桥式双斗轮双向混匀取料机的改造
| 1 前言 济南钢铁集团总公司原料厂(简称济钢原料厂)二次混匀料场于1996年9月底开始投入试生产,向90m2×2和36m2×2四台烧结机供应混匀中和原料,年供料近400万t。该供料系统由1台DBH800.22型堆料机和2台QLQS2600.28型双斗轮双向混匀取料机组成。2台取料机(编号分别为4＃、5＃取料机)的设计取料能力为600t/台·h。自投产以来,因设备故障频繁,维修量大,使生产组织十分被动。据统计,2台取料机仅备件消耗每年就高达100万元,直接影响了济钢烧结矿的产量、质量和经济效益。为此,济钢原料厂着手对该设备斗轮系统进行改造,以满足生产的需要。 2 设备改造前的状况 济钢原料厂二次混匀料场取料机斗轮系统传动原采用“销齿传动”型式 1 电动机 2 行星减速机 3 齿轮 4 销子 5 套 6斗轮(局部) 这种传动型式的缺点是:不适于低速重载的场合,系统稳定性差、零部件磨损快、寿命短等。经实际运行和分析论证,认为主要是由结构设计和制造质量等原因造成下列问题:(1)悬挂取料斗的斗轮在运转中经常剧烈振动,不稳定,表现为系统刚度不够。(2)斗轮的滚道和导轮组的导轮均磨损严重,滚道出现波浪形变形。(3)斗轮驱动减速机底座因系统的振动而出现裂纹,4台电机法兰盘均出现根部断裂。(4)斗轮驱动摆线齿轮磨损严重,销齿套易破裂。(5)取料斗刚度差,强度低,易变形,寿命短,至改造前已报废十余个。 3 改造方案设计 根据上述情况,自1997年8月份,济钢原料厂开始着手4＃、5＃取料机设备改造的前期准备工作,并提出如下设备改造方案设计:(1)取料机原主要技术参数不变,即生产能力为600t/台·h,轨距28m,轴距6m,含铁混匀中和料料堆高10m,料堆宽21m,堆比重为 2.2t/m3。 (2)斗轮回转驱动型式由“销齿传动”改为“链传动”(如图2所示)。链传动的主要优点是:可保持准确的平均传动比,承载能力大,效率高(η为0.96～0.98),适用于中心距较大、低速重载、工作环境恶劣的场合。链传动的布置为扇形布置,由驱动装置、大小链轮及改向和拉紧链轮组成。小链轮及其驱动装置设在斗轮顶部,为单侧驱动,驱动装置由电动机、柱销联轴器、ZQ650减速机组成。 1 动机 2 联轴器 3 减速机 4 驱动链轮 5 改向链轮6 拉紧改向链轮 7 大链轮 (3)斗轮轮体为焊接结构件,分为两体制造,设计时应充分考虑结构刚度,焊接成型后进行振动时效处理,以消除焊接应力。轮体寿命保证5年以上。 (4)轮体内圈两侧采用镶嵌滚道,每个滚道分两段,滚道为可拆式,与轮体的联接为端部高强度螺栓联接。滚道的材质为ZG340-640(即55＃铸钢),滚道寿命2年以上。 (5)链条选用单排套筒滚子链TG635A,GB1243-76。 (6)双向圆弧挡板设计为可调式,挡板上部和下部与车架铰接,中间部位用叉口螺杆调节,以保证挡板弧面与轮体内圆的表面间隙在10～15mm,挡板弧面加设可更换的耐磨衬板。 (7)设计要充分考虑行走小车架支承部位的结构强度和刚度。行走小车车轮为单轮缘结构,其支承轴承座使用双列向心球面滚子轴承。 (8)斗轮回转支承导辊为单轮缘结构,其轴承座外置,轴承采用双列向心球面滚子轴承,轴承座密封采用可调式填料密封。 (9)斗轮系统加设水平挡轮6组,分上下对称布置,以防止斗轮轮体工作时侧摆,并保证链传动平稳运行。 (10)取料斗由原来8个增加为10个,料斗双向翻转后的固定由一点固定改为两点固定。 (11)为使链条驱动装置的安装和检修方便,将原来料耙驱动装置分别向两侧外移,并重新设计制造支架和底座。 (12)料耙及其驱动装置,斗轮体行走驱动装置,两斗轮小车之间的联杆,用原有零部件现场进行改制并安装。 4 取料机斗轮系统改造的实施 设备改造方案设计确定后,进入实施阶段。在改造实施过程中,关键需要解决两个问题。一是改造设备零部件的设计制作单位选择问题,二是改造设备现场安装施工队伍的选择问题。这两个问题的解决都是围绕着项目资金的多少和工程质量的优劣而进行的。针对第一个问题,济钢在广泛进行技术咨询的基础上,对全国4家有能力承接此类设备设计制作的单位进行了公开招标,最后以每台取料机两部斗轮系统48万元的报价揭标,自1998年11月底开始供货;针对第二个问题,经过认真分析研究,若委托外部施工单位安装,每台取料机需施工费16万元,两台计32万元,且无法保证不停产改造,因此决定由济钢原料厂自行承担改造设备安装任务。自1998年12月开始进行部件装配。1999年3月首先对4＃取料机实施了改造安装,5＃取料机则在特护的条件下保证取料生产。至1999年6月23日,对两台取料机四部斗轮体分阶段不停产改造安装全部实施完毕,均一次试车成功,节约外委施工费32万元。 5 改造后的效果及经济效益评价 5.1 设备改造后的效果 两台取料机斗轮系统改造后,设备故障率大大下降,如表所示。按目前月故障率的最好水平计算,改造后的设备故障率比改造前降低96.8%,彻底改变了过去天天忙于故障抢修的被动局面,设备的有效利用率和作业率明显提高,减轻了维修工人的劳动强度,实现了济钢原料厂二次混匀料场出料率达到100%的目标。 5.2 设备改造的投资费用 每台取料机斗轮系统改造的制造费用为48万元,利用库存的主传动电机、减速机、联轴器和材料费为7万元,则每台取料机改造 共投资55万元,两台合计为110万元。四部斗轮体系统分阶段实施改造期间,未影响供料生产,即无停产损失费;设备改造安装均由济钢原料厂维修人员自行承担实施,未发生外委施工费用。支付维修人员工资不计入改造投资费用中。 5.3 年节约维修费用 两台取料机在改造前,备件、材料费用消耗高达100万元/a。改造后,月平均故障率同比下降90%以上,由此带来了备件消耗大大下降。据统计,仅两台取料机平均每月减少电动机、减速机、联轴器、摆线齿轮、齿套、销子、斗轮体、斗子等备件消耗达7.5万元,即年同比降低备件消耗90万元。若不计增产效益和节约的抢修人工费,则每年至少节约维修费用90万元。 按改造投资110万元,年节资90万元计算, 投资回收期为1.22年。 |
