混匀取料机斗轮装置支撑轮、侧轮鼓故障分析与改进.doc

混匀取料机斗轮装置支承辊、侧辊故障分析与改进 通过对斗轮装置的上下支承辊、侧辊故障分析、改进，使混匀取料机的运转率得到大幅度的提高，有效地保证了烧结工艺的执行使烧结矿的质量得到稳定提高。 关键词：支承辊、侧辊、圆弧轨道、撞击力一、 前言 采用混匀料造堆是保证烧结生产的稳定性及烧结矿质量稳定性的关键手段。而混匀取料机由于原料场恶劣环境的影响及其部分机械结构上的一些缺陷，导致混匀取料机在运行中故障频发，其中斗轮装置的上下支承辊、侧辊的故障就占了85。严重影响烧结矿质量的稳定性使烧结生产不能有序进行。为此，我们对上下支承辊、侧辊的结构作了改进，投入使用二年来取得了理想的效果。二、 故障现象1， 上支承辊、下支承辊、侧辊的轮面严重磨损失圆，轴承频繁损坏；2， 斗轮装置的圆弧轨道轨面呈不规则的波浪状磨损；3， 混匀取料机工作时产生严重振动现象，导致机械传动零部件的损坏及钢结构件破坏，例如：焊缝裂纹、变形等现象的发生。三、 环境因素 原料场的物料主要为各品种的矿粉、返矿、氧化铁泊等一些杂料。其粒度为80.3mm，其中10.3mm约占4056。 这些原料在堆料、取料、转运及混匀造堆的过程中，同时也带起了大量的扬尘弥漫在机械设备的周围。占据了设备未被密封的各个空间并积累。天气恶劣时这种现象将更为严重。由于上述物料的细小颗粒具有一点的一定硬度值，因此，扬起的粉尘就像是给一些裸露的机械传动副之间添加了研磨砂，也就造成这些机械相对零件的磨损加剧，使其使用寿命大幅度降低。这是客观的，不可逆转的因素，因为料场设备无法做到良好的密封来遮挡。 混匀取料机斗轮装置的运动副，即圆弧轨道与上下支承辊、侧辊的接触面是敞开的，所以其磨损更为严重。四、 故障分析 混匀取料机斗轮传动机构的原理：我们从图（一）可以看出原结构理念为：斗轮装置（件7）中的斗轮体圆弧轨道（件8）是由悬臂结构的上支承辊（件2）轮组托起并与下支承辊（件4）外径组成与斗轮体圆弧轨道内径尺寸相同的同心圆组成环形滚动摩擦副，在链条的传动下从而使斗轮体圆弧轨道沿上、下支承辊辊面作圆周运动，来完成取料整个过程。（件3）侧辊（一）与（件5）侧辊（二）与斗轮体圆弧轨道端面留46mm间隙，其用意是来限制及抵消斗轮体圆弧轨道在安装中的偏差造成的端面摆动量，及取料过程中斗轮体受轴向力的位移量，从而保证斗轮装置能正常运转。通过圆弧轨道上下支承辊及侧辊损坏现象的分析，结合混匀取料机在生产过程中的实际情况，我们认为：除环境因素外，轴向与径向的撞击力是对其结构产生损坏的主要因素1 造成斗轮体作业时端面的摆动导致轴向撞击力的 形成a. 结构欠合理可靠性差、安装精度低 斗轮装置工作时是作旋转运动的，我们可以将斗轮圆弧轨道看作是一个圆柱面，上支承辊组的二条轴线可以看作是该圆柱面上的二条平行线，所以讲，只有上支承辊组的轴线在水平状态时与圆弧轨道的轴线互为平行时，悬挂的斗轮体运动轨迹才是理想的。但是原结构的上支承辊为四个独立的悬臂结构，（见备一件2）。由于制作工艺中的误差及基准的狭窄，安装时就很满足其轴线的平行度要求，只要其中任何一只上支承辊安装时轴线产生歪斜，无论是水平方向或天地方向的偏差都将会使运动中的斗轮体的运行轨迹随之发生偏离，则斗轮体圆弧轨道端面将随着产生摆动与侧轮发生撞击现象（见备二）。悬臂结构的上支承辊轴承座固定无定位设计，可靠性差，所以时常因轴承座位移导致上支承辊轴线的改变，产生上述现象，位移越大则撞击力越大。由于原设计在安装时下支承辊、侧辊与斗轮体圆弧轨道间接触面的预留间隙，圆弧轨道磨损后其间隙不断增加，而这间隙也就是形成瞬间撞击力的主要因素。b. 横向往复运动使斗轮装置产生惯性力从混匀取料机取料程序可以看出，要实行连续取料，斗轮装置必需随小车不停地横向往复移动，而这往复移动也就形成了斗轮装置的惯性力。在惯性力的作用下，轮体对侧辊发生撞击，当小车改向的瞬间，惯性力倍增，撞击力更严重。（斗轮装置重13952Kg,小车移动速度为10m/min）c. 混匀堆积料的阻力 斗轮装置随小车横向往复取料时，混匀料堆对横移取料的斗子有一定的阻力。因斗子是固定在斗轮装置上，因此这些阻力也就给斗轮体增加了横向力，使斗轮体发生歪斜（阻力大小与混匀料堆的密度、湿度、斗子的切入角、斗轮的直径、转速及小车移动速度有关）2径向撞击力产生 a.斗轮体在取料时混匀堆积料的阻力及满斗的料重都叠加在斗轮体一边的外径上，相对斗轮体来讲不但有轴向力形成，同时也产生了径向的作用力（见备三）。这作用力在使斗轮体重心改变即轮体轴线后移，造成取料面的上支承辊、下支承辊受力。另一边的则呈悬空状态。由于分布在轮体上的斗子的间距，使阻力负荷发生变化。则斗轮体圆弧轨道与上下支承辊的接触为分离撞击，这种情况在开机时尤为明显。在长时间的使用中，斗轮体圆弧轨道与上下支承辊都产生了磨损，使下支承辊间原有的间隙变大（即圆弧轨道内径变大而下沉，这样与下支承辊的外径形成不同心的两个圆） b.前面所提的环境因素，使裸露的斗轮体圆弧轨道与支承辊、侧辊的接触面在长期运行中产生磨损。按理讲这些磨损是均匀的，但是由于上述轴向撞击力的作用，使斗轮体产生歪斜，改变了圆弧轨道与支承辊、侧辊的接触状态。经常出现下支承辊时转，时不转的现象。因此，支承辊、侧辊辊面出现磨损状况不一，形成严重失圆。同时，磨损严重时链传动特有的多边形效应使圆弧轨道呈现不规则的波浪形磨损。由于上述两种情况的出现，所以斗轮装置在转动时引起径向的瞬时跳动，也就形成了径向的撞击力，导致混匀取料机产生振动。随着磨损的增加，径向撞击力增大，振动也就加剧。这样不但使上下支承辊轴承损坏、轮面磨损，而且加速了该运动副的损坏，同时对其它运动机构造成破坏，甚至钢结构件也会出现焊缝振裂等现象。五、分析结论根据上述分析可以看出，斗轮机构的圆弧轨道运动副故障频发的主要因素如下：1.上下支承辊及侧辊的结构不合理，可靠性差，制作安装精度低，导致斗轮体运行轨迹偏离而使斗轮体产生轴向摆动与径向跳动，对上下支承辊及侧辊进行撞击；2.下支承辊、侧辊的结构未预见轴向或径向撞击力的形成对其结构所产生的破坏性；3.上下支承辊及侧辊结构的不合理，使其维修难度增加，工作量大。尤其是上下支承辊维修更换后其安装精度是不可恢复的。六、改进只要对上下支承辊、侧辊的结构作合理的改进，就能有效的降低故障发生频率，提高混匀取料机的运转率，提高生产的稳定性及延长斗轮体圆弧轨道的使用寿命。改进设计的支承辊、侧辊具有下列特点1.安装简单，但精度高，结构可靠，稳定性好 a.为保证斗轮体运行轨迹稳定的需要，在上支承辊（图四）下支承辊（图五）结构上采用同一轴线的二个支承辊，安装在筒一根长轴的两端。使两个支承辊的轴线在长轴的制作工艺上就得到了保证。所以上下支承辊组的安装中只需要将二根长轴的轴线平行度及平面度校正到规定的范围内即可达到设计说要求的精度； b.由于上下支承辊、侧辊的属性是易损件，在混匀取料运行过程中易磨损的特点。为减轻更换辊子的工作量，我们在该设计中对上下支承辊、侧辊采用独立的、可整个辊子拆下更换的形式。所以，在更换作业时，只需简单的将辊子拆下，更换上新辊子即可。不必拆动其它结构，也不必进行校正，就可以恢复到原安装精度。2.消除撞击力的影响，提高运行稳定性 在结构上分别增加了缓冲装置的设计，安装上给下支承辊、侧辊一个预加力，使其与斗轮