1 概述
由于回转圆筒设备广泛地应用于建材工业、化学工业、有色冶金工业、黑色冶金和耐火材料等工业部门,所以正确的托轮调整方法就显得特别重要。
2 调整托轮的目的
(1)维持窑筒体中心线为一直线;
(2)使窑体能沿轴线正常往复运动;
(3)使各托轮能均衡地承受窑载荷。
3 更换托轮时托轮的调整方法
据有关资料记载,窑中心与托轮中心距离发生变化后托轮的调整方法主要是依据公式Δx=0.5Δs进行计算,其中Δs为窑中心与托轮中心距离发生变化后的变化量,Δx为相应的托轮调整水平移动量,如图1所示。
R,R′——窑中心与托轮中心距离(以下简称中心距)发生变化前后轮带的半径;r,r′——中心距发生变化前后托轮的半径;α——中心距发生变化前窑中心垂线与托轮中心和窑中心连线间的夹角
于是有a=O1O2=R+r
b=O1O=O1O2sinα=asinα
当中心距发生变化后,假设a变为a′,b变为b′,则Δs=a-a′=(R+r)-(R′+r′)=Δ(R+r)
Δx=b-b′=(a-a′)sinα=Δs sinα (1)
对于水泥行业来说,一般回转窑的α为30°所以公式(1)即为:Δx=0.5Δs (2)
即调窑规则为:
如中心距每减少1mm,须将托轮水平内移0.5mm,如中心距每增加1mm,须将托轮水平外移0.5mm。
但从其公式的推导过程看,它始终没有考虑角度α的变化,也没有考虑托轮在更换时其移动方向是否沿水平方向运动,故而这种调窑方法是不够准确的。
如图2所示,当中心距发生变化时(如轮带直径变化、托轮直径变化、轴径变化、托轮瓦厚度发生变化等)为保证更换零部件后窑中心仍处于原来位置,则需将托轮中心由O1移至O1′,相应地α变为α′,O1O2变为O1′O2,且O1′O2=AO2;Δs=O1O2-O1′O2=O1O2-AO2;Δx=O1O-O1′O。其中Δs、Δx内容与前面提到的一致。并设其方向分别与y轴、x轴方向一致时为正值,反之为负。 设O1O2=a 则O1O=asinα
O1′O2=O1O2-Δs=a-Δs
O1′O=O1O-Δx=asinα-Δx
因为在中心距发生变化的前后,窑的中心位置仍然不变,所以有
O1O22-O1O2=O1′O22-O1′O2
a2-a2·sin2α=(a-Δs)2-(asinα-Δx)2 根据回转窑轴心线的完好条件即窑轴心线在水平和垂直方向的偏差,不允许超过一规定值的要求,令k为不允许超出的规定值,于是从式(3)中可看出当
时，忽略
项对求得的Δx值的偏差不超出窑轴心线的完好条件,式(3)可改写为:Δx≈Δs/sinα (4)
将式(4)代入
中可求得式(4)的适用范围为
（5）
时，将式（3）变形为 Δx2－2-αΔxsinα+2αΔs－Δs2=0 解一元二次方程得
该式即是中心距发生变化后实际调整托轮移动量的计算公式。在工厂生产中,实际负责调整托轮的工程技术人员,为了能快速简捷地算出中心距变化后托轮的移动量,可将各厂回转窑的尺寸数据和技术参数代入式(4)、(5)、(6)中以求得直观简便的计算公式。现以我厂Φ3m×88.68m回转窑托轮的调整为例说明如下,一般我厂回转窑中心距发生变化主要由轮带、托轮、托轮轴轴径、轴瓦的尺寸变化引起,其最大综合变化量(即磨损量)Δsmax=139.95mm≈140mm
其中:Δsmax 轮带=245×30%=73.5mm
Δsmax 托轮=90×50%=45mm
Δsmax 轴=360×5%=18mm
Δsmax 瓦=23×15%=3.45mm
以上磨损量的计算方法是按照水泥机械回转窑的支承装置的完好条件而进行计算。
a=R+r=1800+550=2350mm
α=30° |k|≤5mm
将以上数据代入式(4)、(5)、(6)中得,|Δs|≤62mm时,按式(4)推得:Δx=2Δs (7)
当|Δs|>62mm时由式(6)得
从式(8)可知,当|Δs|<140mm时可列出表1、表2。将表1、表2绘成Δx—Δs图,如图3,图4。
表1 60mm ＜Δs＜140mm时Φ3m×88.68m湿法回转窑Δx—Δs值
Δs
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
130
140
2Δs
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
220
240
260
280
Δx
20.13
40.53
61.21
82.19
103.49
125.13
147.13
169.50
192.29
215.51
239.20
263.39
288.4
313.48
2Δs-Δx
-0.13
-0.53
-1.21
-2.19
-3.49
-5.13
-7.13
-9.50
-12.19
-15.51
-19.20
-23.39
-28.14
-33.48
表2 -140mm＜Δs＜-60mm时Φ3m×88.68m湿法回转窑Δx-Δs值
Δs
-10
-20
-30
-40
-50
-60
-70
-80
-90
-100
-110
-120
-130
-140
2Δs
-20
-40
-60
-80
-100
-120
-140
-160
-180
-200
-220
-240
-260
-280
Δx
-19.87
-39.51
-58.91
-78.09
-97.06
-115.82
-134.40
-152.79
-171.00
-189.05
-206.93
-244.65
-242.22
-259.65
2Δs-Δx
-0.13
-0.49
-1.09
-1.91
-2.94
-4.18
-5.60
-7.21
-9.00
-10.95
-13.07
-15.35
-17.88
-20.35
图3 当60mm ＜Δs＜140mm时Φ3m×88.68m湿法回转窑Δx—Δs图
图4 当－140mm＜Δs＜－60mm时Φ3m×88.68m湿法回转窑Δx—Δs图
从图中可看出,当-140mm≤Δs<-62mm时,
这样就总结出我厂Φ3m×88.68m窑在中心距发生变化后托轮调整的计算公式,而实际上在我厂窑的使用和维修过程中发现,经常更换的支承装置主要是托轮及轴和瓦,三者的实际综合磨损量约小于62mm,所以我厂现在调整托轮均采用新的方法进行计算。
4 检验
在1996年8月9日更换我厂1号Φ3m×88.68m窑2档西面托轮时测得被更换托轮直径为Φ1081～Φ1092mm,更换后的托轮直径是Φ1055mm(注:该托轮为旧托轮车削外圆后重新使用)。两者直径相差26～37mm平均径差31.5mm,在保证窑中心位置不变情况下,测得更换托轮位置较被更换托轮位置向内平移了30mm,跟式(7)的计算结果吻合。误差为31.5-30=1.5mm<5mm,保证了窑的中心线完好。
5 结论
为避免诸如电机功率增加,掉砖红窑等故障的发生,提高窑的运转率,同时也为了使窑中心更处于准直状态,正确的调窑方法为:
如中心距每减少1mm,须将托轮水平内移2mm;如中心距每增加1mm,须将托轮水平外移2mm。
