直線鑄錠機振動原因分析及消除的措施

摘要：銻錠表面質量不合格對生產的影響相當大，如何保證銻鑄錠機的正常運行，使其鑄出合格的銻產品，在精銻生產中尤為重要。造成銻錠表面質量不合格的主要原因就是鑄錠機的振動。本文對鑄錠機振動的原因進行了分析和總結，提出了消除措施。

關鍵詞：銻鑄錠機，振動

鑄錠機是我公司生產銻白原料和精銻最后一道工序的關鍵設備，它將銻液澆鑄成銻錠。精銻銻錠為塊狀截角錐六面體的金屬錠，表面要求平整光滑，銀白閃光，有清晰美觀的花紋。保證鑄錠機的正常運行，使其鑄出合格的銻產品，特別是在精銻生產中尤為重要。由于制造、安裝等因素，鑄錠機不可能達到百分之百平穩的理想運行狀態，但一般小的振動不會造成銻錠表面質量不合格。然而鑄錠機在運行中，由于種種原因引起振動加劇，使凝固的銻液表面出現大褶、大耳飛邊、孔洞、波紋等缺陷，造成銻錠表面質量不合格。特別是精銻生產中，表面質量不合格，嚴重的需返回冶金爐重新冶煉，直接造成生產成本的升高，不嚴重的也必須經手工打磨，增加了員工的勞動強度，延誤交貨時間。因此提高銻錠產品合格率，探討和掌握銻鑄錠機振動原因，并采取相應的消除措施，是非常重要的。

通過分析和總結，引起鑄錠機振動的原因有以下幾個方面，并可采取相應的措施，達到消除振動的效果。

1.溫度的影響

溫度是影起銻鑄錠機振動的最主要的原因。在澆鑄過程中，由于高溫銻液，放入澆鑄銻模后，傳熱至鏈板，引起鏈板溫度升高，經測試鏈板平均溫度可達到150°C左右，根據熱澎脹公式計算，每節鏈板伸長約0.4毫米，按全長27米計算，鏈條總伸長約77.4毫米。本承受著很大拉力的鏈條，在溫度影響下，更加劇了彈性變形，這樣不但鏈條節距發生了變化，更由于鏈條的伸張，鏈條將產生懸軌拱起現象，使其失去平衡，從而導致運行中鏈條的振動，形似波浪一樣。要解決鏈條受熱伸長產生的波形運行導致的振動，我們采取了如下措施。

1.2.改進鏈輪齒形，消除鏈條受熱伸長所產生的波浪蠕動引起的振動

鑄錠機最初所設計的齒形如（圖1）所示。

這種齒形在溫度發生變化情況下，沒有鏈條伸長的延緩空間，從而鏈條所產生的強大應力，作用于鏈輪，使鏈條受阻被迫抬起，懸空于軌道，造成振動。

現在采用了如（圖2）所示的齒形

這種齒形在運行中，當鏈板節距在溫度影響下產生變化時，鏈條受熱伸長不會直接受阻于鏈輪，使其有延緩空間，釋放應力，從而使鑄錠機鏈條和滾子仍能比較平穩地在鏈輪中傳動。

1.3.改變鏈條拉緊調節裝置

鏈條的伸縮變形對鑄錠機的運行影響很大。為消除鏈條伸縮變形對鑄錠機產生的影響，鑄錠機設有拉緊調節裝置。在2007年以前，我們反射爐銻鑄錠機，采用的是尾輪自動調節裝置，就是尾輪處于浮動狀態，由配重砣拉緊鏈條。但這種裝置并不能收到滿意的效果，反而因尾輪的浮動，或配重的不平衡，至使鏈條跑邊，碰刮機架造成設備事故。于是我們在2007年對鑄錠機進行了技術改造，取消了尾輪浮動調節裝置，改為首輪端下部的鏈條有一定的下垂，使首輪端的鏈條保持一定的撓度，而不是把整個鏈條拉緊，使得鏈條在受熱后既能給伸長帶來調節，又能保證首尾輪的運行中心線不偏移和兩軸的平行度。

2.軌道阻力和零部件剛度的影響

當鑄錠機運行阻力過大時，鏈條的張力增加，鏈板中產生較大的內應力，造成上部鏈條的張緊狀態，一旦運行的阻力發生變化，容易引起鏈條的振動。

在實際工作中，我們總結出鑄錠機的維護與保養有很大的關系，鑄錠工經常保持滾子與鏈板軸銷的良好潤滑，并在軌道上滴上少量機油，對減少阻力，消除振動有很好的效果。

加強鑄錠機各主要零部件的剛度對其振動的產生亦有重要影響。機架、首尾輪架、傳動軸等都必須具有足夠的剛度，以使其在運轉中產生的彈性變形最小。如果剛度較小，在高溫和重荷下，運行將產生更大的彈性變形，這對鑄錠機平穩運行極為不利。因此，在一次大修中，我們在原設計剛度的基礎上，加大了首尾輪架和機架的剛度，使鑄錠機的運行狀況得到了改善。同時，對蝸輪蝸桿減速機的二級蝸輪軸由原來的φ100mm，增大到φ110mm，增強了變速箱的負載能力。

3.安裝質量的影響

安裝質量也是影響鑄錠機運行的重要因素，因此在鑄錠機安裝時，必須嚴格遵循機械安裝規程，把好質量關。鏈板，滾子在裝配時要保持靈活，不能強行裝配。導軌與機架連接必須緊固結實。同時在安裝時，要注意以下幾個參數：

3.1.上下軌道中心線垂直度偏移不大于3毫米。

3.2.主從動兩軸的不平行度不大于5毫米。

3.3.兩軸與兩軌的不矩形度不大于10毫米。

保證高質量，高精度的安裝是消除銻鑄錠機振動的前提條件。

4.鑄錠脫模的影響

銻錠脫模是靠鑄錠機首輪處的脫模輪強制頂起銻模底部頂蒂使銻錠脫離銻模的過程。如果脫模困難，銻錠不能與銻模順利分離，模底頂蒂也就增加了對鏈條的壓力，迫使鏈條處于緊張狀態，對個別脫模困難的銻錠，銻模會被頂起一定高度導致鏈條離開鏈輪，當銻錠被頂脫之后，鏈條突然掉落，并立即松馳，同時產生沖擊。這樣的變化過程極易造成整個鏈條有規則的震動。銻錠脫模困難有兩方面的原因，一是銻模溫度較高，銻模膨脹率減少；二是頂蒂被銻液粘結，使銻錠和銻模成為一個整體而無法脫落。

解決措施：

1.在澆鑄過程中，始終保持冷模澆鑄是消除振動的有效方法。為了降低銻模及鏈條在運行中的工作溫度，改善銻錠的脫模效果。必須對熱銻模進行強制降溫冷卻，為了達到既能降溫，又要節能的效果 ，我們在靠首輪前端5—6米范圍內的銻模下部安裝了6組噴射水冷卻管，使銻模在澆鑄前能保持40--50°溫度。這樣的溫度一方面脫模不感困難，同時銻錠底面也不會因水冷而產生氣孔。

2.及時清理頂蒂與銻模底部貼合面，減少頂蒂與銻模的縫隙，使銻液無法滲入，這是解決頂蒂不粘銻的有效辦法。我們要求維護工放銻前和放銻中必須及時清理銻模中的銻顆粒和碎銻衣，保證頂蒂頂面不高出銻模底面，盡可能地不留有頂蒂粘結銻錠的條件，這對保持良好的脫模狀況大有好處。

5.鏈輪齒數的影響

鏈輪齒數對鑄錠機造成振動，是因鏈輪的運輸舜時速度差引起的。鏈輪與齒輪不同，在鏈傳動中，鏈條為非等速運動，其速度的變化隨鏈輪節距的大小和齒數的多少而異，即鏈輪節距越大和齒數越少，運行的舜時速度差就越大（即最大速度與最小速度之差），振動也就容易產生。如齒數越多，越接近等速運動，也就越平穩。顯然，鏈傳動中這種規律性的速度變化直接影響到鏈條的平穩運行。現行設計的鏈輪齒數均為6齒，節距為279毫米，鏈條線速度為0.722米/分（最大速度）。傳動中其鏈條的運行速度則呈一種規律性的不勻速狀態，其速度鏈輪瞬時速度表

從上表數字可以看出，如鏈輪齒數越多，鏈條的運行就越平穩，鑄錠機產生的振動也就越小。當然齒數增加，鏈輪尺寸就會增大，所以齒數也不可能太多。因此選用多大齒數的鏈輪，這要根據銻模大小，澆鑄包的銻液量和澆鑄時間的長短等各種因素而定，如能選用8齒那將對鑄錠機的運行是有很大好處的。我們應該做這方面的改進，以求達到銻鑄錠機的更加平穩。

結語：通過多年對鑄錠在設計、制造、安裝和使用等方面進行改進改造，上述措施逐步實施之后，現在我公司直線鑄錠機在運行中的振動現象基本消除，銻錠表面質量合格率大大提高。

參考文獻：

[1] 徐灝等.機械設計手冊第三卷[M].北京：機械工業出版社.1991

作者簡介：陳正杰（1972-，男，湖南益陽人，錫礦山閃星銻業有限責任公司，機械工程師，本科學歷，工學學士，從事機械設計和設備管理工作。