济钢105㎡带冷机托辊结构优化改造

　　摘　要：济钢105㎡带冷机在90㎡烧结机扩容改造后，出现明显不适应现象，托辊损坏严重。分析认为，原托辊设计承载能力和结构存在缺陷，通过选用承载能力较大的轴承，并对其架体结构进行优化，提高了带冷机托辊的承载能力，延长了其使用寿命，托辊月消耗由15个/台降至3个/台，保证了带冷机的平稳运行。
　　关键词：烧结机；带冷机；托辊；轴承
　　济钢炼铁厂2×90㎡烧结机配套2×105㎡带冷机对热烧结矿进行鼓风冷却。因高炉熟料供应紧张，对烧结机实施扩容改造，将2×90㎡烧结机改造为2×120㎡烧结机，但105㎡带冷机受场地及结构的限制，未能同步实施扩容改造，致使改造后带冷机台车的料层由1200mm增加至1450mm。运行半年后，由于鼓风机风量配置不均匀和头部加水冷却等原因，使得带冷机台车在运转过程中承受不均匀的热负荷并产生了严重的冷热变形，导致了带冷机跑偏，托辊损坏失效严重。据统计，托辊月耗损量为15个/台，是改造前的3倍，不仅增加了运行成本，而且故障率明显升高，严重影响了带冷机的正常运行。通过分析托辊失效形式及原因，对托辊结构进行了优化改造。
　　1　托辊失效形式
　　托辊的失效形式：1）轴端透盖紧固螺栓松动导致托辊卡死，长时间运行使轮体表面与带冷机链条产生较大滑动摩擦，Z终使得托辊磨损失效；2）轮缘与托辊支撑板产生摩擦，Z终导致支撑板磨损过量致使托辊失效；3）托辊轴承损坏导致托辊轴磨损，致使轮体下陷导致托辊失效。
　　托辊的失效突出表现为以下方面：增大了带冷机运行阻力^[1]；降低了热烧结矿的冷却效果；易造成重大设备事故。
　　2　托辊损坏失效原因分析
　　1）托辊轴承采用4-M12×25螺栓，均布对轴承外圈进行轴向紧固，螺栓组的螺栓数目和疲劳拉伸强度都不能满足紧固要求，当带冷机跑偏、托辊承受较大轴向载荷时，螺栓产生疲劳松动脱落甚至断裂，致使轴承失效而导致托辊失效。
　　2）原设计托辊轴承采用深沟球轴承6312（额定静载荷48.5kN）^[2]，而现场托辊承受的当量静载荷为80～90kN，承载能力严重不足，不能满足现场使用要求，并且该类型的轴承只能够承受较小的轴向载荷，当带冷机跑偏时，托辊受到较大轴向力，使滚动体和滚道的接触形式发生改变，加剧了轴承磨损，Z终导致内外圈和滚动体磨损挤碎，致使托辊失效。
　　3）托辊支撑板与轮体轮缘之间的间距过小（5mm），当出现装配误差或轮体产生轴向窜动时，轮缘与支撑板产生接触摩擦卡死或将支撑板磨断，使托辊失效。
　　3　托辊结构优化改造
　　1）托辊轴承外圈改为采用6-M16×35螺栓，周向均布对其进行轴向紧固，并且预紧时采用垫圈（GB/T 724416）对其进行防松处理。2）托辊轴承采用圆锥滚子轴承32312，完全能够满足其径向承载要求，同时还能承受较大的轴向载荷。装配时，轴承处空间充满润滑脂（2^#钠基脂）。3）托辊支撑板与轮体轮缘之间的间距增大为10mm，装配误差控制在±0.2mm以内，装配后轮子要求转动灵活，不得有卡壳现象。4）托辊安装时，要求托辊中心线与带冷机纵向中心线垂直，托辊相互间平行，其垂直度和平行度公差均为1‰。安装后全部托辊滚面应在同一倾斜面上，高度差不得大于±0.5mm，托辊应与链条或链板之间保持压紧状态。
　　4　改进效果
　　改进后的托辊投入运行后，取得了良好的效果：
　　1）托辊的消耗量明显减少，托辊月消耗降至3个/台，大大降低了备品备件的消耗，年可节约资金40余万元。2）降低了带冷机的运行负载，电机电流由改进前的15A降低到10A左右，保证了带冷机的平稳运行。3）在一定程度上改善了带冷机跑偏，降低了漏风率，提高了热烧结矿的冷却效果，同时也有效地延长了其他机件如台车、链条、链板的使用寿命，降低了日常维修工作量和费用。
　　参考文献：
　　[1]濮良贵,纪名刚.机械设计[M].北京:高等教育出版社,2001.
　　[2]毛谦德,李振清.袖珍机械设计师手册[M].北京:机械工业出版社,2006.