孟慶華

(南化集團(tuán)連云港堿廠,江蘇 連云港 222042)

純堿生產(chǎn)中MS型單排模鍛鏈埋刮板輸送機(jī)的探討

孟慶華

(南化集團(tuán)連云港堿廠,江蘇 連云港 222042)

通過對純堿生產(chǎn)企業(yè)中常用的純堿運(yùn)輸設(shè)備的MS型單排模鍛鏈埋刮板輸送機(jī)的輸送原理、設(shè)計(jì)步驟、主要技術(shù)參數(shù)、常見問題等方面進(jìn)行了探討,通過探討希望在以后的MS型單排模鍛鏈埋刮板輸送設(shè)備在設(shè)計(jì)、制造以及在實(shí)際生產(chǎn)中能夠更加完善。

單排模鍛;埋刮板;鏈節(jié);計(jì)算

由于我國化工企業(yè)起步較晚,大型的純堿生產(chǎn)企業(yè)大部分在上世紀(jì)70年代開始建設(shè),上世紀(jì)80年代,我國純堿生產(chǎn)企業(yè)開始將埋刮板輸送機(jī)運(yùn)用到純堿運(yùn)輸中,1981年,大連化機(jī)廠和天津堿廠開始使用埋刮板輸送機(jī)代替螺旋輸送機(jī)來輸送純堿。埋刮板輸送機(jī)的技術(shù)和工藝為國外引進(jìn),其中美國、德國、日本技術(shù)較為先進(jìn),我國埋刮板輸送機(jī)制造廠家多為原化工部組織對進(jìn)口設(shè)備攻關(guān)、測繪和國產(chǎn)化所發(fā)展起來的,國內(nèi)三門峽高新機(jī)械有限公司、江蘇運(yùn)輸機(jī)械廠、沈陽飛機(jī)氣動力實(shí)驗(yàn)廠技術(shù)發(fā)展較為成熟,其中三門峽高新機(jī)械有限公司發(fā)展較早,近10年內(nèi)沈陽飛機(jī)氣動力實(shí)驗(yàn)廠市場占有率較高,國內(nèi)超過60萬t/a的堿廠在同類產(chǎn)品中占有率達(dá)80%。在純堿的運(yùn)輸中,MS型單排模鍛鏈埋刮板輸送機(jī)目前主要用于成品堿的輸送。本文以筆者工作中的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn),對純堿埋刮板輸送機(jī)使用中的幾個(gè)問題提出了一些看法,希望能對今后該設(shè)備的設(shè)計(jì)工作有所啟示,使埋刮板輸送機(jī)在各行業(yè)的應(yīng)用得到更進(jìn)一步的推廣和發(fā)展。

1 物料的特征及埋刮板的技術(shù)參數(shù)

在純堿生產(chǎn)企業(yè),埋刮板主要用于煅燒工序和成品包裝工序,特別在煅燒工序,由于純堿的溫度較高,物料飛揚(yáng),一般的輸送設(shè)備很難滿足使用要求,埋刮板由于它結(jié)構(gòu)簡單、殼體密封性好、耐高溫等優(yōu)點(diǎn),對改善操作條件和防止環(huán)境污染等有很大的幫助,所以在各大堿廠埋刮板輸送機(jī)在此工序中得到普遍的運(yùn)用。本文用我廠最大型號的MS63埋刮板進(jìn)行研究。表1、2分別為我廠物料的特征及埋刮板的技術(shù)參數(shù)。

表1 煅燒工序中純堿物料的特征

表2 我廠煅燒工序中選用埋刮板的技術(shù)參數(shù)

1.1 MS63型單排模鍛鏈埋刮板輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)

我廠單排模鍛鏈埋刮板輸送機(jī)的鏈節(jié)型式多為B型,主要用于輸送輕灰爐內(nèi)生產(chǎn)出的成品純堿,其中MS63型單排模鍛鏈埋刮板輸送機(jī)由大量鏈節(jié)組合而成,研究刮板必須從單獨(dú)的每一個(gè)鏈節(jié)開始研究,單獨(dú)鏈節(jié)結(jié)構(gòu)見圖1:

圖1 單鏈節(jié)結(jié)構(gòu)圖

每一個(gè)鏈節(jié)由聯(lián)接拉桿和翅片組成,拉桿材質(zhì)為20CrMnTi,翅片為普通碳鋼,翅片與拉桿采用鍛件,然后焊接而成,見圖2:表3為MS63型單排模鍛鏈埋刮板輸送機(jī)的技術(shù)參數(shù)。

圖2 翅片與拉桿焊接圖

表3 MS63型單排模鍛鏈埋刮板輸送機(jī)的技術(shù)參數(shù)

2 MS型單排模鍛鏈埋刮板輸送機(jī)計(jì)算公式上的探討

2.1 參考資料中的計(jì)算方法

在以往的技術(shù)總結(jié)和手冊中,對于MS型單排模鍛鏈埋刮板輸送機(jī)的計(jì)算著重分析了每米長度物料重量Gv,埋刮板輸送能力Q和物料層的高度 H,在選型的計(jì)算公式上主要用到的技術(shù)參數(shù)包括機(jī)槽寬度、承載機(jī)槽高度、刮板鏈條的速度及安裝傾角等,然后根據(jù)產(chǎn)量要求計(jì)算選型,確定具體機(jī)型寬度、承載機(jī)槽的高度、刮板鏈條的速度。

2.1.1 輸送量Q0的計(jì)算

在化學(xué)工業(yè)出版社最新出版的《運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》中,給出的公式為Q0=3 600×B×H×ν×η (2-1)(P9),沒有將物料容重γ計(jì)算在內(nèi),這樣算出的結(jié)果與實(shí)際偏差較大,在純堿生產(chǎn)中,純堿的物料容重γ為0.6 t/m,結(jié)果相差幾乎達(dá)到一半,所以在實(shí)際計(jì)算中,應(yīng)該將純堿的物料容重γ考慮在內(nèi)。江蘇運(yùn)輸機(jī)械廠的資料《埋刮板輸送機(jī)通用設(shè)計(jì)選用手冊》給出的公式為Q0=3 600×B×H×ν×γ× η(2-2)(P17),兩公式相比較后者較為合理。

采用計(jì)算公式Q0=3 600×B×H×ν×γ×η對現(xiàn)場成品刮板進(jìn)行計(jì)算。

式中:Q0——計(jì)算輸送量,m3/h;

B——機(jī)槽寬度,m;

H——承載機(jī)槽高度,m;

ν——刮板鏈條的速度,m/s;

η——輸送效率,%;

γ——物料容重,t/m3。

同時(shí)要求計(jì)算所得的 Q0值滿足Q0≥Qmax,式中Qmax為使用要求的最大輸送量,單位m3/h。

計(jì)算中注意事項(xiàng):

1)機(jī)槽寬度、承載機(jī)槽的高度是結(jié)合物料的粒度特性和產(chǎn)量要求來進(jìn)行選擇。

2)刮板鏈條的運(yùn)行速度應(yīng)根據(jù)物料特性、輸送原理、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、功率消耗、使用壽命和工藝要求來選定范圍,一般刮板鏈條的速度選用范圍為0.08～1.00 m/s之間。

3)輸送效率的選擇主要與物料特性有關(guān),但也要考慮刮板鏈條速度、刮板鏈條型式、機(jī)槽尺寸和使用條件、傾斜系數(shù)等因素的影響。

例如:在我廠成品刮板選型中,設(shè)計(jì)計(jì)算如下:

其中已知B—機(jī)槽寬度,0.63 m;H—承載機(jī)槽高度,0.8 m;ν—刮板鏈條的速度,0.5m/s;γ—物料容重,0.6 t/m3;Qmax=90 t/h;η—輸送效率,部分資料取值為70%,但對于純堿這類物料壓結(jié)性比較大,應(yīng)取小值,故取60%;代入公式:

2.1.2 刮板鏈條張力 F的計(jì)算

當(dāng)0°<α≤15°時(shí);

現(xiàn)場刮板使用為水平安裝,夾角α=0°,《運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》中給出的公式為:

手冊中輸送物料時(shí)刮板鏈條與刮板殼體間的摩擦系數(shù) f′建議取0.5;

式中:

L0——輸送機(jī)的長度,我廠為45 m;

F——刮板鏈條繞入頭輪時(shí)的張力,即刮板鏈條最大張力,N;

m——刮板鏈條每米的質(zhì)量,kg;

g——重力加速度,取9.81 m/s2;

φ——物料的內(nèi)摩擦角,即堆積角,純堿為35°,流動性較好;

φ1——物料的外摩擦角,純堿為30°;

n——物料對機(jī)槽兩側(cè)的測壓系數(shù),

x——動力系數(shù),當(dāng)v≤0.32 m/s時(shí),x=1.0,

當(dāng)v>0.32 m/s時(shí),x=1.5;

h′——輸送物料的料層的高度,單位m,

B——機(jī)槽的寬度。

江蘇運(yùn)輸機(jī)械廠的《埋刮板輸送機(jī)通用設(shè)計(jì)選用手冊》給出的公式與《運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》的公式相同。首先計(jì)算:

2.1.3 刮板電動機(jī)功率 P0的計(jì)算

式中:P0——輸送機(jī)所需電動機(jī)計(jì)算功率,kW;

v——刮板鏈條的速度,m/s;

F——刮板鏈條繞入頭輪時(shí)的張力,即刮板鏈條最大張力,單位N;

K——電動機(jī)功率備用系數(shù),取 K=1.1～1.3;

ηm——傳動效率,ηm=η1η2(2-11),式中:η1為減速機(jī)的傳動效率,η1=0.92～0.94,取0.93;η2為開式鏈傳動的傳動效率,η2=0.85～0.90,取0.88。

所以:P0=K(Fv/1 000ηm) =1.2×(43 724.6×0.5/1 000 ×0.93×0.88) =32.1 kW

實(shí)際運(yùn)行電機(jī)功率為37 kW。

2.2 計(jì)算結(jié)果與實(shí)際使用中的偏差

在上述計(jì)算公式中,刮板機(jī)輸送量Q0遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于Qmax90 t/h為326.592 t/h,但在后面的刮板鏈條張力 F以及刮板電動機(jī)功率 P0的計(jì)算中,算出電動機(jī)功率 P0為32.9 kW,與實(shí)際情況近似。如果單獨(dú)看功率,計(jì)算應(yīng)該沒有問題,但是如果對計(jì)算過程逐步推敲,那么刮板機(jī)輸送量Q0為326.592 t/h的值是不正確的,因?yàn)樵趯?shí)際運(yùn)行中,刮板機(jī)是無法滿足這個(gè)輸送量。

2.2.1 埋刮板輸送原理及特點(diǎn)的一般認(rèn)知

在各類資料中,大家對埋刮板輸送機(jī)原理一般都是如下認(rèn)識:散裝物料具有內(nèi)摩擦力和側(cè)壓力等特征,在水平輸送時(shí),物料受到刮板鏈條在運(yùn)動方向的推力及物料自身重力的作用,物料層之間產(chǎn)生了內(nèi)摩擦力,當(dāng)料層間的內(nèi)摩擦力大于物料與槽壁間的外摩擦力時(shí),物料就隨同刮板鏈條形成連續(xù)整體的物料流而被輸送。在料層高度與機(jī)槽寬度之比值一定的條件時(shí),料流是穩(wěn)定的。在各種資料中的解釋,水平輸送時(shí),由于物料受到刮板鏈條在運(yùn)動方向的推力及物料自重的作用,從而在物料間產(chǎn)生了摩擦力,這種摩擦力保證了料層之間的穩(wěn)定狀態(tài),并足以克服物料在機(jī)槽中移動的而產(chǎn)生的外摩擦力,致使物料形成連續(xù)整體的料流而被輸送。

2.2.2 計(jì)算中輸送量 Q0與實(shí)際輸送量 Qmax的偏差探討

通過對刮板機(jī)輸送量的計(jì)算可以看出,用各種資料中提供的Q0=3 600B Hν γ η(2-2)公式計(jì)算出的輸送量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于實(shí)際的輸送量,在輸送量Q0的計(jì)算中可以看出,實(shí)際生產(chǎn)中最大的輸送量Qmax為90 t/h,而計(jì)算出來的數(shù)值Q0為326.592 t/h,是實(shí)際值的近4倍,其中最主要的問題就是 H值的取值偏差。

在所有的資料中,對Q0=3 600B Hν γ η(2-2)公式中的 H說明為機(jī)槽高度或承載機(jī)槽高度,這種說法明顯不夠嚴(yán)謹(jǐn)。MS63刮板的機(jī)槽高度為0.8 m,上部為回程鏈條的導(dǎo)軌,回程鏈條與工作鏈條運(yùn)行方向正好相反,如果物料充滿了整個(gè)箱體,那么,回程的鏈條將會把物料向相反的方向輸送,整個(gè)物料的運(yùn)動變得十分無序,能量的損失將會加大。其實(shí)在實(shí)際運(yùn)行中,根據(jù)現(xiàn)場測量,正常工作時(shí)運(yùn)輸物料的層厚一般是刮板翅片高度的1.3～1.6倍, MS63刮板鏈節(jié)翅片的高度為0.16 m,實(shí)際物料的層厚一般在0.208～0.256 m,如果刮板內(nèi)物料過多,容易出現(xiàn)電流跑高、減速機(jī)振動嚴(yán)重、翅片變形、運(yùn)輸鏈條跑偏等問題,而且物料過多時(shí),物料的流動性大大降低,導(dǎo)致箱體內(nèi)的物料越堆越多,后果十分嚴(yán)重?？紤]到瞬間涌堿的量,取最大 H=0.26 m代入公式計(jì)算可得:

這個(gè)值與實(shí)際使用情況基本相符,所以,公式中的 H值應(yīng)為物料料層的高度,而不應(yīng)該為箱體的高度。

2.2.3 刮板鏈條張力 F計(jì)算中存在的疑點(diǎn)

在大部分的資料中對于MS型單排鏈埋刮板鏈條張力的 F計(jì)算公式為:

手冊中輸送物料時(shí)刮板鏈條與刮板殼體間的摩擦系數(shù)f′建議取0.5;另外對于物料每米質(zhì)量mv所給出的單位kg,公式是:

對此處,筆者有幾點(diǎn)疑問:①輸送物料時(shí)刮板鏈節(jié)與刮板殼體間的摩擦系數(shù) f′建議取0.5,有何參照?是否考慮到料層在刮板上施加的重力?物料與鏈節(jié)以及箱體之間的摩擦力是否考慮?運(yùn)輸鏈節(jié)跑偏時(shí),運(yùn)輸鏈節(jié)對箱體的側(cè)壁的摩擦力是否考慮?另外刮板運(yùn)輸鏈節(jié)在回程導(dǎo)軌上的摩擦力是否考慮?這些在所有的資料中都明確的闡述;②物料每米質(zhì)量mv所給出的單位kg,公式是:

這個(gè)公式存在疑點(diǎn),Q0的單位是t/h,γ為物料容重,單位是t/m3,3.6是式中給出的常數(shù),v是鏈條運(yùn)行的速度,單位m/s,單純的從各單位計(jì)算的結(jié)果可以看出,最后算出結(jié)果單位為t2s/m4·h,根本就不是質(zhì)量的單位kg;③公式是mv=Q0γ/3.6v(2 -5)中仍然使用 Q0作為標(biāo)準(zhǔn),如果 Q0錯(cuò)誤,所以很難保證mv的正確性;④輸送物料料層的高度計(jì)算公式為h′=Qmaxh/Q0,這個(gè)公式是經(jīng)不住推敲的,因?yàn)镸S型箱體工作鏈節(jié)和回程鏈節(jié)在同一箱體內(nèi),料層不可能充滿箱體,最大輸送量 h′和h沒有可比性。

對于物料每米質(zhì)量 mv,可以用 mv=B HLγ(2 -12)來計(jì)算,其中L為1 m的長度,這是因?yàn)檎Ｓ?jì)算中都是考慮到物料的穩(wěn)定運(yùn)行,在物料正常運(yùn)行中,每米的質(zhì)量是不變,也可以說單位體積也是不變的,所以用單位體積與單位物料容重相乘就可以算出物料每米的質(zhì)量。所以:

暫且用刮板鏈條與刮板殼體間的摩擦系數(shù) f′建議值0.5,所以:

所以,刮板電動機(jī)功率 P0的計(jì)算:

與實(shí)際選型中的電動機(jī)功率37 kW十分相近。

2.2.4 MS型單排模鍛鏈埋刮板輸送機(jī)的摩擦分析不夠全面

在上一節(jié)中對輸送物料時(shí)刮板鏈節(jié)與刮板殼體間的摩擦系數(shù) f′建議值為什么取0.5提出疑問,在各類資料中沒有明確的闡述。其實(shí)刮板輸送機(jī)工作過程所存在的摩擦是一個(gè)非常復(fù)雜的問題,如果要將其分析透徹,有很大的難度。MS型單排模鍛鏈埋刮板輸送機(jī)工作時(shí),運(yùn)輸鏈節(jié)在箱體內(nèi)屬于滑動運(yùn)行,摩擦力較大,所以,電動機(jī)大部分的做功屬于克服摩擦力做功?？傮w看來應(yīng)該考慮以下幾個(gè)方面的摩擦力:①刮板鏈節(jié)與刮板下箱體之間的摩擦力;②刮板跑偏時(shí)與箱體側(cè)壁的摩擦力;③物料在刮板翅片施加的重力轉(zhuǎn)化為翅片與箱體之間的摩擦力;④鏈節(jié)在回程導(dǎo)軌上的摩擦力;⑤鏈節(jié)與主動輪、從動輪之間的摩擦力;⑥鏈節(jié)與物料之間摩擦力;⑦物料與箱體之間的摩擦力。所有這些摩擦力都需要刮板鏈條張力 F來克服,其中最主要的是鏈節(jié)與物料以及物料之間的摩擦力帶動了物料的運(yùn)動,為有用功,其余的摩擦力都是無用功。

從純堿的內(nèi)摩擦角φ為35°可以看出純堿的流動性較好,f摩取0.3,單純的從克服物料重力所產(chǎn)生的摩擦力做功可以做如下計(jì)算:

在2.2.3節(jié)通過實(shí)際計(jì)算可知 P0實(shí)際30.85 kW,遠(yuǎn)大于單純克服物料摩擦力所做的功,大約有69%的做功都消耗在克服鏈節(jié)與箱體、導(dǎo)軌之間的摩擦上。所以筆者認(rèn)為,通過滑動鏈節(jié)來帶動物料輸送的刮板機(jī)的未來研究方向應(yīng)該是重點(diǎn)在如何減小因摩擦帶來的損耗方面進(jìn)行攻關(guān)和改進(jìn)。

2.2.5 物料流動與物料靜止時(shí)對鏈條拉力的影響研究不足

在資料中計(jì)算鏈條所受的拉力時(shí),均考慮每米物料的重量,這種重量為靜止時(shí)物料所受的重力。其實(shí)在物料運(yùn)動過程中,物料時(shí)刻處于流動狀態(tài),在流動過程中物料自身存在一定的動能和勢能,鏈條帶動物料所需能量應(yīng)小于物料靜態(tài)時(shí)突然運(yùn)動所需的能量,所以在埋刮板輸送機(jī)檢修中一定要將機(jī)箱內(nèi)的物料拉空,而且不能在檢修或檢查過程中開開停停,如果物料入口處的插板沒有插死或者密封性差,刮板機(jī)的開開停停導(dǎo)致機(jī)箱內(nèi)堆料嚴(yán)重,大大超出了正常運(yùn)行時(shí)的載荷,此時(shí)如果強(qiáng)行啟動設(shè)備,鏈條的受力瞬間達(dá)到很大值,很容易使鏈條拉斷。

2.3 MS型單排模鍛鏈埋刮板輸送機(jī)常見故障及分析

由于MS型單排模鍛鏈埋刮板輸送機(jī)結(jié)構(gòu)簡單,運(yùn)行中相對穩(wěn)定,常見的故障有翅片變形、翅片脫落、運(yùn)輸鏈節(jié)跑偏、鏈節(jié)拉桿斷裂等幾個(gè)方面。

2.3.1 鏈節(jié)翅片斷裂變形

MS型單排模鍛鏈埋刮板輸送機(jī)出現(xiàn)故障最多就是鏈節(jié)的翅片變形,通過圖3刮板機(jī)截面示意圖可以看出來,鏈節(jié)在運(yùn)行中,受到阻力最大的部位就是翅片,常見的有翅片斷裂、聯(lián)接筋板開裂、翅片變形,其中嚴(yán)重時(shí)出現(xiàn)過整條鏈節(jié)大部分翅片向一個(gè)方向傾斜。通過對變形翅片以及箱體的觀察,造成這些故障的原因有:①當(dāng)箱體內(nèi)物料過多時(shí),翅片受力較大,如果長時(shí)間的超負(fù)荷運(yùn)行,翅片容易出現(xiàn)向一個(gè)方向傾斜;特別當(dāng)箱體內(nèi)進(jìn)入異物且沒有及時(shí)發(fā)現(xiàn)的時(shí)候,在很短的時(shí)間內(nèi),鏈節(jié)會出現(xiàn)嚴(yán)重傾斜現(xiàn)象;②當(dāng)運(yùn)輸鏈節(jié)過松時(shí),松弛的鏈節(jié)會在回程段體現(xiàn)出來,這時(shí)松弛的鏈節(jié)在運(yùn)行無法保持平衡,左右擺動的鏈節(jié)碰到導(dǎo)軌的支撐時(shí),鏈節(jié)也容易出現(xiàn)翅片斷裂或變形的現(xiàn)象;③翅片與拉桿為焊接聯(lián)接,通過圖2照片可以清楚看出,我廠在使用過程中,曾出現(xiàn)過翅片與拉桿焊接處脫焊,翅片整體脫落,不但造成其它鏈節(jié)的損壞,而且對后系統(tǒng)也造成一定的影響,后判斷為焊接質(zhì)量出現(xiàn)問題,及時(shí)與制造廠家聯(lián)系,改進(jìn)焊接工藝,消除事故的發(fā)生。

圖3 MS型單排模鍛鏈埋刮板輸送機(jī)截面示意圖

2.3.2 運(yùn)輸鏈節(jié)跑偏

新安裝的刮板機(jī)經(jīng)過一段時(shí)間的運(yùn)行會出現(xiàn)運(yùn)輸鏈節(jié)跑偏的情況,刮板機(jī)越長越容易出現(xiàn)跑偏,導(dǎo)致的原因有以下幾個(gè)方面:①箱體松動,整體箱體不能保證對中;②導(dǎo)軌長時(shí)間磨損,出現(xiàn)一邊高一邊低的現(xiàn)象;③頭輪、尾輪和導(dǎo)軌不對中;④尾部拉緊裝置兩側(cè)進(jìn)程不一致;⑤安裝時(shí)箱體兩側(cè)對稱中心面的對稱度偏差過大。當(dāng)鏈條跑偏時(shí)應(yīng)及時(shí)處理,否則會對鏈節(jié)產(chǎn)生影響,容易出現(xiàn)變形等問題。從鏈節(jié)跑偏的原因可以看出,在日常維護(hù)中應(yīng)注意尾部拉緊裝置的調(diào)節(jié),既要保證運(yùn)輸鏈條張緊度,又要保證拉緊裝置兩側(cè)的進(jìn)程一致;另外在箱體上可以焊接楔形的導(dǎo)向塊來調(diào)整鏈條的跑偏,特別在頭輪和尾輪處焊接楔形導(dǎo)向塊可以有效地保證鏈節(jié)、頭輪和尾輪對中。對于導(dǎo)軌應(yīng)定期更換,以免出現(xiàn)因磨損導(dǎo)致導(dǎo)軌一邊高一邊低的現(xiàn)象。在刮板運(yùn)行過程中,注意下料不能落在箱體的一側(cè),那樣很容易造成鏈節(jié)的跑偏。

2.3.3 鏈節(jié)拉桿斷裂

埋刮板鏈節(jié)拉桿斷裂是非常嚴(yán)重的事故,而且多數(shù)鏈節(jié)拉桿斷裂出現(xiàn)在正常運(yùn)行的工作狀態(tài),箱體內(nèi)物料較多,鏈節(jié)更換后,如果不清除箱體內(nèi)的物料強(qiáng)行將刮板開啟,很容易造成刮板鏈節(jié)的二次拉傷,這個(gè)原因在前面2.2.5中已經(jīng)詳細(xì)闡述。由于物料分布在鏈節(jié)之間,清理物料十分困難,工作量較大,處理時(shí)間較長,對于純堿工藝連續(xù)生產(chǎn)影響較大。所以鏈節(jié)拉桿斷裂在刮板機(jī)的維護(hù)中應(yīng)放在十分重要的問題,對于每次鏈節(jié)拉桿斷裂的原因應(yīng)深入分析,找出導(dǎo)致事故的根源,以避免再次出現(xiàn)類似的情況。

通過多年來對鏈節(jié)拉桿斷裂部位及現(xiàn)場情況的觀察,斷裂部位多發(fā)生在安裝翅片拉桿的背面,遠(yuǎn)離翅片端,如圖4所示。

拉桿斷裂主要有以下幾種原因:①拉桿鍛造時(shí)出現(xiàn)質(zhì)量問題,許用載荷無法滿足實(shí)際需要;②安裝不當(dāng)導(dǎo)致運(yùn)行時(shí)振動,鏈節(jié)與箱體、導(dǎo)軌、頭尾輪撞擊嚴(yán)重,導(dǎo)致上下左右較大的錯(cuò)移,致使刮板鏈節(jié)被卡住過載斷裂;③物料中出現(xiàn)異物,鏈節(jié)在運(yùn)行中突然被卡住過載;④鏈節(jié)跑偏,鏈節(jié)與頭輪、尾輪接觸時(shí)出現(xiàn)過度的摩擦(圖4所示位置即為摩擦點(diǎn)),長時(shí)間的摩擦導(dǎo)致鏈節(jié)磨損,而且在回程段時(shí)磨損處緊貼導(dǎo)軌,日常檢查很難發(fā)現(xiàn),這是日常鏈節(jié)斷裂出現(xiàn)最多的情況。這時(shí)應(yīng)及時(shí)調(diào)整鏈節(jié)與頭尾輪的對中,并且對其它鏈節(jié)仔細(xì)檢查,及時(shí)更換。

3 MS型單排模鍛鏈埋刮板輸送機(jī)未來發(fā)展方向

通過多年使用,目前刮板機(jī)在使用過程中雖然整體穩(wěn)定,但是依然存在上述的各種問題,在連續(xù)生產(chǎn)的化工行業(yè)對生產(chǎn)依然造成很大的沖擊,容易造成生產(chǎn)的中斷以及物料的損耗;同時(shí),通過計(jì)算分析,此類型的刮板機(jī)能耗較大,所以,筆者建議MS型單排模鍛鏈埋刮板輸送機(jī)以后應(yīng)從能耗、性能改進(jìn)方面加大力度。目前國內(nèi)刮板輸送機(jī)的技術(shù)多為學(xué)習(xí)國外的成功經(jīng)驗(yàn),在自身研究發(fā)展上存在一定欠缺,埋刮板在國內(nèi)發(fā)展的30年中,除材質(zhì)有所變化外,別的方面幾乎沒有多少進(jìn)展。

3.1 重點(diǎn)在能耗上進(jìn)行改進(jìn)

通過上面2.2.4對MS型單排模鍛鏈埋刮板輸送機(jī)的摩擦分析可以看出,刮板機(jī)電動機(jī)輸出的功率大約69%損耗在鏈節(jié)運(yùn)輸過程克服箱體、導(dǎo)軌的摩擦上,而且摩擦也容易導(dǎo)致各部件的損壞。

在單排模鍛埋刮板輸送機(jī)的研究中,目前國內(nèi)大部分采用滑動運(yùn)行物料,在摩擦學(xué)中,滑動摩擦的能耗遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于滾動摩擦的能耗,如果能將單排模鍛埋刮板由滑動改為滾動會起到很好的效果,目前純堿企業(yè)有用于外返堿的MX型雙排鏈埋刮板輸送機(jī),它采用就是雙排鏈+滾輪的方式,能耗遠(yuǎn)低于單排模鍛埋刮板。從摩擦的方面分析單排模鍛埋刮板,可以看出最大的損耗在鏈節(jié)克服箱體、導(dǎo)軌的滑動摩擦上,所以在這兩處進(jìn)行改進(jìn);單排模鍛埋刮板如果單純從傳動過程考慮,可以采用以下的結(jié)構(gòu)(圖5),滾輪在鏈節(jié)上下都有安裝,因?yàn)殒湽?jié)在回程和工作段應(yīng)用到不同的接觸面,每個(gè)鏈節(jié)上的滾輪可加一個(gè)或多個(gè)。同時(shí)對頭尾輪、導(dǎo)軌等做出相應(yīng)的改造?；爻潭巫畲蟮膯栴}就是保證鏈節(jié)的平衡性,所以在較少鏈節(jié)與箱體側(cè)壁摩擦力的同時(shí)還應(yīng)注意保持鏈節(jié)的平衡。由于條件有限,沒有做過相應(yīng)的實(shí)驗(yàn),刮板機(jī)制造廠家可以利用自身有利的條件進(jìn)行改造。

圖5 鏈節(jié)裝滾輪示意圖

3.2 驅(qū)動裝置的改進(jìn)

根據(jù)生產(chǎn)的具體情況,物料在輸送過程中量的變化比較頻繁,所用的功率也會因此改變,在這種情況下,采用變頻或電磁調(diào)速會很好地適應(yīng)工藝條件的變化,從而達(dá)到節(jié)能降耗的目的。同時(shí)在調(diào)速過程中可以有效地減輕磨損,延長設(shè)備的使用壽命。

3.3 增加過載保護(hù)和故障檢測功能

純堿的生產(chǎn)是連續(xù)運(yùn)行的,刮板機(jī)在物料的輸送環(huán)節(jié)作用非常重要,經(jīng)過實(shí)際情況,在每次的成品刮板機(jī)出現(xiàn)故障后,都會影響到整個(gè)工藝的波動,造成生產(chǎn)能耗的增加。所以在刮板機(jī)運(yùn)行中增加機(jī)械過載或電流過載保護(hù)功能,增加斷鏈保護(hù)和斷鏈報(bào)警(與尾部速度監(jiān)測聯(lián)動),可以有效地避免設(shè)備嚴(yán)重的損壞。

總之,我國的埋刮板輸送機(jī)在發(fā)展過程還應(yīng)堅(jiān)持走技術(shù)創(chuàng)新之路,總結(jié)經(jīng)驗(yàn),降低消耗,提高裝置的穩(wěn)定性,更好地將埋刮板輸送機(jī)在各個(gè)行業(yè)進(jìn)一步的推廣和應(yīng)用。

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2010-06-10

孟慶華(1976—),大學(xué)本科,工程師,連云港堿廠煅燒車間副主任。