陳勝濤　金有祥

摘要：文章針對(duì)昆鋼本部300m2燒結(jié)機(jī)柔性傳動(dòng)安全聯(lián)軸器出現(xiàn)頻繁打滑失效的問(wèn)題，通過(guò)分析安全聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)，對(duì)比安全聯(lián)軸器的機(jī)械保護(hù)與電氣保護(hù)，重新設(shè)計(jì)一種聯(lián)軸器取代安全聯(lián)軸器，使燒結(jié)機(jī)柔性傳動(dòng)安全聯(lián)軸器頻繁打滑失效的問(wèn)題得到根本解決，從而提高了燒結(jié)機(jī)的產(chǎn)量和質(zhì)量，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：300m2燒結(jié)機(jī)；柔性傳動(dòng)；安全聯(lián)軸器

中圖分類(lèi)號(hào)：TF321 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2013）20-0038-02

昆鋼本部300m2燒結(jié)機(jī)于2008年8月建成投產(chǎn)。燒結(jié)機(jī)的主驅(qū)動(dòng)裝置為雙電機(jī)全懸掛柔性傳動(dòng)裝置，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖1，主要有：（1）22×2kW電機(jī)；（2）一級(jí)減速機(jī)；（3）安全聯(lián)軸器；（4）蝸輪、蝸桿減速機(jī)；（5）小齒輪；（6）大齒輪等部件。300m2燒結(jié)機(jī)投入生產(chǎn)近三年，先后出現(xiàn)四次柔性傳動(dòng)安全聯(lián)軸器損壞打滑失效的設(shè)備事故，由于安全聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，每次修復(fù)均需要4～6小時(shí)時(shí)間，造成燒結(jié)機(jī)較長(zhǎng)時(shí)間停產(chǎn)，導(dǎo)致燒結(jié)機(jī)作業(yè)率下降，燒結(jié)礦產(chǎn)、質(zhì)量受到影響。2011年7月6#高爐大修完畢，四燒300m2燒結(jié)機(jī)專(zhuān)供6#高爐燒結(jié)礦，而2011年6月至7月燒結(jié)機(jī)的柔性傳動(dòng)安全聯(lián)軸器出現(xiàn)打滑失效的設(shè)備事故就有三次，嚴(yán)重威脅到煉鐵廠生產(chǎn)組織，因此必須采取有效措施遏制這一設(shè)備事故的頻繁發(fā)生。

1 原因分析

柔性傳動(dòng)安全聯(lián)軸器主要依靠摩擦片的壓緊力來(lái)傳遞扭矩，設(shè)定扭矩為2680N·m（結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖2）。

通過(guò)對(duì)四次柔性傳動(dòng)安全聯(lián)軸器損壞打滑現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行觀察發(fā)現(xiàn)，每次打滑引起的原因都是一致的，首先壓盤(pán)（1）的聯(lián)接螺栓和壓盤(pán)（2）的導(dǎo)桿螺栓長(zhǎng)期承受剪切力疲勞斷裂后，引起內(nèi)、外摩擦片壓緊力不足，導(dǎo)致聯(lián)軸器打滑，傳動(dòng)失效燒結(jié)機(jī)停機(jī)。同時(shí)每次安全聯(lián)軸器損壞打滑我們都對(duì)燒結(jié)機(jī)進(jìn)行詳細(xì)檢查，未發(fā)現(xiàn)外來(lái)的阻力，修復(fù)后對(duì)電機(jī)電流進(jìn)行檢測(cè)，單臺(tái)電機(jī)的工作電流值為26～30A（電機(jī)額定電流為：43.1A），也就是說(shuō)每次打滑燒結(jié)機(jī)均是在正常工作工況下發(fā)生的，安全聯(lián)軸器設(shè)計(jì)本身有缺陷。

圖1 雙電機(jī)全懸掛柔性傳動(dòng)裝置

針對(duì)這一情況，我們向設(shè)備設(shè)計(jì)制造廠家唐山礦山冶金機(jī)械廠的技術(shù)人員進(jìn)行過(guò)咨詢(xún)，信息反饋該類(lèi)型的聯(lián)軸器在其他冶金單位也出現(xiàn)過(guò)相同的設(shè)備事故，多數(shù)采取的補(bǔ)救措施為用螺栓代替導(dǎo)桿、蝶形彈簧組，盡可能地將安全聯(lián)軸器內(nèi)、外摩擦片頂死來(lái)避免打滑現(xiàn)象。我分析認(rèn)為廠家這一建議僅是對(duì)導(dǎo)桿螺栓、壓盤(pán)（1）的聯(lián)接螺栓進(jìn)行加大提高承受載荷的能力，但受安全聯(lián)軸器本身結(jié)構(gòu)限制，螺栓進(jìn)行加大提高承載有限。另外將內(nèi)、外摩擦片頂死來(lái)避免打滑，則安全聯(lián)軸器所具有的一定保護(hù)作用也沒(méi)有了，因此認(rèn)為此方案不可取，必須考慮更好的改造方案，才能根本上解決問(wèn)題。

圖2 安全聯(lián)軸器

2 改進(jìn)措施

2.1 燒結(jié)機(jī)過(guò)載保護(hù)分析

自300m2燒結(jié)機(jī)投產(chǎn)三年以來(lái)，發(fā)生過(guò)載時(shí)最先起保護(hù)作用的是兩臺(tái)變頻電機(jī)的過(guò)流保護(hù)。2011年4月23日燒結(jié)機(jī)更換新的固定滑道，開(kāi)機(jī)后固定滑道與臺(tái)車(chē)磨合期間阻力較大，導(dǎo)致兩臺(tái)變頻電機(jī)的運(yùn)行電流頻繁超保護(hù)值115A而跳停多次，而這一期間燒結(jié)機(jī)柔傳安全聯(lián)軸器并沒(méi)有發(fā)生機(jī)械保護(hù)打滑。因此，燒結(jié)機(jī)過(guò)載主要還是電氣保護(hù)起作用，原設(shè)計(jì)的安全聯(lián)軸器對(duì)燒結(jié)機(jī)的過(guò)載保護(hù)沒(méi)有起到

作用。

2.2 改造設(shè)計(jì)

通過(guò)上述過(guò)載保護(hù)分析，在現(xiàn)有安全聯(lián)軸器位置可以設(shè)計(jì)一套新聯(lián)軸器取代，新聯(lián)軸器必須結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、便于維修，同時(shí)所傳遞的扭矩不得低于原安全聯(lián)軸器的設(shè)定扭矩2680N·m。

根據(jù)這一設(shè)計(jì)思路，我們決定參考HL6型彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器來(lái)設(shè)計(jì)新聯(lián)軸器，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)空間尺寸和一級(jí)減速機(jī)結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)了圖3彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器，對(duì)聯(lián)軸器的尼龍柱銷(xiāo)的剪切強(qiáng)度進(jìn)行了校核。

2.2.1 校核HL6彈性銷(xiāo)聯(lián)軸器：

根據(jù)HL彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器校核公式：

柱銷(xiāo)的剪切強(qiáng)度τ=≤[τ]（N/mm）2 （1）

式中：

Tc——聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，這里取原安全聯(lián)軸器設(shè)定扭矩為2680N·m

D1——所得設(shè)計(jì)聯(lián)軸器尼龍柱銷(xiāo)分度圓240mm

Z——所得設(shè)計(jì)聯(lián)軸器尼龍柱銷(xiāo)數(shù)8個(gè)

d3——所得設(shè)計(jì)聯(lián)軸器尼龍柱銷(xiāo)直徑40mm

[τ]——尼龍柱銷(xiāo)材料的許用剪切應(yīng)力，可取11（N/mm）2

將各值代入式（1），計(jì)算得出：

τ=2.2≤[τ]

滿(mǎn)足柱銷(xiāo)的剪切強(qiáng)度要求。

2.2.2 計(jì)算所設(shè)計(jì)的聯(lián)軸器剪斷時(shí)尼龍柱銷(xiāo)直徑：

將上述已知條件，除d3外，代入式（1），計(jì)算得出：

d3=18.8mm

當(dāng)承受設(shè)定扭矩為2680N·m時(shí)，尼龍柱銷(xiāo)在19mm左右剪斷。

圖3 彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器

2.2.3 校核改造設(shè)計(jì)的圖3新彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器。考慮到改造設(shè)計(jì)的新彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器任要具有一定的機(jī)械保護(hù)作用，我們?cè)O(shè)計(jì)尼龍柱銷(xiāo)時(shí)設(shè)計(jì)了∮30mm的剪切槽。

將上述已知條件，同時(shí)將d3=30mm，代入式（1），計(jì)算得出：

Tc=6782N/mm；大于原安全聯(lián)軸器設(shè)定扭矩為2680N·m，滿(mǎn)足使用條件。

2.3 實(shí)施過(guò)程

利用2011年7月20日計(jì)劃?rùn)z修時(shí)間，將加工好的彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器置換了原設(shè)計(jì)的安全聯(lián)軸器，檢修完畢燒結(jié)機(jī)啟動(dòng)順利，柔性傳動(dòng)的兩臺(tái)電機(jī)運(yùn)行電流值在22～30A之間，屬正常工作電流。

3 改造效果

2011年7月20日改造完畢至9月27日，燒結(jié)機(jī)正常運(yùn)行了2個(gè)月，未發(fā)生聯(lián)軸器柱銷(xiāo)剪斷的設(shè)備事故，燒結(jié)機(jī)事故臺(tái)時(shí)明顯減少。每月實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)2250噸燒結(jié)礦。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)300m2燒結(jié)機(jī)柔性傳動(dòng)安全聯(lián)軸器的改造，徹底解決了安全聯(lián)軸器頻繁打滑導(dǎo)致燒結(jié)機(jī)停機(jī)的設(shè)備問(wèn)題，大大減輕了設(shè)備維護(hù)人員的工作量。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，有利于燒結(jié)機(jī)作業(yè)率和利用系數(shù)的提高，電耗也會(huì)有一定下降，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。