双斗轮混匀取料机改造实践
发布时间：2016-04-08许贵成，梅庆峰，迮兴国，亓建国
（莱芜钢铁集团银山型钢炼铁厂，山东莱芜 271104）
（莱芜钢铁集团银山型钢炼铁厂，山东莱芜 271104）
摘 要：莱钢型钢炼铁厂原料场双斗轮混匀取料机故障率高，主要表现在侧挡辊及支撑辊寿命低、链条张紧装置缺陷、辊道黏料等方面，为此，通过改进侧挡辊及支撑辊结构及材质，改造链条张紧装置结构，安装辊道取料侧刮料板等措施，使设备故障率降低了50%以上，定修、大修周期大幅延长。
关键词：双斗轮取料机；支撑辊；链条张紧装置；小车滑缆
关键词：双斗轮取料机；支撑辊；链条张紧装置；小车滑缆
莱钢型钢炼铁厂三期工程原料场于2009年11月投产，配置有两台QLH1200.30双斗轮混匀取料机，取料能力为1200t/h。取料机自投产以来，故障率较高，维修工作量大，且多次影响烧结混匀料的供应，对烧结矿产及质量造成影响。经过多方面系统分析，找到了取料机存在的主要缺陷，有针对性地进行了改进，取得了显著效果。
1 取料机主要缺陷分析
1.1斗轮侧挡辊
每个斗轮体有8套侧挡辊，对称安装在斗轮体的两侧。侧挡辊辊面与斗轮体侧壁有5mm间距，防止斗轮转动时轴向位移超出允许范围。斗轮体转动时，侧挡辊不仅承受压力，还承受冲击负荷。原设计侧挡辊为悬臂梁式结构，故障频繁，不仅影响混匀料的供应，而且增加了维修人员劳动强度及备件费用。经过现场分析，主要存在3方面缺陷：1）轴承损坏。轴承安装在辊子内部，受辊子尺寸的影响，只能安装单个轴承。从使用状况看，单个轴承难以承受斗轮体对辊子冲击时的推力，轴承寿命大大降低，部分侧挡辊轴承寿命不到24h。2）底座变形或开裂。从结构上看，悬臂梁式结构设计不合理，斗轮体挤压或冲击侧挡辊时，倾翻力矩使底座极易变形或开裂。3）辊体磨损。辊体受冲击和挤压，摩擦磨损大。尤其是轴承损坏不能及时更换时，辊体磨损加剧，寿命急剧降低。
1.2支撑辊
每个斗轮体有8套安装在小车上的支撑辊，对称布置在斗轮体两侧，对斗轮体起支撑作用。斗轮体在支撑辊上转动时对支撑辊有压力和冲击负荷。主要存在两方面缺陷：1）辊子寿命低。运行过程中发现，对称安装布置的两个支撑辊同轴度误差较大，与斗轮体转动几何中心也存在较大同轴度误差；对故障支撑辊更换时，一般仅更换故障辊，另一侧支撑辊不予更换，使得辊径存在差异，这些问题都对斗轮体的平稳转动有较大影响。斗轮体转动时，势必对支撑辊产生冲击和滑动摩擦，从而影响辊子和轴承寿命。2）车体振动及噪音大。因斗轮体和辊子都为金属材质，两者冲击引起车体的剧烈振动，摩擦产生的噪音较大，同时对辊道寿命也有很大影响。
1.3斗轮链条张紧装置
原设计斗轮驱动链条的张紧采用外部张紧。张紧链轮安装在链条的外部，通过张紧链轮调整丝杠实现对链条的张紧。这种张紧方式结构简单，但存在丝杠及张紧链轮底座损坏频繁、调整不方便、张紧效果差等问题。斗轮取料负荷增大，尤其是进入冬季，料堆或底层结冻时，斗轮链条跳链频繁，严重影响混匀料的供应。
1.4斗轮辊道粘料
每个斗轮体上安装有10个料斗，料斗挖取物料并随斗轮体转动至顶端后自卸进入中心料斗，从而完成取料。由于圆弧衬板与斗轮体之间有5mm左右的间隙，在取料至卸料过程中，料斗内的物料从间隙处向外洒落，一部分物料会进入斗轮体辊道。
当物料比较湿、黏时，物料会粘结在辊道内侧，在支撑辊处挤压后牢牢粘结在辊道内壁，导致斗轮体转动时的稳定性变差，引起车体振动。
1.5小车滑缆磨损
取料机原设计取料方式为双向取料，在实际运行过程中，考虑到斗轮双向运行对侧挡辊、支撑辊使用寿命的影响，以及料斗换向操作繁琐，采取了单向取料作业方式，取料方向与物流方向一致。运行半年之后，小车滑缆磨损、接地等故障频发。经过分析认为，由于小车滑缆安装在取料侧，从斗轮体内侧穿过，受斗轮取料时洒落物料的长期冲刷、磨损，造成电缆破损，导致电气故障频发。
1 取料机主要缺陷分析
1.1斗轮侧挡辊
每个斗轮体有8套侧挡辊，对称安装在斗轮体的两侧。侧挡辊辊面与斗轮体侧壁有5mm间距，防止斗轮转动时轴向位移超出允许范围。斗轮体转动时，侧挡辊不仅承受压力，还承受冲击负荷。原设计侧挡辊为悬臂梁式结构，故障频繁，不仅影响混匀料的供应，而且增加了维修人员劳动强度及备件费用。经过现场分析，主要存在3方面缺陷：1）轴承损坏。轴承安装在辊子内部，受辊子尺寸的影响，只能安装单个轴承。从使用状况看，单个轴承难以承受斗轮体对辊子冲击时的推力，轴承寿命大大降低，部分侧挡辊轴承寿命不到24h。2）底座变形或开裂。从结构上看，悬臂梁式结构设计不合理，斗轮体挤压或冲击侧挡辊时，倾翻力矩使底座极易变形或开裂。3）辊体磨损。辊体受冲击和挤压，摩擦磨损大。尤其是轴承损坏不能及时更换时，辊体磨损加剧，寿命急剧降低。
1.2支撑辊
每个斗轮体有8套安装在小车上的支撑辊，对称布置在斗轮体两侧，对斗轮体起支撑作用。斗轮体在支撑辊上转动时对支撑辊有压力和冲击负荷。主要存在两方面缺陷：1）辊子寿命低。运行过程中发现，对称安装布置的两个支撑辊同轴度误差较大，与斗轮体转动几何中心也存在较大同轴度误差；对故障支撑辊更换时，一般仅更换故障辊，另一侧支撑辊不予更换，使得辊径存在差异，这些问题都对斗轮体的平稳转动有较大影响。斗轮体转动时，势必对支撑辊产生冲击和滑动摩擦，从而影响辊子和轴承寿命。2）车体振动及噪音大。因斗轮体和辊子都为金属材质，两者冲击引起车体的剧烈振动，摩擦产生的噪音较大，同时对辊道寿命也有很大影响。
1.3斗轮链条张紧装置
原设计斗轮驱动链条的张紧采用外部张紧。张紧链轮安装在链条的外部，通过张紧链轮调整丝杠实现对链条的张紧。这种张紧方式结构简单，但存在丝杠及张紧链轮底座损坏频繁、调整不方便、张紧效果差等问题。斗轮取料负荷增大，尤其是进入冬季，料堆或底层结冻时，斗轮链条跳链频繁，严重影响混匀料的供应。
1.4斗轮辊道粘料
每个斗轮体上安装有10个料斗，料斗挖取物料并随斗轮体转动至顶端后自卸进入中心料斗，从而完成取料。由于圆弧衬板与斗轮体之间有5mm左右的间隙，在取料至卸料过程中，料斗内的物料从间隙处向外洒落，一部分物料会进入斗轮体辊道。
当物料比较湿、黏时，物料会粘结在辊道内侧，在支撑辊处挤压后牢牢粘结在辊道内壁，导致斗轮体转动时的稳定性变差，引起车体振动。
1.5小车滑缆磨损
取料机原设计取料方式为双向取料，在实际运行过程中，考虑到斗轮双向运行对侧挡辊、支撑辊使用寿命的影响，以及料斗换向操作繁琐，采取了单向取料作业方式，取料方向与物流方向一致。运行半年之后，小车滑缆磨损、接地等故障频发。经过分析认为，由于小车滑缆安装在取料侧，从斗轮体内侧穿过，受斗轮取料时洒落物料的长期冲刷、磨损，造成电缆破损，导致电气故障频发。
2 改造措施
2.1斗轮侧挡辊改造
侧挡辊的主要缺陷在于结构不合理，对其结构进行改造。将单侧支撑的悬臂式结构改为双侧支撑的简支梁结构，辊子、轴承、底座的受力改变为主要承受压力，受力更加合理。从改造后的使用情况看，延长了辊子、轴承、底座的使用寿命，故障率大幅降低。考虑到斗轮体转动时对侧挡辊的冲击，以及金属与金属的摩擦磨损对辊道寿命的不利影响，对支撑辊辊体进行了改造。辊子母体为金属骨架，外周是厚度为50mm的橡胶。将金属与金属的摩擦改变为金属与橡胶的摩擦，减轻了对辊道的磨损，噪音也大大降低。
2.2支撑辊改造
为了保证对称布置的支撑辊的同轴度，将两个独立的支撑辊安装在一个长轴上，组合为一体。既确保了安装的同轴度和辊径的一致性，也有调整方便、安装可靠等优点。参考侧挡辊改造模式，对支撑辊辊体进行了改造。辊子母体为金属骨架，外周是厚度为80mm的橡胶。将金属与金属的摩擦改变为金属与橡胶的摩擦，有效保护了辊道，减轻了辊道的磨损，辊道寿命从2a延长到了4a。同时，车体的振动也大大减轻，降低了噪音，改善了工作环境。
2.3斗轮链条张紧装置改造
从改善链条张紧效果、调整维护便利、改善链条包角等方面综合考虑，对张紧链轮和改向链轮进行了改造。首先将改向链轮的固定式底座进行改造，在小车立柱上安装1个铰支座，1个绕铰支座转动的支腿与改向链轮底座连接，使得改向链轮可绕铰支座转动。同时，在支腿上安装调整丝杠，通过调整丝杠带动支腿转动，既改变了链条包角，也实现了链条张紧。这种改造方式安装方便、调整简单，减少了压紧链轮，现场使用效果较好。需要注意的是，铰支座的安装位置、支腿的长度尺寸、丝杠的安装位置及行程等，需要结合现场情况合理布置和确定。
2.4斗轮取料侧上部安装刮料板
为了减少物料粘附在辊道内壁，在斗轮取料侧的上部安装一个倾斜的金属刮料板，与斗轮体内壁保留5mm左右的间隙，能够清刮斗轮体内壁粘附的物料，倾斜的板面有利于物料滑落至地面。从实际运行来看，因金属刮料板与斗轮体内壁保留有间隙而使得清刮效果不理想，内壁仍有物料粘附。经研讨，在距金属刮料板约100mm的上部进行二次清理。采用橡胶为清刮部件，与斗轮体内壁之间不留间隙，直接清刮斗轮体内壁。经过改进后的清理设施，解决了斗轮体辊道粘料问题。
2.5小车滑缆移位
滑缆的故障根源在于洒落物料的冲刷磨损，应减少或消除。首先在滑缆上部安装挡料板，阻挡物料冲刷、磨损滑缆。实施半年，解决了因滑缆受损引起的电气故障，效果明显，但物料长期冲击挡料板造成挡料板变形开裂，反而阻碍了滑缆的滑动，拉断、割断电缆的事故时有发生。利用取料机换堆后的检修时机，将挡料板整体割除，将滑缆从取料侧全部移至非取料侧，彻底解决了洒料冲刷磨损滑缆的问题。
3 改造效果
取料机改造后，从实际运行情况看，改造效果非常显著。设备故障率降低50%以上，定修和大修周期分别从1周、1a延长到了1个月、4a。设备维修费用、备件费用每年降低80余万元。职工劳动强度大幅度降低，设备运行更加稳定，保障了生产的连续顺行。
2.1斗轮侧挡辊改造
侧挡辊的主要缺陷在于结构不合理，对其结构进行改造。将单侧支撑的悬臂式结构改为双侧支撑的简支梁结构，辊子、轴承、底座的受力改变为主要承受压力，受力更加合理。从改造后的使用情况看，延长了辊子、轴承、底座的使用寿命，故障率大幅降低。考虑到斗轮体转动时对侧挡辊的冲击，以及金属与金属的摩擦磨损对辊道寿命的不利影响，对支撑辊辊体进行了改造。辊子母体为金属骨架，外周是厚度为50mm的橡胶。将金属与金属的摩擦改变为金属与橡胶的摩擦，减轻了对辊道的磨损，噪音也大大降低。
2.2支撑辊改造
为了保证对称布置的支撑辊的同轴度，将两个独立的支撑辊安装在一个长轴上，组合为一体。既确保了安装的同轴度和辊径的一致性，也有调整方便、安装可靠等优点。参考侧挡辊改造模式，对支撑辊辊体进行了改造。辊子母体为金属骨架，外周是厚度为80mm的橡胶。将金属与金属的摩擦改变为金属与橡胶的摩擦，有效保护了辊道，减轻了辊道的磨损，辊道寿命从2a延长到了4a。同时，车体的振动也大大减轻，降低了噪音，改善了工作环境。
2.3斗轮链条张紧装置改造
从改善链条张紧效果、调整维护便利、改善链条包角等方面综合考虑，对张紧链轮和改向链轮进行了改造。首先将改向链轮的固定式底座进行改造，在小车立柱上安装1个铰支座，1个绕铰支座转动的支腿与改向链轮底座连接，使得改向链轮可绕铰支座转动。同时，在支腿上安装调整丝杠，通过调整丝杠带动支腿转动，既改变了链条包角，也实现了链条张紧。这种改造方式安装方便、调整简单，减少了压紧链轮，现场使用效果较好。需要注意的是，铰支座的安装位置、支腿的长度尺寸、丝杠的安装位置及行程等，需要结合现场情况合理布置和确定。
2.4斗轮取料侧上部安装刮料板
为了减少物料粘附在辊道内壁，在斗轮取料侧的上部安装一个倾斜的金属刮料板，与斗轮体内壁保留5mm左右的间隙，能够清刮斗轮体内壁粘附的物料，倾斜的板面有利于物料滑落至地面。从实际运行来看，因金属刮料板与斗轮体内壁保留有间隙而使得清刮效果不理想，内壁仍有物料粘附。经研讨，在距金属刮料板约100mm的上部进行二次清理。采用橡胶为清刮部件，与斗轮体内壁之间不留间隙，直接清刮斗轮体内壁。经过改进后的清理设施，解决了斗轮体辊道粘料问题。
2.5小车滑缆移位
滑缆的故障根源在于洒落物料的冲刷磨损，应减少或消除。首先在滑缆上部安装挡料板，阻挡物料冲刷、磨损滑缆。实施半年，解决了因滑缆受损引起的电气故障，效果明显，但物料长期冲击挡料板造成挡料板变形开裂，反而阻碍了滑缆的滑动，拉断、割断电缆的事故时有发生。利用取料机换堆后的检修时机，将挡料板整体割除，将滑缆从取料侧全部移至非取料侧，彻底解决了洒料冲刷磨损滑缆的问题。
3 改造效果
取料机改造后，从实际运行情况看，改造效果非常显著。设备故障率降低50%以上，定修和大修周期分别从1周、1a延长到了1个月、4a。设备维修费用、备件费用每年降低80余万元。职工劳动强度大幅度降低，设备运行更加稳定，保障了生产的连续顺行。
来源：《山东冶金》2015年4月