近幾年來,邊緣傳動方式的立窯得到了一些新建、擴建水泥廠的青睞,但由于對其結(jié)構(gòu)性能和優(yōu)、缺點等特性了解和掌握不透,大多數(shù)用戶在選用后使用時間不長就因故障頻繁而淘汰或勉強維持生產(chǎn),造成浪費,影響了企業(yè)的經(jīng)濟效益。通過對我廠8.8萬t生產(chǎn)線的技術改造,分析和探討其改造的可行性。

1 邊緣傳動立窯的結(jié)構(gòu)特點

　　邊緣傳動的機立窯由于其結(jié)構(gòu)比較簡單,銷輪的銷軸與立軸的齒輪安裝精度要求不高(頂隙約5mm,側(cè)隙≤1mm),安裝、調(diào)試比較簡單,回轉(zhuǎn)支承器滾道內(nèi)的球體因轉(zhuǎn)速低(1～13r/min),而不需潤滑,價格比較低。

2 邊緣傳動立窯的缺陷

　　 (1)由于原購進的立窯立軸僅有一個軸承座作為徑向定位,而軸承座內(nèi)軸承是銅瓦(ZQSn6-6-3),鼓入風室內(nèi)及卸下的熟料粉塵及熱氣很容易使銅瓦內(nèi)的潤滑油漏失,造成干摩擦,使軸與瓦間隙增大;另一方面,上、下支承器滾道在作圓周運轉(zhuǎn)時在徑向有一定量的錯位,負荷重。因立軸僅有一個支承點定位,穩(wěn)定性、剛性不足,使用不足一個月,軸承座內(nèi)銅瓦就損壞,部分銷軸斷裂。由于立軸在徑向擺動過大,蝸輪減速器很快損壞,最終無法運行。改前傳動裝配見圖1。

　　(2)由于支承器上下滾道外徑均大于3m,并置于整個風室環(huán)形道之下,而風室的內(nèi)徑與立窯內(nèi)徑相同僅為3m。銷輪和支承器無法從窯頂?shù)踹M、吊出,檢修時需割窯殼方能進行,而且其空間有限,不利于設備的檢修。

圖1 立窯立軸改造前傳動裝配圖

　　(3)由于支承器上下滾道的材料選用球墨鑄鐵,而球體材料卻選用45號,并進行表面熱處理HRC=45～48,原上下滾道距離B=45mm,使用一年后測量B=25mm,上下滾道明顯磨損起溝跡,磨損速度過快,而球體卻僅輕微磨損。

　　 (4)邊緣傳動立窯的布料器料斗升降裝置復雜,故障多,不易操作。垂直電振出料裝置揚塵大。

3 技術改造措施

　　 (1)為了增強傳動立軸的穩(wěn)定性,使立軸上的齒輪與銷輪的銷軸能正確嚙合,在齒輪的上下分別設置兩個鋼制的軸承座,上軸承座選用3003130軸承,置于風室下環(huán)形板上,下軸承座選用3003132軸承,置于窯殼底板上。因為風室、窯殼底板厚度僅為δ=10mm,所以在放置上軸承座處加一塊δ=30mm,400mm×300mm的加強板。下軸承座加一塊δ=40mm加強板,并與軸承座配鉆攻牙再組裝好立軸,使立軸齒輪和銷輪正確嚙合后,將加強板與窯殼焊接在一起,這樣今后檢修就不必重新校正立軸位置。

　　 (2)因為立窯立軸的上下軸承座均置窯殼內(nèi),工作環(huán)境溫度高約90℃,粉塵較大,因此,上下軸承座兩頭均設置密封裝置,阻止粉塵進入軸承,同時起到貯存潤滑油的作用。上下軸承座分別引一加油管到窯殼外,方便軸承平時加油,確保立軸能平穩(wěn)傳動。

　　 (3)原立軸為整體式,長度較長L=1368mm,重量為210kg,不利安裝、檢修。改為分體式結(jié)構(gòu),由一節(jié)L=918mm,Φ170mm的實心軸和一節(jié)L=450mm,Φ240mm×15mm的厚壁管組成。為方便立軸上的軸承裝卸,立軸(I)的下端用δ=40mm的法蘭和B=40mm的兩個鍵槽與立軸聯(lián)接軸(Ⅱ)連接在一起。這樣在設備檢修時就很輕易吊進拉出,使維修費用和時間縮小。

　　改造后立軸傳動裝配見圖2。

圖2 立窯立軸改造后傳動裝配圖

　　(4)立窯布料器設置有電動卷揚和手動卷揚。但前者安裝維護比較復雜,不易控制,造價也高;后者操作勞動強度大,使用效果均不理想。改用1t的手拉葫蘆作為操作工具,達到料斗角度變化的目的,價格僅400元,使用很輕便自如,很受工人歡迎。

　　 (5)由于邊緣傳動方式的傳動裝置全部設置在立窯的邊緣,因此這種結(jié)構(gòu)的傳動方式給出料斗中心留有一定的空間位置。所以設備生產(chǎn)廠家往往把出料裝置設計為垂直振動料封式出料,這樣出料管垂直于振動料槽,形成一個死角,往往造成堵料。由于振動,熟料粉塵在入窯熱風的吹動下引起很大的揚塵,不利于操作,并造成物料損失和浪費。在分析了其弊病后,重新設計一大小頭出料管。出料管由一節(jié)Φ500mm×6000mm的圓管接一節(jié)L=Φ500mmΦ350mm×1200mm的變徑管,小頭靠近鱗板機,其出料管逐步收縮,使管內(nèi)物料擠壓、充實,加上選用的圓管直徑比常規(guī)設計(D=350～400mm)的大,料柱及數(shù)量相對多,既不堵料,又起到封料的作用。出口處設計一個L=1250mm,H=250mm的防塵罩,防塵罩上方用一Φ300mm的收塵管將揚起的粉塵收進臥式電除塵器,使落料口處于負壓狀態(tài)。使用一年多無堵料、卡料現(xiàn)象,幾乎沒有一點粉塵外排。改造前后立窯出料裝置見圖3、4。

圖3 改造前出料裝置

圖4 改造后出料裝置

4 技術改造效果

　　經(jīng)技術改造后使用一年多,整個傳動裝置運行平穩(wěn),傳動齒輪、銷輪銷軸、蝸輪蝸桿減速器的蝸輪、軸承等易損件均沒有明顯的磨損。鹿寨縣交通水泥廠在選用與我廠改造前相同結(jié)構(gòu)邊緣傳動方式立窯不足4個月,3臺窯的立軸先后被折斷。后經(jīng)考察我廠改造后的立軸結(jié)構(gòu),并進行改造,使用近一年,效果良好。一臺窯立軸傳動結(jié)構(gòu)改造從零配件制作費到人工安裝調(diào)試費約6千元。許多廠家在選用邊緣傳動方式立窯出現(xiàn)問題時,由于技術力量差無法改造或改造不成功,就將整個傳動裝置廢棄,改用中心傳動方式的傳動裝置,這樣一改需要投資近35萬元。

5 存在的問題和建議

　　 (1)由于銷輪直徑和回轉(zhuǎn)支承器上下滾道的外徑D>3m,而立窯風室內(nèi)徑及窯內(nèi)徑均為3m。因此,在銷輪、回轉(zhuǎn)支承器磨損超差需更換時,無法從窯頂?shù)踹M、吊出需割窯殼檢修,而且拉出、裝配易損件時因空間有限,很難確保安裝技術指標符合要求。因此,建議設備制造廠家在設計時要考慮到用戶的檢修,使銷輪外徑、回轉(zhuǎn)支承器上下滾道外徑均小于風室和窯的內(nèi)徑。因為回轉(zhuǎn)支承器下軌道地腳螺栓確定后,用戶很難更改。

　　 (2)由于回轉(zhuǎn)支承上、下滾道均選用球墨鑄鐵作材料,而鋼球選用45號材料,熱處理后HRC=45～48,在使用過程當中軌道磨損速度過快,上下平面距離B≤10mm就不能繼續(xù)運行。因此,建議設計、制造單位改選上下滾道材料為ZGMn13,熱處理HB=180～220,增強其耐磨性,延長其使用壽命。

　　 (3)在考察區(qū)內(nèi)使用邊緣傳動立窯時,發(fā)現(xiàn)銷輪銷軸熱處理不過關,在運行時間不長時折斷,很難更換。我們對銷軸的熱處理嚴格把關,用硬度儀進行逐條檢測,確保熱處理后HRC=40～50。我廠銷輪的銷軸使用一年多無一折斷和明顯磨損,建議設計、制造單位和用戶嚴格按技術規(guī)范和要求,加強對銷軸的質(zhì)量檢驗。
(4)為了確保立軸傳動的平穩(wěn)性,在設計立軸時,應在保證檢修空間足夠的情況下,將立軸設計得盡可能短一些。