摘要:
近幾年來,邊緣傳動方式的立窯得到了一些新建、擴建水泥廠的青睞,但由于對其結構性能和優、缺點等特性了解和掌握不透,大多數用戶在選用后使用時間不長就因故障頻繁而淘汰或勉強維持生產,造成浪費,影響了企業的經濟效益。通過對我廠8.8萬t生產線的技術改造,分析和探討其改造的可行性。
1 邊緣傳動立窯的結構特點
邊緣傳動的機立窯由于其結構比較簡單,銷輪的銷軸與立軸的齒輪安裝精度要求不高(頂隙約5mm,側隙≤1mm),安裝、調試比較簡單,回轉支承器滾道內的球體因轉速低(1～13r/min),而不需潤滑,價格比較低。
2 邊緣傳動立窯的缺陷
(1)由于原購進的立窯立軸僅有一個軸承座作為徑向定位,而軸承座內軸承是銅瓦(ZQSn6-6-3),鼓入風室內及卸下的熟料粉塵及熱氣很容易使銅瓦內的潤滑油漏失,造成干摩擦,使軸與瓦間隙增大;另一方面,上、下支承器滾道在作圓周運轉時在徑向有一定量的錯位,負荷重。因立軸僅有一個支承點定位,穩定性、剛性不足,使用不足一個月,軸承座內銅瓦就損壞,部分銷軸斷裂。由于立軸在徑向擺動過大,蝸輪減速器很快損壞,無法運行。改前傳動裝配見圖1。
(2)由于支承器上下滾道外徑均大于3m,并置于整個風室環形道之下,而風室的內徑與立窯內徑相同僅為3m。銷輪和支承器無法從窯頂吊進、吊出,檢修時需割窯殼方能進行,而且其空間有限,不利于設備的檢修。
(3)由于支承器上下滾道的材料選用球墨鑄鐵,而球體材料卻選用45號,并進行表面熱處理HRC=45～48,原上下滾道距離B=45mm,使用一年后測量B=25mm,上下滾道明顯磨損起溝跡,磨損速度過快,而球體卻僅輕微磨損。
(4)邊緣傳動立窯的布料器料斗升降裝置復雜,故障多,不易操作。垂直電振出料裝置揚塵大。
3 技術改造措施
(1)為了增強傳動立軸的穩定性,使立軸上的齒輪與銷輪的銷軸能正確嚙合,在齒輪的上下分別設置兩個鋼制的軸承座,上軸承座選用3003130軸承,置于風室下環形板上,下軸承座選用3003132軸承,置于窯殼底板上。因為風室、窯殼底板厚度僅為δ=10mm,所以在放置上軸承座處加一塊δ=30mm,400mm×300mm的加強板。下軸承座加一塊δ=40mm加強板,并與軸承座配鉆攻牙再組裝好立軸,使立軸齒輪和銷輪正確嚙合后,將加強板與窯殼焊接在一起,這樣今后檢修就不必重新校正立軸位置。
(2)因為立窯立軸的上下軸承座均置窯殼內,工作環境溫度高約90℃,粉塵較大,因此,上下軸承座兩頭均設置密封裝置,阻止粉塵進入軸承,同時起到貯存潤滑油的作用。上下軸承座分別引一加油管到窯殼外,方便軸承平時加油,確保立軸能平穩傳動。
(3)原立軸為整體式,長度較長L=1368mm,重量為210kg,不利安裝、檢修。改為分體式結構,由一節L=918mm,Φ170mm的實心軸和一節L=450mm,Φ240mm×15mm的厚壁管組成。為方便立軸上的軸承裝卸,立軸(I)的下端用δ=40mm的法蘭和B=40mm的兩個鍵槽與立軸聯接軸(Ⅱ)連接在一起。這樣在設備檢修時就很輕易吊進拉出,使維修費用和時間縮小。
改造后立軸傳動裝配
(4)立窯布料器設置有電動卷揚和手動卷揚。但前者安裝維護比較復雜,不易控制,造價也高;后者操作勞動強度大,使用效果均不理想。改用1t的手拉葫蘆作為操作工具,達到料斗角度變化的目的,價格僅400元,使用很輕便自如,很受工人歡迎。
(5)由于邊緣傳動方式的傳動裝置全部設置在立窯的邊緣,因此這種結構的傳動方式給出料斗中心留有一定的空間位置。所以設備生產廠家往往把出料裝置設計為垂直振動料封式出料,這樣出料管垂直于振動料槽,形成一個死角,往往造成堵料。由于振動,熟料粉塵在入窯熱風的吹動下引起很大的揚塵,不利于操作,并造成物料損失和浪費。在分析了其弊病后,重新設計一大小頭出料管。出料管由一節Φ500mm×6000mm的圓管接一節L=Φ500mmΦ350mm×1200mm的變徑管,小頭靠近鱗板機,其出料管逐步收縮,使管內物料擠壓、充實,加上選用的圓管直徑比常規設計(D=350～400mm)的大,料柱及數量相對多,既不堵料,又起到封料的作用。出口處設計一個L=1250mm,H=250mm的防塵罩,防塵罩上方用一Φ300mm的收塵管將揚起的粉塵收進臥式電除塵器,使落料口處于負壓狀態。使用一年多無堵料、卡料現象,幾乎沒有一點粉塵外排。
4 技術改造效果
經技術改造后使用一年多,整個傳動裝置運行平穩,傳動齒輪、銷輪銷軸、蝸輪蝸桿減速器的蝸輪、軸承等易損件均沒有明顯的磨損。鹿寨縣交通水泥廠在選用與我廠改造前相同結構邊緣傳動方式立窯不足4個月,3臺窯的立軸先后被折斷。后經考察我廠改造后的立軸結構,并進行改造,使用近一年,效果良好。一臺窯立軸傳動結構改造從零配件制作費到人工安裝調試費約6千元。許多廠家在選用邊緣傳動方式立窯出現問題時,由于技術力量差無法改造或改造不成功,就將整個傳動裝置廢棄,改用中心傳動方式的傳動裝置,這樣一改需要投資近35萬元。
5 存在的問題和建議
(1)由于銷輪直徑和回轉支承器上下滾道的外徑D>3m,而立窯風室內徑及窯內徑均為3m。因此,在銷輪、回轉支承器磨損超差需更換時,無法從窯頂吊進、吊出需割窯殼檢修,而且拉出、裝配易損件時因空間有限,很難確保安裝技術指標符合要求。因此,建議設備制造廠家在設計時要考慮到用戶的檢修,使銷輪外徑、回轉支承器上下滾道外徑均小于風室和窯的內徑。因為回轉支承器下軌道地腳螺栓確定后,用戶很難更改。
(2)由于回轉支承上、下滾道均選用球墨鑄鐵作材料,而鋼球選用45號材料,熱處理后HRC=45～48,在使用過程當中軌道磨損速度過快,上下平面距離B≤10mm就不能繼續運行。因此,建議設計、制造單位改選上下滾道材料為ZGMn13,熱處理HB=180～220,增強其耐磨性,延長其使用壽命。
(3)在考察區內使用邊緣傳動立窯時,發現銷輪銷軸熱處理不過關,在運行時間不長時折斷,很難更換。我們對銷軸的熱處理嚴格把關,用硬度儀進行逐條檢測,確保熱處理后HRC=40～50。我廠銷輪的銷軸使用一年多無一折斷和明顯磨損,建議設計、制造單位和用戶嚴格按技術規范和要求,加強對銷軸的質量檢驗。
(4)為了確保立軸傳動的平穩性,在設計立軸時,應在保證檢修空間足夠的情況下,將立軸設計得盡可能短一些。
