圆筒混料机在线消除振动实践应用

圆筒混料机在线消除振动实践应用

许智平

（陕西龙门钢铁有限责任公司炼铁厂）

摘要:圆筒混料机是烧结设备中的主要设备，分一次、二次混料，为烧结线提供一定湿度和粒度的混合均匀的烧结料。混合的均匀度和透气度、粒度、湿度等重要因素直接影响烧结矿的质量。圆筒混料机作为烧结料在冶炼炼中重要的一步，对混料机设备的安装调整和使用也深受重视。本文对圆筒混料机的运行状态进行理论分析，针对在运行年限过长而导致的故障来进行实践，主旨是对大小齿轮位置进行调整，以此来解决大小齿轮顶隙过小的问题，经调整后，各种指标运行正常，证明了本次实践的可行性。

关键词:圆筒混料机；啮合齿轮;运行分析；顶隙调整

1、圆筒混料机概述

1.1混料机简介

圆筒混料机是烧结设备中的主要设备，分一次、二次混料，为烧结线提供一定湿度和粒度的混合均匀的烧结料。混合的均匀度和透气度、粒度、湿度等重要因素直接影响烧结矿的质量。此设备运行可靠、产量高，由筒体、传动装置、挡轮装置、喷淋管、保护罩、润滑系统等部分组成。被皮带运送到混料机内的混合料，随着圆筒转动被带到一定高度再落下，沿着筒体向前螺旋状移动，不断地混合和制粒。为钢铁企业的生产提供达标的烧结料是冶炼线中重要的一步，因此对混料机设备的安装调整和使用也深受重视。

1.2混料机组成

圆筒直径有达到4 m多，18-25m长，滚圈为整体锻打，与通体焊接，其结构简图如图1所示。筒内为钢丝绳吊挂洒水管，采用集中喷油润滑，大齿轮处利用空压机喷气将油喷到齿轮上，大齿圈为铸钢件，分两半制作，配铰制孔螺栓连接，拖轮轴承采用球面滚子轴承，前侧轴承固定，后侧游动，用以补偿载荷使轴热胀冷缩而产生的轴向伸缩。挡轮装置设计成前后两个，拖轮轴线和圆筒轴线不平行时产生轴线分力，会产生轴线向上或向下的串动，向下串动需要下挡轮阻挡，正常工作需要向上串动，下挡轮不受力，两者间留有8～10 mm间隙。然而实际生产中，有一定倾斜度的混料设备在重力的分力下，使设备向下滑行，大重量的本体撞击下挡轮，损害支撑辊相关设备，减少设备使用寿命和耽误生产。从设备的安装角度出发，阐述可行安装调整方法。

图1 混料机结构简图

1.3混料机安装

安装前清理基础表面，然后将金属结构架置于基础上，把地脚螺栓预拧紧，用水平仪测量垂直于混料机轴线方向找平托辊支座的位置，平行于混料机轴线方向要根据倾斜角度对应斜度调整，最后拧紧地脚螺栓，一次浇灌混凝土，固定机座钢构件。

在安装之前，先检查机器在运输过程中有无损伤和碰坏现象。筒体和托辊组安装的精确度决定于整体的运转精度，所以托辊支撑座的安装一定要恰当。用高精度经纬仪检验一次灌浆基础斜度，检验埋设安装中心的精确度。安装拖轮底座，底座上表面均为加工件，制作垫板和楔铁调整达到要求尺寸和斜度，检查托轮座上表面的斜度。拖轮的轴线原则上与筒体安装轴线平行，实际生产中需要筒体克服重力向下的分力沿斜面上行，需要拖轮给筒体有向上的反作用力，此作用力随着筒体运转，4个托辊对筒体支撑形成了螺旋式向上推力，进而下挡轮不受力，达到生产单位的使用要求。因此，需要调整拖轮安装尺寸，使拖轮轴线与筒体安装中心轴线不再绝对平行。上挡轮工作面与筒体挡圈侧面的间隙为5～8 mm，正常运行时要上行，上挡轮与滚圈理想状态是不接触，但这种情况不好掌握，大多时间是处于贴合状态，两者之间不能有太大的挤压力，以免向上的传动力过大损伤托辊的轴承，4个托辊受力不均时，会使轴承温度升高，以至于烧坏轴承。

2、圆筒混料机运动分析

2.1混料机安装调整

对角位移调整。平行于圆筒安装中心线在托辊轴承座外沿安装细钢丝，作为4组托辊装置的调整基准。如A-B组轴承座，将A端和B端同时沿着所指方向整体旋转微小的角度，旋转时以任意一端为旋转基点，确保4组的相对安装尺寸一样，以便受力均匀。其余3组也应以相对应的一端为旋转基点，用细钢丝检验幅度大小，一般托辊边缘参考点靠近或远离细钢丝1～2 mm即可，调整大小量根据筒体大小和实际情况而定。调整完4组，再检验安装尺寸。

“倒八字”调整法，调整办法同对角位移调整。筒体和齿轮装配后整体吊装，在筒体落到托辊之前，合紧底座螺栓，用橡胶皮垫或材质较软的物品铺盖在托辊上，以防吊落过程碰伤筒体或托辊。筒体即将落到托辊时，抽掉所垫物品，筒体落下后将筒内支撑筋板拆除，然后运转筒体，检查有无异常振动和声响，检查托辊与滚圈接触产生的压痕，再微调托辊装置。根据齿轮装配要求，正反方向转动筒体，检查安装精度。利用调整螺栓微调，配合垫片和楔铁，直至达到要求。安装后注意事项。安装完毕后整体二次检查基础以及托辊装置的安装尺寸，并检查运动中有无摩擦。对全部轴承注加润滑油，试运转2～4 h。检查托辊与滚圈接触情况，查看运转是否平稳和有无噪音。测温枪检测托辊轴承座内轴承温度，温差不得超过20 ℃，其稳定后最高温度不超过65 ℃。

2.2混料机顶隙调整

凡是由托轮支承，由传动大小齿轮带动的设备，如混料机等，由于轮带与筒体垫板与托轮、托轮轴与轴瓦之间的磨损，以及筒体的变形或托轮调整的失误，都有齿顶间隙变小，甚至为零，连接螺栓松动，甚至内衬脱落。

处理顶齿有三种方法可供选择:

1、托轮向里推进。将各挡托轮组的两组托同时向里推进，等于抬高筒体的中心位置，使大齿轮齿顶间隙变大。这种办法在设备运行中便可实施，但推进量不大，而且要注意托轮受力的增加会使轴瓦发热。

2、托轮底座加垫。在托轮座底与机座之间加钢板垫，使混料机筒体中心位置上抬，这种办法要在停机时才能进行，并要用千斤顶将各筒体顶起，但不受托轮受力状态改变的限制，所以，适合于较大的调整量。

3、小齿轮外移。将小齿轮外移，可直接使间隙变大。这是利用减速器座的螺栓孔及电动机座螺栓孔均有外移的余地。此法工作时较小，且比较直观，但调整量有限。混料机大齿圈与小齿轮的顶间隙一般按0.25m+2-3mm范围内进行调整。在确定齿间隙时，应考虑大齿轮的径向偏差时，这将与齿轮模数有关，同时还应考虑混料机筒体辐射给大齿轮带来的热膨胀量。

2.3齿轮间隙测量方法

压铅丝法是在齿宽的齿面上，平行放置2~4条铅丝，铅丝直径不宜超过最小间隙的4倍，转动齿轮挤压铅丝，铅丝被挤压后最薄处的厚度尺寸即为侧隙值，打表法测量是将一个齿轮固定，在另一个齿轮上装上夹紧杆，测量装有夹紧杆的齿轮的摆动角度，在千分表或百分表上得到读数差j，齿侧间隙jn，也可以将表直接顶在非固定齿轮的齿面上，迅速使轮齿从一侧啮合转向另一侧啮合，表上的读数差值即为侧隙值。圆柱齿轮副的侧隙调整方法与接触斑点的调整方法相似，可以通过调整轴承座或修刮轴瓦等方法实现。锥齿轮副的最小法向间隙值，锥齿轮的侧隙检查方法与圆柱齿轮的基本相同，其调整可以通过大齿轮的轴向移动实现，若侧隙过大，可将大齿轮沿轴向移近，侧隙过小则将大齿轮沿轴向移出。法向侧隙jn与大齿轮的轴向移动量x的关系为：锥齿轮副最小法向侧隙值。

3、混料机顶隙调整实践

3.1存在的问题

龙钢公司400㎡烧结机2010年投产，二混混料筒尺寸：Φ4400×24500mm，传动机构组成：电机，调速耦合器，减速机，开式齿轮。大小齿轮模数：45。目前存在主要问题：大齿圈目前运行12年左右，大齿轮齿磨损较为严重，8月1日检修将传动机构重新进行校正，顶隙由原来19mm变为15mm,顶隙变小，小齿轮为新小齿轮，齿未磨损，运行过程中大小齿轮啮合存在问题，小齿轮垂直振动大（12-15mm/s），严重制约混料机的正常运行。

3.2原因分析

通过对现场空载的运行，以及振动的测量结果判断，振动大的原因主要是大齿轮运转过程中顶小齿轮的齿（停机发现大齿轮的齿有毛刺），这是由于大小齿轮的顶隙变小导致。

3.3解决方案

初步方案是通过调整钢托辊的位置，使大小齿轮的顶隙变为19mm左右，根据现场的施工难易程度，将西侧的两个钢托辊向西移作业难度较小。根据测量结果计算，大小齿轮的啮合位置在左下方45°处，需将大齿圈在这个方向移动4mm左右，钢托辊的水平移动位置6mm左右，根据原来混料筒与两个钢托辊的位置作图（目前混料筒与钢托辊的位置如图2白线部分），按照相切、相切、半径的方法作图（目前混料筒与钢托辊的位置如图2红线部分），调整后，混料筒的中心下移2.8mm，不影响大小齿轮的啮合。

图2混料机顶隙调整放样图

4、结论

通过钢托辊位置的调整，大小齿轮的啮合处剩余正常，空载垂直振动由原来12-15mm/s变为2.8-3.6mm/s,生产正常后，电机前轴振动2.4mm/s,液偶振动2.4mm/s,减速机振动驱动端3.0mm/s,微动端2.5mm/s,小齿轮轴承座振动南侧5.7-6.7mm/s,北侧5.6-6.5mm/s,各项运行指标正常。

5、参考文献

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