鏈篦機主要部件的設計

趙揚 黃文秀

摘 要：鏈篦機——回轉窯法生產球團礦（氧化球團和金屬化球團）是世界上比較先進的工藝。鏈篦機是主要的熱工設備，是用于冶金燒結非標大型主機設備，該機是在高溫狀態下大鏈條平行運行的特殊設備。其核心部件運行部分，擔任著承載運送料球的使命，文章將對鏈篦床裝置的材料和結構設計進行闡述。

關鍵詞：鏈篦機；鏈篦床裝置；設計

1 鏈篦機工作原理

由圓盤造球機制好的生球，經過篩分將合格生球由布料器按工藝要求的料層厚度均勻地鋪布在鏈篦床尾部篦床表面上，由鏈篦床裝置載著生球向鏈篦機頭部運行。鏈篦床裝置根據工藝要求。先進入干燥室（有的分為干燥I室及II室），脫除生球中的附著水和結晶水，干燥室溫度一般在550℃以下。然后再進入預熱室，將生球加熱到750～950℃。使生球具有一定的抗壓強度。最后經卸料裝置將預熱好的球團送入回轉窯中進行焙燒（氧化球團）或還原（金屬化球團）。在這一過程中，鏈篦床裝置是從高溫區運行至低溫再運行至高溫區，屬于反復運行于高、低溫區之間，起著運送料球的作用，一旦它出現大的問題，整臺鏈篦機失去作用，所以我們才要對其中代表性的部件進行一些探究。

2 主要部件設計研究

鏈篦床裝配的材料及結構設計：鏈篦床就像帶式輸送機中的膠帶，通過不停的運行，傳送著料球。鏈篦床本身重量達80噸左右（以規格2.8×36m為例），再加上其上布的40噸左右的料球，與同長度的膠帶相比，不知要龐大多少倍。如何能保證整個鏈篦床在常溫和高溫區都能正常的運行，而不至于產生干涉和漏料，這一直是各設計院及相關人士研究的重點。下面我就詳細闡述一下自己在這方面的見解。

2.1 鏈篦床的組成

鏈篦床由擋圈、套管、左側板、鏈節、定距管、小軸、篦板、右側板、卡塊組成。幾百節這種結構連接在一起，形成的環行結構，成為一條“合金鋼帶”，它在常溫與高溫區穿梭，完成著自己傳送料球的使命。

2.2 鏈篦床零部件的材料及結構設計

2.2.1 鏈節的材料及結構設計。（1）鏈節的材料設計。根據有關資料及實驗，對于鏈節的材料也先后做了幾次更改。一方面要求其膨脹及收縮率不能過大；另一方面又需要考慮其高溫時的抗拉強度足夠，開始時我們先后選過ZG3Cr26Ni4、ZG42CrMo，結果不是高溫時強度差一些，就是膨脹和收縮率不夠理想，另外還出現使用壽命不夠長的缺點。后來我們選用了HH（進口牌號），經高溫實驗，得出溫度從600度升至800度，膨脹量為0-3之間。（2）材料的拉伸實驗。鏈節作為鏈篦機主要零部件之一，同時也為了驗證HH（相當于Cr25Ni12）材質的抗拉強度，做了拉伸實驗，兩次實驗結果為520、535MPa。理論HH材料的抗拉強度是515MPa，我們選用的材料符合要求。（3）鏈節結構設計。鏈節由于承載整個鏈篦床及其上料球的重量，因此要求其強度足夠，在選擇了合適的材料之后，其結構也要合理，這樣才能使鏈節的設計更完善。原來壁厚為6mm，現改為8mm（要保證內腔尺寸，因內腔是與鏈輪上的齒相嚙合的）。因鏈節在高溫與常溫區交替運行，經受著嚴重的氧化腐蝕，如果壁過薄，則其壽命就不能很好的保證，如壁過厚，又需增加驅動的動力。另外內腔尺寸由于與鏈輪配合，原來與主傳動鏈輪單側間隙為2.5mm，防止膨脹時鏈輪齒與鏈節卡死，導致嚴重的停機事故。

2.2.2 篦板、卡塊的材料及結構設計。（1）篦板、卡塊的材料設計。篦板采用的材質只含有Cr和Ni，實際在高溫下，這種材質抗腐蝕性差，用不到半年時間就已經出現漏料現象。之后在原材料中加入了N、Re，卡塊材質與其相同。在正常條件下（不發生過燒）可用一年半左右，因篦板、卡塊受到拉力較小，故對其材料的抗拉強度沒有嚴格要求，只是要求其在高溫時的剛性，材料中加入了Ni、N、Re都是為了提高其在高溫時抗變形能力。但因為篦板的膨脹對整個篦床的影響較大，所以我們對篦板的膨脹情況也做了相應的實驗。經高溫實驗，得出溫度從650度升至850度，膨脹量為0-2之間。這組數據為鏈篦床的整體設計奠定了良好的基礎。（2）篦板、卡塊的結構設計。原來篦板和現在篦板與固定彎板的配合尺寸如圖1、圖2所示，7為篦板，9為卡塊，10，11，12為連接用標準件。

圖1

圖1采用的標準件為M12×35螺栓，M12螺母及一平墊，結果穿上φ50的模擬軸后，螺栓無法完全伸入。故又產生了如圖2所示結構，與圖1相比篦板筋左移4mm。距100尺寸線由35改為31，其中心線向筋端部移2mm，距小軸中心線由3mm增加到5mm，卡塊可不變，另外此篦板在端部又設計延伸圓弧，目的是在設備運行維修時，篦板可掛在小軸上，安裝卡塊和連接用標準件。

圖2

2.2.3 左右側板的材料與結構設計。與篦板相似，左右側板不承受太大的拉力，只起到一個擋料作用，但為延長壽命，仍選擇了同篦板相同的材質。在結構上，只要注意在鏈篦床彎曲段不發生干涉就可以了。

2.2.4 整個鏈篦床結構設計。鏈篦床一節的裝配如圖2所示（2.8×36m規格）。上面已經闡述了幾種零部件，還有小軸、定距管、套管、擋圈未談及。鏈篦床最關鍵的是各件彼此之間間隙問題。因在高溫時各件要膨脹，而冷態又收縮。本設計中，各部件高溫膨脹量均在4mm左右，而鏈篦床是不斷運行的，并非停在原地被烘烤，所以經歷高溫時間并沒有那么長，不至于象實驗時一直處于靜態加熱狀態。每兩個鏈節間總間隙不小于12mm，可以滿足膨脹要求，另外篩分后料球直徑為8～16mm，鏈篦床在冷態時溫度也不是常溫，所以兩鏈節間總間隙應在10mm左右，因此鏈篦床這樣的結構既滿足了冷態不漏料，又滿足熱態不干涉，成為一種合理設計。

參考文獻

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[2]實用材料手冊[M].機械工業出版社.

[3]機械設計手冊[M].機械工業出版社.

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