托轮平移对回转窑中心线和大小齿轮齿顶间隙的影响

资源类型:pdf 资源大小:207.00KB 文档分类:工业技术 上传者:张郁

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【作者】 森海 

【关键词】托轮调整 回转窑中心线 齿轮顶间隙 计算 应用 

【出版日期】2005-04-10

【摘要】当托轮调整时,回转窑中心线及大小齿轮齿顶间隙要发生变化,用数学方法推导出这些变化量的计算公式;列举了托轮调整的12种形式及对应的计算式。同时,对公式的适用范围、注意事项等进行了说明;给出了几种常见调整特例的计算结果。运用该计算公式,调整Φ4m×60m回转窑,取得较好效果。

【刊名】水泥

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0引言托轮是回转窑的支承装置,它不仅承受着窑体回转部分的全部质量(包括筒体、耐火砖、物料、轮带及大齿圈等),而且对筒体起着径向定位作用,以使筒体和轮带在其上平稳地转动。因此,对托轮进行适当的调整,使托轮保持正确的位置非常重要。传统的压铅丝法和经验观察判断调整托轮,不能准确定量地解决窑体中心位置、直线度及大小齿轮齿顶间隙等问题。因此本文研究分析了在托轮不同的平移状况下筒体和大齿轮的位置和状态,并推导出窑体中心位置及大小齿轮齿顶间隙发生变化的公式,从而使托轮调整达到合理、准确、适当的目的。1托轮调整计算公式的推导与分析我们以Φ4m×60m回转窑中部轮带、托轮及大小齿轮投影示意简图(见图1)作为研究对象,来进行分析说明。(从窑尾向窑头方向看)1.1托轮调整对回转窑中心位置及大小齿轮齿顶间隙影响的一般表达式理论上,轮带和托轮应构成一个等边三角形,但在实际生产中,由于托轮的调整,两托轮的中心距发生变化,轮带和托轮构成了等腰三角形。由等腰三角形的性质可知,轮带的中心垂线始终平分两托轮的中心连线。由于传动大齿轮与窑中部轮带相距很近(中心距为3.6m),所以,在研究时,我们把大齿轮和轮带放在一个中心面上,托轮调整时对大齿轮和轮带的中心位置产生相同的影响。为了研究和计算的方便,我们选取托轮同时外移这种特例来研究,如图2所示,并把托轮移动量及有关线段分别用符号表示。左边托轮的移动量:x=AA1右边托轮的移动量:y=BB1轮带中心高的变化量:ΔH=O1D1-OD轮带中心水平方向的变化量:ΔV=AD1-AD=CE1-CE大小齿轮齿顶间隙(中心距)的变化量:Σ=O1C-OC窑与托轮中心距:OA=f左托轮与窑中心的水平距离:AD=AB/2=g窑中心与托轮的垂直距离:OD=h窑中心与小齿轮的垂直距离:OE=m窑中心与小齿轮的水平距离:CE=n窑与小齿轮的中心距:OC=p图2两托轮平移后的位置对于托轮和轮带的移动方向,特做如下规定:①当托轮向轮带中心垂线方向(向内)平移时,x、y为负值。反之,则为正值。②当ΔH>0时,轮带中心升高。反之,则降低。③当ΔV>0时,轮带中心沿水平方向,向右移动。反之,则向左移动。④当Σ>0时,大小齿轮齿顶间隙(中心距)增大。反之,则减小。由直角三角形边与边的相互关系可知:在△OAD中,f=g2+h2姨在△OCE中,p=m2+n2姨在△O1A1D1中:O1D1=O1A12-A1D12姨O1A1=OA=fA1D1=A1B12=12(AB+AA1+BB1)=g+12(x+y)所以,O1D1=f2-g+12(x+y )2姨则,ΔH=O1D1-OD=f2-g+12(x+y )2姨-hΔV=AD1-AD=(A1D1-AA1)-AD=g+12(x+y)- x-g=12(y-x)在△O1CE1中:O1C=CE12+O1E12姨CE1=CE+EE1=CE+DD1=CE+ΔV=n+ΔVO1E1=O1D1+D1E1=O1D1+DE=O1D1+(OE-OD)=m+ΔHO1C=(n+ΔV)2+(m+ΔH)2姨所以,Σ=O1C-OC=(n+ΔV)2+(m+ΔH)2姨-p上述的分析推导,得出了托轮调整时,计算窑中心高、窑中心水平偏移以及大小齿轮齿顶间隙变化量的一般表达式。即:ΔH=f2-g+12(x+y )2姨-h(1)ΔV=12(y-x)(2)Σ=(n+ΔV)2+(m+ΔH)2姨-p(3)1.2托轮的各种调整方式及相应计算公式当左、右2个托轮平移量的大小和方向不同时,轮带中心位置和大小齿轮齿顶间隙发生的变化也就不同。我们把托轮调整的所有方式(共12种)及相应变化量列于表1中。序号托轮移动方向托轮移动条件轮带中心变化大小齿轮顶间隙Σ左托轮右托轮高度(ΔH)水平(ΔV)(n+ΔV)2+(m+ΔH)2姨-p1内移不动x<0,y=0f2-(g+x2)2姨-h-x/22外移不动x>0,y=03不动内移x=0,y<0f2-(g+y2)2姨-hy/24不动外移x=0,y>05外移内移x>0,y<0且|x|-|y|≠0f2-(g+x+y2)2姨-h(y-x)/26内移外移x<0,y>0且|x|-|y|≠07外移外移x>0,y>0且|x|-|y|≠08内移内移x<0,y<0且|x|-|y|≠09外移内移x>0,y<0且|x|-|y|=00(y-x)/2(n+ΔV)2+m2姨-p10内移外移x<0,y>0且|x|-|y|=011外移外移x>0,y>0且|x|-|y|=0f2-g+(x+y)2 2姨-h0n2+(m+ΔH)2姨-p12内移内移x<0,y<0且|x|-|y|=0表1托轮不同平移方式下的计算公式2说明及注意事项1)应用上述公式,计算托轮经调整后,窑中心位置和大小齿轮齿顶间隙发生变化的情况,首先按照两托轮的移动方向,来确定所要代入的参数x和y的值,是正值,还是负值,再把其它各有关参数直接代入公式,进行计算即可。若窑的中心线已经测定,也可应用此公式,求出托轮将应移动的方向和移动量。2)上述公式是以窑中部轮带与托轮及大小齿轮为研究对象而得出的。由于窑中部轮带与大齿轮相距较近(一般为3~4m)。所以,窑中部托轮的调整,对窑中心线的直线度及大小齿轮齿顶间隙的影响最大。而窑头、窑尾托轮的调整,对大小齿轮齿顶间隙的影响较小,可忽略不计。3)大齿轮的椭圆度及其与窑体中心线的不同心度,对大小齿轮齿顶间隙的影响较大,在托轮调整和计算时,通常按大齿轮齿顶圆跳动量的最大值和平均值,来综合检查大小齿轮的齿顶间隙是否合适(一般为8~12mm)。4)托轮调整时,应注意托轮与轮带受力大小及歪斜情况,以确定所要移动的轴承座和移动量的大小。本文所说的托轮调整,是指托轮的平移,即一个托轮的两个轴承座同时、同向移动相同的距离。5)在托轮调整和计算时,还要考虑轮带与筒体垫板的间隙、轮带与托轮以及托轮轴与轴瓦的磨损量对调整和计算结果的影响。6)托轮调整前,应在托轮轴承座底板上,打样冲眼或划线,作为检查、测量托轮调整量的基准。在调整时,用钢板尺或百分表来测量托轮的真实移动量。若以顶丝转动角度为依据进行调整,有时由于轴承座不能完全移动到位,而产生不准确性。7)对托轮的每次调整,都应及时、完整、准确地做好记录,以便在下次调整、计算时作参考。8)多个托轮同时进行调整,应注意调整的先后顺序。即调整时,使大小齿轮齿顶间隙增大的托轮先移动;反之,则后移动。以防止大小齿轮出现“啃底”,而导致轮齿折断。在调整前,根据托轮预定的移动方向和大小,运用上述公式计算,即可确定其可能出现的影响。9)托轮调整时,应做到“逐个、微量、逐步”的调整原则。防止因过量调节,给支承、传动以及窑头、窑尾的密封装置,造成不良影响。3在Φ4m×60m回转窑上的实际应用轮带外圆直径/mmΦ4960托轮外圆直径/mmΦ1400大齿轮齿顶圆直径/mmΦ6160小齿轮齿顶圆直径/mmΦ610分度圆直径/mmΦ6104分度圆直径/mmΦ532齿根圆直径/mmΦ6034齿根圆直径/mmΦ484齿数218齿数19大小齿轮齿顶间隙/mm8~12(这里取10)g=1590mm,n=1408.16mm,p=(6160+484)/2+10=3332mm,f=3180mm,h=2753.96mm,m=3019.82mm。大小齿轮模数/mm28两托轮与窑中心连线夹角/(°)≈60大小齿轮中心距/mm3332大小齿轮中心线与窑中心垂线夹角/(°)≈25甘肃某公司拥有2台Φ4m×60m回转窑,其中1号窑于1982年建成投产,其相关参数见表2。表2Φ4m×60m回转窑轮带、托轮、大小齿轮及托轮平移的有关参数该窑由三档轮带支撑,经过多次调整,窑中心线和大小齿轮齿顶间隙均发生了变化,致使窑中托轮瓦经常发热,大小齿轮出现“啃底”现象,导致减速器振动,传动及动力装置运行负荷增大,主电动机电流升高且不平稳。为此,我们对该窑中心线进行测量、找正,结果发现,窑中部轮带中心相对于窑头和窑尾轮带中心,沿水平方向向左(小齿轮侧)偏移了7.09mm,沿铅垂方向高出了1.44mm,偏移示意见图3,大小齿轮齿顶间隙为0~3.5mm(大齿轮已产生椭圆)。图3回转窑中心线的偏移示意应用上述公式分析、计算,并对托轮进行了调整。3.1窑中部托轮的调整由图3可知,为了使回转窑实际中心线与理论中心线重合,就必须使轮带中心沿水平方向向右平移,沿铅垂方向下降。所以:ΔV=7.09,ΔH=-1.441)确定托轮的移动方向和大小将此数据和表2有关数据代入公式(1)、(2),即有:31802-1590+12(x+y )2姨-2753.96=-1.4412(y-x)=7.0 9解上式,可得:x=-4.60y=9.5 8由此可知,窑中两托轮必须同时向右平移,左托轮向右平移4.6mm,右托轮向右平移9.58mm。这样,就使得回转窑的实际中心线与理论中心线重合。2)校核大小齿轮齿顶间隙的变化情况将有关数据代入公式(3)中,可得:Σ=(1408.16+7.09)2+(3019.82-1.44)2姨-3332=1.699由此可知,大小齿轮齿顶间隙增大了1.699mm。3.2窑头、窑尾托轮的调整根据计算与经验所知,对于由三档托轮支撑的Φ4m×60m回转窑,在运行过程中,由于窑中部的温度高于两端,由此而产生的热膨胀影响,使窑中部轮带中心高于两端轮带中心4mm左右。因此,为了减小窑的运行负荷、平衡各轮带所承受载荷,在调整托轮时,应将窑中部轮带的中心降低3mm左右为宜。为了满足上述要求,保持大小齿轮齿顶间隙,减小调整工作量。对窑头、窑尾两组托轮同时进行调整,使两轮带的中心在铅垂方向升高3mm左右,在水平方向位置不变。即:ΔH=3,ΔV=0将此数据和(表2)有关数据代入公式(1)、(2),即有:31802-1590+12(x+y )2姨-2753.96=312(y-x)= 0解上式,可得:x=-5.21y=-5.2 1据此,我们对窑头、窑尾的2组托轮,同时向内平移了5mm。并根据托轮的歪斜及受力情况,对部分托轮又进行了微量调整。3.3复测回转窑中心线及大小齿轮齿顶间隙据计算,此时窑中轮带中心应低于窑头窑尾轮带中心线2.88mm,大小齿轮最小齿顶间隙为5.82mm。为了验证计算和调整工作的正确性,我们对该窑中心线和大小齿轮齿顶间隙进行了第二次测定。结果显示,窑中轮带中心,在水平方向偏差为0.5mm,在铅垂方向比窑头、窑尾轮带中心线降低了3.2mm;大小齿轮齿顶间隙为7~11mm。与计算结果基本吻合。出现偏差的原因是由于轮带与筒体垫板的间隙、托轮与轮带及轴的磨损以及调整和测量的误差所造成的。后来,我们应用此方法,根据2台窑出现的不同情况,对托轮进行了多次有针对性、有目的的调整,并利用窑系统设备年终检修机会,进行复核测定。实践证明,该方法是正确、合理的,且操作容易、简单,对回转窑托轮的调整具有切实可行的指导意义。4结论1)上述公式,适用于各种回转窑及其它由托轮支承的回转件的调整计算。2)运用上述公式,既可以准确得出托轮经过多次调整后,窑体中心位置、中心线直线度和大小齿轮齿顶间隙的变化情况。也可以用于回转窑中心线精确测量之后,通过计算,确定托轮将应移动的方向和移动量的大小。我们通过多次对回转窑托轮进行调整,验证了上述计算公式与实际测量结果是一致的。3)压铅丝法可测出,窑在热态下各托轮受力大小和歪斜方向,按此调整可使各托轮受力大小均匀。而上述公式可计算出托轮调整后,轮带中心位置和窑体中心线直线度以及大小齿轮齿顶间隙的变化情况,结合计算数值,进行适当调节,即可使窑体中心线保持其直线度和大小齿轮有合适的齿顶间隙,确保传动装置运行的平稳性。因此,上述公式是对压铅丝法的补充和完善。它们的结合使用,可使回转窑托轮的调整既有可靠的理论依据,又有良好的可操作性,减少了调整的盲目性和不准确性。(编辑王艳丽) 托轮平移对回转窑中心线和大小齿轮齿顶间隙的影响@森海$山水集团山东水泥厂!山东济南250116托轮调整

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