萬(wàn)噸生產(chǎn)線槽式輸送機(jī)的研發(fā)及應(yīng)用

周敏虎

萬(wàn)噸生產(chǎn)線槽式輸送機(jī)的研發(fā)及應(yīng)用

Research and Application of Trough Conveyor forfor 1000010000t/d Cement Production Line

周敏虎

SCD1400、SCD1600型熟料槽式輸送機(jī)是應(yīng)用于萬(wàn)噸級(jí)水泥熟料生產(chǎn)線上的輸送設(shè)備，上饒中材機(jī)械有限公司于2004年底開始研發(fā)，2006年2月第一臺(tái)設(shè)備投入使用，2008年3月研發(fā)設(shè)備通過(guò)國(guó)家級(jí)重點(diǎn)新產(chǎn)品鑒定。萬(wàn)噸級(jí)熟料槽式輸送機(jī)突破了多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試和跟蹤調(diào)查，各項(xiàng)性能指標(biāo)均達(dá)到或超過(guò)國(guó)際先進(jìn)水平，產(chǎn)品輸送能力達(dá)1000t/h，爬坡高度超過(guò)60m，填補(bǔ)了該設(shè)備國(guó)內(nèi)空白，并替代進(jìn)口產(chǎn)品。迄今為止有近20臺(tái)套設(shè)備投入使用，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，故障率低，節(jié)能效果顯著。

萬(wàn)噸；槽式輸送機(jī)；研發(fā)；應(yīng)用；關(guān)鍵技術(shù)

進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，我國(guó)水泥工業(yè)發(fā)生了突破性的變化，新技術(shù)、新裝備的集約化生產(chǎn)不斷取代落后、分散的小水泥生產(chǎn)方式，新型干法水泥的發(fā)展和產(chǎn)業(yè)技術(shù)進(jìn)步舉世矚目。根據(jù)建材行業(yè)中長(zhǎng)期科學(xué)技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略及“十一五”科技發(fā)展規(guī)劃的重點(diǎn)和工作任務(wù)，其第一條就是要求發(fā)展新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)和大型化裝備。在此之前，我國(guó)萬(wàn)噸級(jí)水泥熟料槽式輸送機(jī)均為德國(guó)進(jìn)口產(chǎn)品，價(jià)格十分昂貴。為了打破國(guó)外產(chǎn)品對(duì)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的長(zhǎng)期壟斷局面，我公司于2004年底開始研發(fā)SCD1400、SCD1600型水泥熟料槽式輸送機(jī)，2006年獲得成功，為推進(jìn)我國(guó)萬(wàn)噸級(jí)水泥裝備國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程作出了應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

1 研發(fā)內(nèi)容和技術(shù)突破

在水泥行業(yè)中，輸送設(shè)備的種類有很多，我們選擇了SCD1400和SCD1600型槽式輸送機(jī)作為研發(fā)的機(jī)型，因?yàn)檫@種輸送機(jī)適合運(yùn)送水泥熟料、礦渣等有一定溫度的小顆粒狀物料，并能夠進(jìn)行較長(zhǎng)距離的輸送，可以滿足8000t/d至12000t/d水泥生產(chǎn)線的配套要求。

在設(shè)備性能的定位上，我們以國(guó)際上水泥輸送設(shè)備屬于高端技術(shù)的生產(chǎn)商——德國(guó)奧蒙德（AUMUND）的產(chǎn)品為趕超目標(biāo)。

1.1 確定技術(shù)方案

SCD1400、SCD1600型槽式輸送機(jī)技術(shù)方案包含以下內(nèi)容：

（1）滿足8000～12000t/d水泥熟料生產(chǎn)線的輸送能力，輸送傾角0～45°，爬坡高度超過(guò)60m；

（2）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)先進(jìn)，性能可靠；

（3）能運(yùn)送120℃的物料（允許物料短時(shí)350℃），運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)；

（4）節(jié)能；

（5）安裝維護(hù)簡(jiǎn)便，使用壽命長(zhǎng)。

1.2 主要零部件及其關(guān)鍵技術(shù)突破

1.2.1 鏈條的研制

鏈條是槽式輸送機(jī)的核心部件，鏈條的安全可靠性，決定著整臺(tái)設(shè)備的研發(fā)成敗。為了確保鏈條的絕對(duì)安全，鏈條設(shè)計(jì)成短節(jié)距（250mm）精模鍛鏈，嚙合時(shí)沖擊力小、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)；考慮到理論強(qiáng)度計(jì)算的誤差，分別選用幾種材料和不同的熱處理工藝制作鏈板和銷軸，并針對(duì)不同方案進(jìn)行了多次鏈條破斷試驗(yàn)。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，從中選取最佳的材料和熱處理工藝組合。目前我公司萬(wàn)噸級(jí)輸送機(jī)鏈條強(qiáng)度達(dá)到了國(guó)外同行水平，完全能滿足萬(wàn)噸輸送機(jī)的使用要求。

1.2.2 驅(qū)動(dòng)鏈輪的研制

驅(qū)動(dòng)鏈輪是保證鏈條準(zhǔn)確嚙合的關(guān)鍵部件，輪齒強(qiáng)度、耐磨性和加工精度是熟料輸送機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的重要保證。由于萬(wàn)噸輸送機(jī)的輸送量大、爬坡高度高等特點(diǎn)，對(duì)鏈輪齒的強(qiáng)度和使用壽命提出了更高要求。設(shè)計(jì)時(shí)，主要從以下幾方面改進(jìn)提高：

（1）輪齒采用40Cr鍛制毛坯；

（2）輪齒設(shè)計(jì)成雙切齒，即驅(qū)動(dòng)鏈輪每轉(zhuǎn)兩周，每個(gè)齒只需嚙合一次，因此齒面磨損次數(shù)減少一半，輪齒的使用壽命相應(yīng)增加一倍；

（3）驅(qū)動(dòng)鏈輪設(shè)計(jì)成分體式，輪齒磨損后可進(jìn)行更換。輪齒與輪轂采用組合脹套聯(lián)接：a提高接合面抗剪應(yīng)力，避免聯(lián)接螺栓被剪斷；b輪齒更換時(shí)，拆卸、安裝操作簡(jiǎn)單方便，不會(huì)損傷輪轂內(nèi)孔。

（4）為了確保輪齒強(qiáng)度，采用調(diào)質(zhì)處理加齒面中頻淬火工藝。為保證淬火質(zhì)量，研制了專用中頻淬火機(jī)床，確保齒面淬火硬度HRC55～60，淬硬層深5～7mm。齒形采用數(shù)控線切割機(jī)床加工，保證分度均勻及齒形的精度。

1.2.3 頭部雙楔塊調(diào)節(jié)定位裝置

大噸位熟料輸送機(jī)部件較重，不易保證安裝精度。輸送機(jī)長(zhǎng)度長(zhǎng)，頭尾定位困難。安裝精度將直接影響運(yùn)行的平穩(wěn)性和運(yùn)行部件的壽命。萬(wàn)噸級(jí)的輸送機(jī)的頭部重量達(dá)7～8t，調(diào)節(jié)不易準(zhǔn)確到位。雙楔塊調(diào)節(jié)定位裝置將頭部裝置定位分兩步進(jìn)行，可先將7噸多的頭部裝置按地面基礎(chǔ)中心線粗定位，再用雙楔塊定位裝置將不到2噸重的頭部輪軸組無(wú)級(jí)精確定位，確保安裝的精度和準(zhǔn)確性，保證整個(gè)輸送機(jī)的運(yùn)行可靠性。

1.2.4 采用新型彈性圈聯(lián)軸

萬(wàn)噸級(jí)輸送機(jī)的牽引力很大，聯(lián)軸器傳遞扭矩達(dá)345kN·m。大型聯(lián)軸器的加工及安裝找正非常困難，在使用過(guò)程中，彈性柱銷常被剪斷，故障率很高。上饒中材充分吸取以往聯(lián)軸器的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，對(duì)萬(wàn)噸輸送機(jī)的聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，將裝配鋼芯彈性柱銷的兩個(gè)半聯(lián)軸節(jié)孔設(shè)計(jì)成圓孔與錐孔交錯(cuò)布置（見圖1），安裝時(shí)將兩個(gè)半聯(lián)軸節(jié)推攏，錐孔端具有自動(dòng)找正對(duì)中作用，不需要其他輔助工具即可完成聯(lián)軸器對(duì)中找正工作，操作簡(jiǎn)單，大幅提高了工作效率，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度。為保證彈性柱銷的強(qiáng)度和彈性，避免受剪切失效，彈性柱銷采用錐形鋼芯聯(lián)接銷外包彈性橡膠圈的結(jié)構(gòu)，彈性橡膠圈材質(zhì)選用高密度合成橡膠，其具有強(qiáng)度高、耐磨、耐自然老化性好等特點(diǎn)，與銷軸裝配的內(nèi)孔壁采用兩層纖維加強(qiáng)，確保聯(lián)軸器傳遞扭矩的要求。

圖1 彈性圈聯(lián)軸器示意圖

表1 輸送機(jī)參數(shù)及能耗指標(biāo)*

2 研發(fā)成果及推廣應(yīng)用概況

2.1 研發(fā)成果

（1）SCD1400、SCD1600熟料槽式輸送機(jī)的研制成功，打破了國(guó)外萬(wàn)噸級(jí)水泥技術(shù)裝備在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的壟斷局面，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白；替代進(jìn)口產(chǎn)品，每臺(tái)節(jié)省30～50萬(wàn)歐元，可為用戶提供高效快捷的技術(shù)服務(wù)和優(yōu)質(zhì)、相對(duì)廉價(jià)的配件服務(wù)；促進(jìn)國(guó)內(nèi)萬(wàn)噸級(jí)大型水泥生產(chǎn)線的發(fā)展。

（2）促進(jìn)“萬(wàn)噸級(jí)大型水泥生產(chǎn)線成套技術(shù)裝備研制”項(xiàng)目的完成，增強(qiáng)了我國(guó)水泥技術(shù)裝備在國(guó)際市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力，帶動(dòng)了我國(guó)相關(guān)行業(yè)向海外市場(chǎng)的發(fā)展。

（3）低能耗。目前銅陵海螺水泥有限公司有兩條10000t/d水泥生產(chǎn)線和一條12000t/d水泥生產(chǎn)線，前者兩臺(tái)10000t/d熟料槽式輸送機(jī)為德國(guó)AUMUND公司產(chǎn)品，后者12000t/d水泥生產(chǎn)線的熟料槽式輸送機(jī)是我公司于2011年10月交付使用的產(chǎn)品。根據(jù)銅陵海螺2012年8月27日提供的數(shù)據(jù)，兩家產(chǎn)品的能耗對(duì)比如表1。

從表1中數(shù)據(jù)可知：上饒中材產(chǎn)品比德國(guó)AUMUND產(chǎn)品的提升高度高出12.7%，輸送量增大7.1%，但能耗降低2%，節(jié)能效果顯著。

2.2 推廣應(yīng)用概況

SCD1400、SCD1600型熟料槽式輸送機(jī)自2006年2月首臺(tái)交付使用以來(lái)，有近30臺(tái)投入使用，另有5臺(tái)處于生產(chǎn)加工階段。

昆鋼嘉華建材有限公司及阿聯(lián)酋CEMEX水泥粉磨站的輸送機(jī)，分別于2006年6月和2007年8月份投入運(yùn)轉(zhuǎn)，至今運(yùn)行平穩(wěn)，故障率很低。蕪湖海螺和銅陵海螺共5臺(tái)12000t/d熟料槽式輸送機(jī)投產(chǎn)至今一年多時(shí)間，運(yùn)轉(zhuǎn)良好，各項(xiàng)性能指標(biāo)均達(dá)到或超過(guò)國(guó)際先進(jìn)水平。

3 結(jié)語(yǔ)

SCD1400、SCD1600型熟料槽式輸送機(jī)輸送量大，爬坡高度高，滿足了12000t/d水泥生產(chǎn)線的配套使用要求，整機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理先進(jìn)，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，是目前同等工況條件下能耗最低的輸送設(shè)備，其推廣使用對(duì)推動(dòng)我國(guó)大型干法水泥生產(chǎn)線的技術(shù)進(jìn)步、產(chǎn)業(yè)及產(chǎn)品結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級(jí)、大型水泥裝備進(jìn)軍海外市場(chǎng)等方面都具有重要意義。

[1]袁紐，梁之洵，謝松壽，陳逢陽(yáng).運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)制造用手冊(cè)下冊(cè)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社出版，1991.（1）：178-189.■

TQ172.687

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1001-6171（2014）06-0035-02

上饒中材機(jī)械有限公司，江西上饒334000；

2014-10-26；編輯：呂光