛臺車后面就會導致臺車出星輪時前輪向上起供。

1.3 下行臺車起拱力學分析

針對此問題進行理論力學分析。首先臺車起供說明對臺車后輪有向上的力存在，根據現場觀察燒結機臺車起供現象發現，起供位置在燒結機單棍平面燒結機臺車出尾部星輪位置上。當臺車進入尾部回程道時，需要尾部星輪推動回程道的臺車運行，尾部星輪齒板與臺車后輪軸上的卡輪接觸并產生推力，由于齒板磨損齒板壓面的漸開線曲率半徑變大，并且卡輪與軸之間潤滑不良，所以齒板與卡輪摩擦形成一個向上的摩擦分力，當此摩擦力產生的力矩大于臺車一半自重的力矩時，臺車后輪就會向上翹，形成起拱。同時前一個臺車起拱后，還沒有來得及落下，后面臺車的前端已趕上來頂住了前面的臺車，使前面的臺車起拱后無法落下，每一臺臺車亦然，從而使回程道上的臺車形成鋸齒形。

2 臺車起拱產生的危害

2.1 上平面臺車起拱的危害

（1）隨著臺車行進，由于臺車自重及物料產生的力矩大于臺車端部摩擦力產生的力矩，臺車重新落回到軌道上，臺車端部的相對滑動，造成車體端面磨損。

（2）由于臺車呈鋸齒狀行進，燒結機漏風嚴重，一定程度上了減少了燒結礦產量，降低了燒結礦質量。

2.2 下平面臺車起拱的危害

（1）回車道上形成鋸齒狀的臺車列運行過程中，由于自重的作用或頭部鏈輪的帶動，臺車逐漸下滑，或瞬間墜落產生沖擊，造成臺車端部產生不均勻磨損，降低臺車使用壽命；同時沖擊力對燒結機鋼結構產生較大影響。

（2）臺車在尾部彎軌內形成鋸齒，對尾部出口彎軌的上下軌產生不均勻的脹力，加快彎軌的磨損，降低彎軌使用壽命；該不均勻脹力還造成連接彎軌的鋼結構變形、斷裂等，成為故障多發點。

3 帶式燒結機臺車起拱的措施

在燒結機尾部彎道臺車出口的整軌上加一與臺車起拱高度相等的圓弧過渡段當臺車端部后輪被傳動齒板托起時，前輪也被圓弧段抬起，通過圓弧過渡，將臺車擺正，解決燒結機回車道臺車起拱的問題，達到回車道臺車安全平穩運行的目的。并且加強臺車車輪卡輪的潤滑，盡可能使用原廠自潤滑軸承，減少滾動摩擦阻力，對潤滑管路加強巡檢。對出問題的潤滑管路要及時處理，保證燒結機滑道潤滑減少阻力；利用定修時間將磨損的齒板更換掉，確保在燒結機運行過程中齒板對卡輪的力的方向始終與水平軌道方向一致。

3.1 上平面臺車起拱解決辦法

（1）更換新齒板；當齒冠磨損量v不小于8mm時，更換新齒板。

（2）臺車端部磨光處理，減小摩擦。

（3）定期檢修臺車，更換磨出棱角斜面的卡輪、銅套，定期加注潤滑脂，改進密封，保證卡輪手能盤動。

（4）采用外力強制臺車下降。在出口軌道處加墊板壓緊，讓此處軌道出現一定的弧形凸起；同時，在出口處加兩條壓軌，進口大出口小，將后輪抬起的高度壓下。這一方案將拱起高度控制在20mm左右。但這一方案治標不治本，對機架的強度，上部壓軌都有影響，同時增加運行阻力。

（5）將下部直軌適當降低，使臺車卡輪軌跡略低于鏈輪節園，同時修復磨損的里外彎軌，這樣有利于臺車脫離齒板減少起拱。

3.2 下平面臺車起拱解決辦法

（1）尾部星輪增設限力矩裝置，減小星輪齒板對尾部臺車的推力P現場觀察發現，下平面臺車向頭部運動的動力來源于尾部星輪上懸掛的臺車，正是這些懸掛的臺車對星輪中心產生旋轉力矩推動下平面臺車前進；因此，尾部星輪增設限力矩裝置減小懸掛臺車產生的力矩，也就減小了星輪齒板對尾部臺車的推力P。

（2）調整尾部擺架墜陀重量，進一步減小星輪齒板對尾部臺車的推力P。

（3）定期檢查臺車下撓情況，檢查風箱隔板有無刮卡，及早處理。減少臺車運行阻力。

（4）臺車跑偏，車輪緣與軌道接觸，發生啃軌，運行阻力加大；臺車跑偏及早進行治理，跑偏時間久了，滑道、游板磨出了痕跡在治理就困難了。

4 結語

很多燒結機使用現場對臺車起拱處理的實踐，說明在不對設備結構進行大的改造或更換的情況下，通過對部件的調整和改進，是能夠消除臺車起拱現象的。消除臺車起拱，對減少燒結機漏風率提高生產效率大有益處。

參考文獻

[1]董書岐，李傳收，谷華，張子元，亓榮才.帶式燒結機臺車起拱及其改進[J].燒結球團，2005年02期.

（作者單位：承德承鋼工程技術有限公司）