用磨削方法處理混合機滾圈缺陷

劉文霞高萬良

（1.內(nèi)蒙古包頭職業(yè)技術(shù)學院，包頭 014030；2．內(nèi)蒙古包鋼（集團）公司煉鐵廠，包頭 014010）

用磨削方法處理混合機滾圈缺陷

劉文霞1高萬良2

（1.內(nèi)蒙古包頭職業(yè)技術(shù)學院，包頭 014030；2．內(nèi)蒙古包鋼（集團）公司煉鐵廠，包頭 014010）

本文通過長期跟蹤測量，對混合機滾圈因磨損變形嚴重造成的振動進行詳細分析，通過方法比對，采用磨床對混合機滾圈進行打磨，有效減少和消除筒體的振動，對穩(wěn)定生產(chǎn)也有重要作用。

滾圈 砂帶打磨 點蝕 筒體振動 延長使用壽命

前言

在燒結(jié)生產(chǎn)工藝中，一次混合機主要有物料混勻的作用，混合機筒體靠四個托輪托起，由電機減速機帶動小齒輪嚙合筒體上的大齒圈實現(xiàn)筒體的旋轉(zhuǎn)運動，滾圈由鍛鋼鍛制成環(huán)狀后，與筒體焊接成一個整體，主要起到支撐筒體和保持剛度的作用。燒結(jié)料混合機如圖1所示。

圖1 燒結(jié)料混合機

包鋼煉鐵廠一燒車間二期一次混合機規(guī)格：∮3 200× 13 000mm，1995年投入運行以來，已連續(xù)運行17年（設(shè)計使用壽命為15年），混合機滾圈尤其是入料口滾圈已出現(xiàn)大面積的疲勞點蝕、甚至存在局部變形，情況相當嚴重，混合機運轉(zhuǎn)時，筒體、托輪、混凝土基礎(chǔ)都在一起劇烈振動，存在較大設(shè)備隱患。

1 混合機振動的原因分析

混合機滾圈為鍛制、材質(zhì)為35，滾圈與筒體焊接后，為消除內(nèi)應(yīng)力，進行退火處理，滾圈進行調(diào)質(zhì)處理后，表面硬度為HB150-HB180。

（1）由于進料端受物料的沖擊，瞬間作用力較大，物料較多，對滾圈的強度、剛度要求較高，而滾圈的鍛造缺陷在受擠壓時，表面會形成很多麻點或凹坑，長時間擠壓使表面出現(xiàn)波紋狀條紋，致使?jié)L圈與托輥接觸不良，因此，相對來說，進料端的滾圈損壞較嚴重，是造成混合機振動的主要原因。

（2）托輪是筒體的支撐部件，承受整個筒體裝置和筒內(nèi)混合料的重量，及運轉(zhuǎn)負荷，托輪有兩對，從筒體的橫截面看，每對托輪對稱安裝在滾圈垂直中心線兩側(cè)，左右夾角各為30。是筒體的徑向定位裝置，由于長期運轉(zhuǎn)造成滾圈與托輪間的不均勻磨損，滾面的接觸不良，在托輪的導向作用下，滾圈的運動軌跡不在一個平面內(nèi)，筒體上下移動，造成滾圈與托輪表面橫向產(chǎn)生磨損，托輪對筒體存在很大的阻力，而阻力隨著滾圈的旋轉(zhuǎn)有規(guī)律地變化，從而產(chǎn)生振動[1]。

（3）由于工藝缺陷和生產(chǎn)任務(wù)緊張，上料系統(tǒng)短暫處理問題，混合機全部帶料停機（相當頻繁），一次混合機旋轉(zhuǎn)部件重67t，正常填充物料在35t左右，如果加上筒壁內(nèi)側(cè)的粘接料，全部重量應(yīng)在100t以上，如此巨大的負荷，瞬間啟動對設(shè)備的損害極大，對長期使用且易疲勞點蝕的滾圈來說，勢必會造成壓痕或局部變形。這也是造成振動的主因之一。

（4）混合機使用環(huán)境屬于多粉塵場所，滾圈表面與托輪接觸有粉塵顆粒進入，對滾面產(chǎn)生壓痕，形成麻點，造成運行不平衡。

（5）滾圈存在鍛造缺陷，或熱處理不均勻，造成運轉(zhuǎn)過程中受擠壓時，表面易產(chǎn)生不均勻變形，形成很多麻點和凹坑，長時間擠壓使表面出現(xiàn)波紋狀條紋，致使表面接觸不良產(chǎn)生振動。

（6）混合機筒體內(nèi)安裝有橡膠襯板和揚料裝置，其主要作用除保護筒體外，還要盡量使物料按照正常軌跡“滾落”，當物料按“滾落”軌跡運動時，筒體所承受的力是均勻的，運動狀況平穩(wěn)，這種運動狀況是設(shè)計和工藝要達到的目的，而當揚料裝置太大或過小，沒有充分發(fā)揮作用時，會導致物料在筒體內(nèi)的軌跡為“瀑布”或“滑落”，落下的物料在筒體旋轉(zhuǎn)方向有逆向作用，既不能混合均勻，又導致筒體運轉(zhuǎn)受力不均，運動狀態(tài)不平衡而產(chǎn)生振動[1]。

2 振動數(shù)據(jù)的對比

圖2為東側(cè)入料口托輪的俯視圖。

圖2 東側(cè)入料口托輪（俯視）

從振幅數(shù)據(jù)來觀察，（見表1和表2）徑向數(shù)值最大，而徑向數(shù)值中，又以東北端托輪振幅最大，從理論上分析，與實際情況相吻合。

表1 入口東北角的托輪振動數(shù)值

表2 出口東南角托輪振動數(shù)值

圖3 北側(cè)托輪布置圖

（1）通過測量調(diào)整來恢復混合機四個托輪的原始安裝位置，圖3為北側(cè)托輪布置圖。托輪是混合機主要的支撐和定位部件，只有確定四個托輪的平行度、跨距、前后輪的高差及傾斜度等數(shù)據(jù)，才能進行下一步工作。

（2）利用一次（混合機筒機剖面圖見圖4）的慢傳裝置，重點測量出入料口滾圈的縱向偏差（每個滾圈縱向面按A、B、C三個點來測量），圓弧按每500mm一個點來劃分，共23個點，滾圈的全部測量均出入料口同時進行，使數(shù)據(jù)更可靠、更真實，便于對振動原因進行下一步分析和比對。

圖4 混合機筒體剖面圖

根據(jù)表3的數(shù)據(jù)分析，以B、E點為例，B點高差最大約為3mm（6、7點最高），平均值2695.0mm，E點高差最大值為2mm（13、14點最高），平均2950.7mm，根據(jù)測量的數(shù)據(jù)，基本可以判定滾圈的同心度偏差量，從而可以基本確定下一步滾圈的磨削量。

3 確定解決方案

（1）考慮當前燒結(jié)任務(wù)繁重，不可能有較長的檢修時間，而且，現(xiàn)場施工難度大，根據(jù)實際測量結(jié)果，再確定滾圈的具體修復方案，常規(guī)的滾圈修復方法有三種：磨削、焊補修復、更換，具體分析如表4所示。

表4 解決方法比較圖

根據(jù)當前的生產(chǎn)形勢，磨削修復，投入少、能在短時間內(nèi)改善和緩解混合機的振動情況。

（2）強力砂帶磨削是一種新興的機械加工技術(shù)，具有加工效率高，適應(yīng)性強，操作安全簡便等特點，應(yīng)用領(lǐng)域廣泛[2]。本方案的基本思路是：砂帶磨床由驅(qū)動輪、接觸輪、張緊輪、砂帶、工作臺架、動力及電控部分組成（見圖5），在筒體（微動）轉(zhuǎn)動下，實現(xiàn)由砂帶磨床對滾圈的磨削。

圖5 實際打磨圖像

4 實施砂帶打磨

4.1 打磨的要求

砂帶打磨裝置的制作和現(xiàn)場使用應(yīng)滿足以下幾點要求：（1）砂帶中間位置切于滾圈，使砂帶盡可能靠近滾圈；（2）打磨裝置運轉(zhuǎn)可靠，便于更換砂帶，簡便、安全；（3）砂帶可以在滾圈的徑向和軸向進行行走和進退調(diào)節(jié)；（4）砂帶自帶驅(qū)動電機；（5）砂帶應(yīng)與滾圈運行方向相反，以提高打磨效果。

4.2 打磨的步驟

打磨的步驟主要為：拆除滾圈護罩→清洗滾圈油污架→設(shè)磨床平臺→安裝→磨床并找正→加工→檢查→精磨驗收→拆除平臺→各部數(shù)據(jù)測量及調(diào)整→恢復護罩→運轉(zhuǎn)。

4.3 打磨的效果

從2012年10月30日凌晨1:30開始打磨，至10月31日凌晨1:30止，剔除更換砂帶及打磨間隙測量時間，實際打磨時間約20小時。打磨數(shù)據(jù)見表5。

表3 混合機滾圈同心度偏差測量值

表6 砂帶打磨前后振幅對比

從表6數(shù)據(jù)可知，通過對滾圈近20個小時的打磨，一燒二期一次混合機滾圈的振動明顯減小，混合機連續(xù)運行近半年時間，狀況基本穩(wěn)定。

5 結(jié)論

（1）由于混合機滾圈的修復方案是采用在線修復，不拆除設(shè)備，延長混合機的使用壽命，節(jié)約備件與施工費用。

（2）提高混合機即燒結(jié)機系統(tǒng)的作業(yè)率和產(chǎn)量創(chuàng)造的經(jīng)濟效益。

（3）包鋼煉鐵廠一、三、四燒三個車間共有此類混合設(shè)備13臺，為鐵廠處理此類大型設(shè)備缺陷積累了寶貴的檢修經(jīng)驗。

表5 打磨數(shù)據(jù)表單位（mm）

[1]張思平，彭勤儉.大型旋轉(zhuǎn)體與支承托輥振動原因分析[A]//全國第五屆燒結(jié)球團設(shè)備技術(shù)研討會論文集[C].2007.

[2]林東生.表面處理技術(shù)[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2010.

Mixing Machine Roller Defect Analysis and Processing

LIU Wenxia1,GAO Wanliang2
( 1.Baotou Vocational ＆Technical College,Baotou 014030;2. New system of B aotou Steel ironmaking operations, Inner Mongolia,Baotou 014010 )

In this paper, mixer rolling circle severe deformation due to wear caused by vibration, measured by long-term tracking, and carried out a detailed analys is, by comparison, grinder mixer rolling ring polished, effective in reducing and eliminating the cylinder, stable production has played an effective role.

rolling ring defects,pitting,cylinder vibration ,to extend the use time