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水泥粉磨系統(tǒng)循環(huán)鏈斗提升機的改造

張子豪

(成都建筑材料工業(yè)設計研究院有限公司)

摘 要:在試生產(chǎn)過程中,當物料循環(huán)量達到1 000 t/h時,水泥粉磨系統(tǒng)循環(huán)提升機電流大幅度波動,尾輪大幅度上下串動,提升機尾輪卡死斷軸。將原來的尾輪內(nèi)置配重改造為外置配重,將尾輪軸由滑動摩擦形式改造為滾動摩擦。改造后,提升機能力和可靠性得到增強,滿足生產(chǎn)需求。

關鍵詞:水泥粉磨系統(tǒng);循環(huán)提升機;尾輪;卡死;斷軸;配重;摩擦

DX項目水泥粉磨系統(tǒng)循環(huán)提升機設計Z大運輸能力為1200t/h。試生產(chǎn)中,當運輸量達到1000t/h時,料流不穩(wěn),尾輪上下竄動大,進而引發(fā)尾輪卡死斷軸現(xiàn)象。為解決此問題,我們對循環(huán)提升機實施了改造。

01 水泥粉磨系統(tǒng)循環(huán)鏈斗提升機工藝布置

DX項目水泥粉磨采用輥壓機+球磨機半終粉磨工藝,循環(huán)提升機工藝布置流程如圖1。水泥原料通過喂料提升機進入到緩沖倉,緩沖倉下料到輥壓機,經(jīng)輥壓機擠壓的物料由循環(huán)提升機輸送到V型選粉機,粗料回到輥壓機。該系統(tǒng)中,循環(huán)提升機的能力是物料循環(huán)量大小的決定因素之一。

02 循環(huán)提升機斷軸原因分析

該項目水泥磨循環(huán)提升機采用的是內(nèi)置配重形式,配重輪安裝在鏈輪兩邊;鏈輪軸采用滑動摩擦方式;尾部鏈輪是活動設計,采用長絲桿進行限位。循環(huán)提升機尾輪結(jié)構(gòu)見圖2。

從圖2可知,循環(huán)提升機尾輪的這種結(jié)構(gòu)十分緊湊,整個軸包括軸承都密封在提升機殼體內(nèi),可以減少冒灰,但是配置無法調(diào)節(jié),可能會產(chǎn)生軸兩端受力不均的情況,兩端受力不均會產(chǎn)生別軸問題。如果喂料波動大,尾輪軸竄動幅度大,軸承座頂住上部限位絲桿,別軸現(xiàn)象發(fā)生,嚴重時軸會被頂彎,或者斷軸。這種結(jié)構(gòu)采用的滑動軸承,摩擦產(chǎn)生的熱量大,軸溫度高,影響軸的屈服強度。

在提升機運行過程中,料流不穩(wěn)定時會引起較大的電流波動(10~20 A波動范圍)。由于是滑動摩擦軸承,提升機軸端在運行過程中會出現(xiàn)持續(xù)高溫的現(xiàn)象?,F(xiàn)場測量軸的外部溫度接近300 ℃(環(huán)境溫度10 ℃)。

提升機斷軸后,我們仔細觀察軸斷面(見圖3),軸斷面存在韌性斷裂紋路,斷面Z外端有幾處藍色的斑點。斷面從藍色部位開始擴展,軸芯部分韌性明顯好于軸斷面的外緣。從圖3可以看出,軸上細小裂紋處因被加熱而發(fā)藍,裂紋擴展。溫度升高導致軸的屈服強度降低,抗彎強度降低,當負載超過軸的抗彎強度時,軸斷裂。

根據(jù)以上分析,我們可以對軸斷裂現(xiàn)象進行過程推理。提升機正常運轉(zhuǎn)時提升機尾輪軸上下浮動,正常工作情況下軸承距離限位頂絲有一定的間距。當提升機進料料流不穩(wěn)定或者提升機尾輪處積料過多時,斗子鏟料,提升機鏈條受力,軸承座上提,如果配重不夠,軸承座就會向上竄動;如果竄動量過大,頂絲會頂住軸承座;如果斗子里面的料兩邊不平衡,鏈輪會一直承受向上的拉力,軸承座會卡在“高位”。此時,軸在滑動軸承中被頂住,摩擦產(chǎn)生大量的熱,溫度不斷上升,軸的屈服強度下降。當溫度達到“極限值”時,軸開始從“薄弱”位置(允許范圍內(nèi)的微小缺陷位置)擴展裂紋,直至軸無法承受彎矩而斷裂。

03 改造方法

我們決定將內(nèi)置配重改為外置可調(diào)配重。外置配重為杠桿形式,可根據(jù)現(xiàn)場喂料量在外部增加或者減少配重,調(diào)節(jié)方便,能確保尾輪平穩(wěn)地上下浮動。將滑動軸承改為滾動軸承,消除摩擦發(fā)熱,大幅度降低運行時軸的溫度(小于100 ℃)。

這種結(jié)構(gòu)提高了軸的運行可靠性,同時配重調(diào)節(jié)更加方便。配重的調(diào)節(jié)與提升機運行穩(wěn)定性相匹配,可大大降低尾輪斷軸風險。循環(huán)提升機尾輪改造后的結(jié)構(gòu)如圖4。

改造中,我們保留了原有的鏈輪,其他部分全部更換。改造需要的部件主要包括:鏈輪軸、軸承座、限位滑道、鉸支座、配重支架、配重塊、彈簧、絲桿、機械限位支架、側(cè)門。先將原有鏈輪拆除,拆除鏈輪附近的料斗以及斷開鏈條,然后將鏈輪安裝到新的鏈輪軸上,尾部鏈輪安裝回提升機,恢復料斗,鏈條重新接上。安裝軸密封塊及軸承座,安裝鉸支座及配重支架,安裝配重。

04 結(jié)束語

改造后,循環(huán)提升機在1100~1150 t/h能力下運行時,尾輪的浮動范圍很小,不會被限位絲桿頂住,且十分穩(wěn)定。在該能?下連續(xù)運行120 h,軸溫度保持在60 ℃,無卡軸、別軸現(xiàn)象。

輥壓機+球磨機半終粉磨工藝,在條件合適時,還可改為水泥輥壓機終粉磨系統(tǒng)。這兩種情況對循環(huán)提升機的能力有較高的要求,選型不當會成為生產(chǎn)瓶頸。

就該系統(tǒng),如果循環(huán)物料量一直維持在800 t/h,提升機原選型內(nèi)置配重形式較好,內(nèi)置配重防塵效果好,結(jié)構(gòu)簡單,緊湊,成本較低。當增加輥壓機系統(tǒng)成品量時,循環(huán)物料量提高,提升機內(nèi)置配重和尾輪滾動軸承就顯得力不從心了。這在設計時應該引起重視。

(來源:水泥行業(yè)專家聯(lián)盟)

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