堆取料机常见故障分析与改进

　　摘　要：针对炼铁厂1#～3#堆取料机常见故障，对堆取料机斗轮传动机构、回转系统、液压系统等易发故障点进行原因分析，采取将斗轮体结构无格式改为有格式、斗轮轴承装入方式单向改为双向、回转减速机悬臂受力结构单支撑改为双支撑，以及调整液压系统阀组平台高度等相应的技术改进措施，减少了设备故障，堆取料机作业率在原有基础上提高了4%，在未扩大产能的情况下，确保了原料运输需求，保证了混匀矿的生产。
　　关键词：堆取料机；斗轮；轴承；作业率
　　0　引言
　　炼铁厂1#～3#堆取料机的型号均为DQLK600/100.30型，设计取料能力600t/h，堆料能力1000t/h，主要负责料场球团、粉矿、块矿的储存与运输。随着高炉年产量由1989年的4950m³扩容到6950m³，生铁产量由年产2913万t增加到580万t，堆取料机的作业率须相应提高，才能满足不断提高的高炉产量。针对这种现状，有必要针对堆取料机设备故障特点，对堆取料机进行技术改进，减少设备故障，提高有效作业率。
　　1　设备基本情况
　　炼铁厂1#～3#堆取料机均采用悬臂式单支撑堆取料结构，斗轮体由8个斗子组成，如图1所示。 　　堆取料机工作流程为：大皮带尾车回转斗轮悬臂堆、取料，其设备技术参数见表1。 　　由于攀钢炼铁厂料场面积小，品种多，近几年高炉、烧结机扩容以来，原料场堆料面积未发生变化，设备也未重新改型选型，只能通过减少设备故障，不断提高设备作业率，挖掘设备自身潜能，才能满足生产需要。
　　3台堆取料机设备结构和基本原理大致相同，其设备结构特点见表2。 　　2　常见故障现象及原因分析
　　2.1 斗轮传动机构故障
　　原有斗轮传动机构示意图见图2。该机构由无格式斗轮体、斗轮轴、液压马达组成，其故障现象及原因主要有：
　　1）轮体与斗轮轴靠18颗M24的高强度螺栓连接，实际运行中，螺栓频繁剪断，见图2左端。 　　2）由于无格式斗轮斗体结构强度差，导致斗轮体被撕裂、错开。
　　3）由于原有斗轮体为整体结构，靠近斗轮侧轴承无法进行日常检查并及时维护，导致该侧斗轮轴损坏频繁，并且由于装配场地限制，一旦损坏，抢修时间长。
　　4）斗轮轴与减速机侧靠张紧套连接，张紧套易失效损坏，并易导致减速机低速轴报废。见图2右端。
　　2.2 2#堆取料机故障频繁
　　2#堆取料机运行中故障频繁，存在斗轮轴与减速机之间连接法兰极易损坏和斗轮减速机极易出现故障等2个问题。
　　斗轮轴与减速机之间连接盘如图3所示。焊接在斗轮轴端的法兰盘经12颗M20连接螺栓与减速机轴端以沉头螺栓方式连接，如图3所示。因仅靠12颗M20连接螺栓承受传动力矩，该螺栓经常被剪断，反复焊接，Z后被迫更换减速机。 　　2.3 液压系统故障
　　堆取料机液压系统由补油泵、主油泵、液压马达和升降油缸等构成，主要故障有：①液压马达、油泵达不到使用寿命周期，极易损坏。②液压管道泄漏频繁。
　　2.4 回转机构故障
　　堆取料机回转机构主要由回转大轴承、回转大齿圈、回转减速机、电机等组成，主要故障有：
　　（1）该传动装置呈单支撑结构，造成壳体承受附加载荷，中部机壳螺栓极易被剪断。
　　（2）回转减速机轴头密封结构不完善，通盖螺栓极易被剪断，输出轴轴头很容易漏油。
　　（3）由于润滑方式及结构缺陷，回转大轴承易因缺油损坏。
　　3　改进措施
　　通过对现有堆取料机主要故障及其原因分析，充分考虑现有设备状况和设备保产情况，利用大中修、现场设备检修，结合日常故障处理经验，持续提出和实施如下解决方案。
　　3.1 斗轮传动机构改进
　　3.1.1 斗轮轴改用花键与斗轮体相连
　　将原有斗轮体与斗轮轴之间的法兰螺栓连接改为采用花键连接，花键由10个齿组成，如图4所示。Z初，轴端采用4颗M24高强度连接螺栓进行轴向固定，使用过程中发现轴端高强度螺栓容易断裂，又将轴端延长200mm，采用轴端双圆螺母加止动垫轴向固定的结构，使用寿命延长。 　　3.1.2 由无格式改为有格式斗轮体
　　原有斗轮体为无格式结构，靠法兰螺栓与轴连接，将其改为有格式斗轮体，其特点是用8根H型钢制作骨架支撑，不仅减轻了斗轮体自身重量，承载能力强，使用寿命长，而且由于8根H型钢制作成伞状骨架，还便于从斗轮体开侧盖检查轴承，同时也有利于该处迎料板、圆弧挡料板及其立柱加固与焊接，增强结构件强度。
　　3.1.3 斗轮轴承单向装入改为双向装入
　　原有斗轮体只能从斗轮轴右侧装入，斗轮轴改为图4所示结构后，斗轮体左右侧都能装入。现场实际生产中，靠斗轮体侧的轴承Z易损坏，改进后，不需将设备整体拆除、倒运至专用工场，也不需拆除右边传动机构，可在现场方便快速拆除左边斗轮体并更换轴承，方便了检修，节约了工作时间。
　　3.1.4 斗轮轴与减速机端改用花键连接
　　斗轮轴右侧原装配采用涨紧套，改进后采用花键套。仅需新订1根减速机低速齿轴，该低速轴内部采用10齿花键结构，见图5，与斗轮轴上花键相配，其他减速机尺寸保持不变。 　　3.1.5 斗轮轴承座密封改为剖分式密封
　　按照通盖相同的外形尺寸，重新加工剖分式通盖，内侧洗出20mm宽沟槽，在通盖与轴之间轴颈上加装毛毡压好，杜绝物料进入轴承座腔。改为剖分式密封后，杜绝了物料由轴卷入轴承座所引起的轴承缺油损坏的事故。
　　3.1.6 斗轮轴左端下部加卸料槽
　　改进前，靠近斗轮体的左侧轴承极易进料损坏，经对该处结构强度测算后，在轴颈下部开一道200mm×300mm的泄料槽，使该处积料随泄料槽流出，避免物料在轴承座下部堆积，减少了轴承的损坏。
　　3.2 2#堆取料机斗轮减速机与斗轮连接盘改进
　　2#堆取料机传动减速机与1#、3#堆取料机不一样，该传动采用电机+行星齿轮减速机组成。斗轮减速机与斗轮轴之间采用连接盘的结构形式。
　　改进后连接盘结构如图6所示。在原有斗轮端和减速机端上分别加工2个连接法兰和1个锁紧法兰。连接法兰分别焊接斗轮轴和减速机轴外端，两端用12颗M24过盈配合螺栓连接，锁紧法兰加在中部，形成锁紧盘结构。这种结构不仅可以确保斗轮轴与减速机输出轴的同轴度，同时通过过盈配合连接螺栓传递力矩，避免了螺栓断裂。并且，即使出现螺栓被剪断，也可以立即更换。 　　同时，以3#堆取料机斗轮体为基本结构，也将2#堆取料机斗轮体也由无格式改为有格式，与斗轮体连接方式改为花键连接，轴端采用圆螺母加止动垫进行固定。
　　3.3 液压系统改进
　　3.3.1 改进液压系统阀组平台
　　将斗轮补油泵16泵、俯仰补油泵50泵和主油泵40泵两个平台高度降至下部回转平台500mm，重新整理管道走向，管道之间改用高压软管连接。
　　管接头全部由以前的“O”型密封圈改为采用“O”+平面密封垫的组合密封。能快速更换泵和阀组，也减少了管接头漏点。
　　3.3.2 改进油箱
　　将油箱注油孔升高200mm，脱离给料平台，注油孔改为手提盒子式，提开盖子即可加油，上部再增加盖板，杜绝雨水和杂质进入。同时，各机台增设过滤机注油，杜绝注油污染。
　　3.3.3 改进液压管道
　　原过滤器位于油箱出口补油泵之前，补油泵16泵和50泵进油管之前，杜绝油箱杂质损坏补油泵。
　　改进时，先用水彻底冲刷清洗油管，再用油打压冲洗更换掉润滑油；重新制作高压管道，将斗轮和俯仰回油管道彻底分离，并与油箱连接，使系统按设计独立运行，减少俯仰补油泵和斗轮的相互影响。
　　3.4 回转机构改进
　　3.4.1 回转减速机悬臂受力结构改为双支撑受力结构
　　安装时，放入减速机后先检测大小开式齿轮啮合间隙，确保间隙均匀。回转减速机上部法兰盘与大梁上部座圈之间用塞尺和垫片找正，采用M24过盈配合螺栓把紧。大梁下部座圈在原有圆弧挡铁和限位丁字铁，并紧贴回转减速机机壳端面。这样，就形成了图7右图所示改进后的双支点受力结构，回转减速机形成了上下两个受力点，达到受力平衡的目的。