滚筒混匀取料机水平挡轮改进
发布时间：2016-03-18纪雪莉
（哈尔滨重型机器有限责任公司）
摘 要：目前，国内大部分混匀取料场所采用的混匀取料机都属滚筒形式，该类型取料机在实际运行时很容易发生挡轮脱落问题，对混匀取料工作造成影响。针对这一问题，本文现结合滚筒式混匀取料机的工作原理，对滚筒混匀取料机运作时水平挡轮发生脱落的原因进行分析，并在此基础上提出几点相应的改进对策，以供同行参考。
关键词：混同混匀取料机；水平挡轮胎；技术改造；改进措施
以某钢工业企业配料生产为例，该企业在混匀取料生产时配备了大量的滚筒式混匀取料机，利用该取料机工作运行来向烧结厂输送充足的、质量有保障的混匀矿。分析该企业所采用的混匀取料机构造，发现该设备主要由滚筒、滚筒驱动装置、料耙往复驱动设备、行走台车、门架、电缆卷筒等多个部分组成，设备构造相对比较复杂。下面对该混匀取料机设备在实际运行时的工作原理加以探析。
一、滚筒式混匀取料机的构造与工作原理
如前言中所述，滚筒式混匀取料机由滚筒、滚筒驱动装置、料耙往复驱动设备等多个装置构成，其中滚筒机构主要用来完成设备的断面取料操作，该机构由筒体、环筋、纵向筋、水平挡轮组和取料斗等构件共同组成。
在滚筒式混匀取料机中，托轮组装置的主要作用是支承滚筒，为滚筒的滚动创造条件，并在为滚筒创造滚动条件的同时，依靠滚筒滚动来在带动自身装置的转动。水平挡轮组的作用在于定位滚筒的滚动轨迹，防止滚筒在滚动过程中发生横向滚动，或发生横向滚动位移，保证滚筒驱动销齿轮能够和销轴套顺利齿合，保障滚筒及轮组本身的正常运转。
滚筒装置在滚动过程中挖取物料，实现物料的滚动挖取。在滚动取料过程中，由于物料中粉矿粒度的分布并不均匀，物料粒度某些大、某些小，再加上滚筒装置本身重力的影响，所以极易在滚筒取料中出现横向冲击负载，给滚筒的滚动运行造成阻碍。这个时候，负责分担滚筒横向水平荷载的2组水平挡轮会发生极大作用，它们将滚筒装置所承载的横向水平荷载分担过来之后，可保障滚筒在允许空间内继续横向滚动。原理见图1。
关键词：混同混匀取料机；水平挡轮胎；技术改造；改进措施
以某钢工业企业配料生产为例，该企业在混匀取料生产时配备了大量的滚筒式混匀取料机，利用该取料机工作运行来向烧结厂输送充足的、质量有保障的混匀矿。分析该企业所采用的混匀取料机构造，发现该设备主要由滚筒、滚筒驱动装置、料耙往复驱动设备、行走台车、门架、电缆卷筒等多个部分组成，设备构造相对比较复杂。下面对该混匀取料机设备在实际运行时的工作原理加以探析。
一、滚筒式混匀取料机的构造与工作原理
如前言中所述，滚筒式混匀取料机由滚筒、滚筒驱动装置、料耙往复驱动设备等多个装置构成，其中滚筒机构主要用来完成设备的断面取料操作，该机构由筒体、环筋、纵向筋、水平挡轮组和取料斗等构件共同组成。
在滚筒式混匀取料机中，托轮组装置的主要作用是支承滚筒，为滚筒的滚动创造条件，并在为滚筒创造滚动条件的同时，依靠滚筒滚动来在带动自身装置的转动。水平挡轮组的作用在于定位滚筒的滚动轨迹，防止滚筒在滚动过程中发生横向滚动，或发生横向滚动位移，保证滚筒驱动销齿轮能够和销轴套顺利齿合，保障滚筒及轮组本身的正常运转。
滚筒装置在滚动过程中挖取物料，实现物料的滚动挖取。在滚动取料过程中，由于物料中粉矿粒度的分布并不均匀，物料粒度某些大、某些小，再加上滚筒装置本身重力的影响，所以极易在滚筒取料中出现横向冲击负载，给滚筒的滚动运行造成阻碍。这个时候，负责分担滚筒横向水平荷载的2组水平挡轮会发生极大作用，它们将滚筒装置所承载的横向水平荷载分担过来之后，可保障滚筒在允许空间内继续横向滚动。原理见图1。
二、滚筒式混匀取料机运行时存在的问题
原滚筒混匀取料机在运行时，设备内部的水平当轮组常常会发生脱落，进而导致滚筒横向移动轨道发生变化，销齿轮侧面干涉到驱动端的运行，二者之间相互影响，Z后造成滚筒驱动装置中销齿轮和滚筒驱动端销轴套在传动时发生振动异常，严重者还极有可能引发驱动销齿轮出现打齿现象。
1、问题原因分析
分析滚筒混匀取料机运行发生挡轮脱落的原因，发现设备运作中轴用挡圈脱落、轴键槽破裂都有可能导致水平挡轮在设备运行、使用中的发生脱落。详细原因为：
（1）取料机内部轴用挡圈发生脱落，进而导致设备运行受到影响。在动力作用下，水平挡轮以及水平挡轮轴发生意外脱落，降低取料机的工作效率。
（2）水平轮轴键槽发生了破裂或变形，严重者还可能出现轴向固定螺栓断裂的情况，而这些情况一旦发生，取料机运作中发生水平轮组脱落的概率会更高。下图2某钢工业混匀料场中配备的滚筒混匀式取料机水平挡轮装配图。
原滚筒混匀取料机在运行时，设备内部的水平当轮组常常会发生脱落，进而导致滚筒横向移动轨道发生变化，销齿轮侧面干涉到驱动端的运行，二者之间相互影响，Z后造成滚筒驱动装置中销齿轮和滚筒驱动端销轴套在传动时发生振动异常，严重者还极有可能引发驱动销齿轮出现打齿现象。
1、问题原因分析
分析滚筒混匀取料机运行发生挡轮脱落的原因，发现设备运作中轴用挡圈脱落、轴键槽破裂都有可能导致水平挡轮在设备运行、使用中的发生脱落。详细原因为：
（1）取料机内部轴用挡圈发生脱落，进而导致设备运行受到影响。在动力作用下，水平挡轮以及水平挡轮轴发生意外脱落，降低取料机的工作效率。
（2）水平轮轴键槽发生了破裂或变形，严重者还可能出现轴向固定螺栓断裂的情况，而这些情况一旦发生，取料机运作中发生水平轮组脱落的概率会更高。下图2某钢工业混匀料场中配备的滚筒混匀式取料机水平挡轮装配图。
2、改进方案分析
（1）取消轴用挡圈，将轴端部改为阶梯轴。
（2）加大水平挡轮与轴之间的配合过盈量，将原设计孔轴间隙配合H7/k5改为过盈配合H7/p6依靠过盈量来抵御冲击载荷。
（3）加大水平轮轴键槽的深度，原设计直径d=115mm键槽深度t=9mm，参照GB1095-1979，标准键槽深度11mm，原设计键槽深度不够，键槽与键的接触面积过小，导致键槽破裂，因此，将键槽深度改为11mm（下图3改进之后水平挡轮轴的示意图）。
（1）取消轴用挡圈，将轴端部改为阶梯轴。
（2）加大水平挡轮与轴之间的配合过盈量，将原设计孔轴间隙配合H7/k5改为过盈配合H7/p6依靠过盈量来抵御冲击载荷。
（3）加大水平轮轴键槽的深度，原设计直径d=115mm键槽深度t=9mm，参照GB1095-1979，标准键槽深度11mm，原设计键槽深度不够，键槽与键的接触面积过小，导致键槽破裂，因此，将键槽深度改为11mm（下图3改进之后水平挡轮轴的示意图）。
3、改进效果分析
水平挡轮改进之后，滚筒式混匀取料机在进行滚动取料作业一个周期，即8天之后，工作人员对取料设备作了解体检查，将设备中轴承、联接键、压板螺栓等构件都拆卸下来作了全面、认真的检查，结果发现所有构件均无损害，构件质量能得到充分保障。另外，料场中所配备的4台取料机在一年时间内都没有再次发生水平轮组脱落现象。从这一点来看，该项改造方案实施效果是具有一定保障，并经得起验证的。料场中其他混匀取料机械设备也可采用该种技术方案来进行水平挡轮改造，防止水平挡轮在设备运行中发生意外脱落，切实保证混匀取料机工作效率，提高企业社会经济效益。
4、改进后的经济效益计算
改进前，单台滚筒取料机水平挡轮脱落故障平均每年1次，每次故障检修成本计算如下：
（1）人工费
需要修理工4人，工时0.5d，费用300元/（人·天）。
人工费=4x0.5x300=600元。
（2）备件材料费
水平挡轮轴500元/件，水平挡轮1100元/件，轴承850元，其他材料200元。
备件材料费=500+1100+850+200=2650元。
（3）施工机械费
起重机台班费2000元/台班，运输车辆500元/台班。
施工机械费=2000+500=2500元。
直接费用为600+2650+2500=5750元。
4台滚筒取料机，年降低检修费用5750元x4=23000元。
三、结束语
综上所述，本次水平挡轮轴改进，没有改变原设计轴强度和主要安装方式，成功解决了水平挡轮脱落的问题，取得较好的效果。
参考文献
[1]魏金仙，肖利华.急性复合创伤的急救观察与护理[J].基层医学论坛.2006（14）
[2]魏金仙.门座起重机回转支承法兰联接方法的改进[J].港口科技动态.2005（10）
[3]沈亮远.某大型液压回转设备自动归零控制的改进设计[J].中国高新技术企业.2008（14）
[4]何卫东，姜振波，鲍君华，张迎辉.RV传动中曲柄轴的模态分析[J].大连交通大学学报.2011（02）
水平挡轮改进之后，滚筒式混匀取料机在进行滚动取料作业一个周期，即8天之后，工作人员对取料设备作了解体检查，将设备中轴承、联接键、压板螺栓等构件都拆卸下来作了全面、认真的检查，结果发现所有构件均无损害，构件质量能得到充分保障。另外，料场中所配备的4台取料机在一年时间内都没有再次发生水平轮组脱落现象。从这一点来看，该项改造方案实施效果是具有一定保障，并经得起验证的。料场中其他混匀取料机械设备也可采用该种技术方案来进行水平挡轮改造，防止水平挡轮在设备运行中发生意外脱落，切实保证混匀取料机工作效率，提高企业社会经济效益。
4、改进后的经济效益计算
改进前，单台滚筒取料机水平挡轮脱落故障平均每年1次，每次故障检修成本计算如下：
（1）人工费
需要修理工4人，工时0.5d，费用300元/（人·天）。
人工费=4x0.5x300=600元。
（2）备件材料费
水平挡轮轴500元/件，水平挡轮1100元/件，轴承850元，其他材料200元。
备件材料费=500+1100+850+200=2650元。
（3）施工机械费
起重机台班费2000元/台班，运输车辆500元/台班。
施工机械费=2000+500=2500元。
直接费用为600+2650+2500=5750元。
4台滚筒取料机，年降低检修费用5750元x4=23000元。
三、结束语
综上所述，本次水平挡轮轴改进，没有改变原设计轴强度和主要安装方式，成功解决了水平挡轮脱落的问题，取得较好的效果。
参考文献
[1]魏金仙，肖利华.急性复合创伤的急救观察与护理[J].基层医学论坛.2006（14）
[2]魏金仙.门座起重机回转支承法兰联接方法的改进[J].港口科技动态.2005（10）
[3]沈亮远.某大型液压回转设备自动归零控制的改进设计[J].中国高新技术企业.2008（14）
[4]何卫东，姜振波，鲍君华，张迎辉.RV传动中曲柄轴的模态分析[J].大连交通大学学报.2011（02）
来源：《科学与财富》2014年1期