回转窑抖动的原因分析及处理方法

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            回转窑抖动的原因分析及处理方法

李 海 山(13315080831)

(河北邯郸   新兴能源装备股份有限公司)

摘要  运转中的回转窑在正常热膨胀状态下垫板与滚圈之间存在着过剩间隙，这是造成回转窑在低速运行时出现抖动与运转不平稳的原因。本文对回转窑抖动与运转不平稳的原因进行了分析，并对这种抖动造成回转窑运行的危害提出了处理方法。

关键词  回转窑  抖动 分析  处理方法

1   前  言

回转窑是链篦机—回转窑法生产球团矿的关键设备。筒体与滚圈是回转窑设备结构组成中的重要部件，二者装配与调整的是否适当，不仅直接关系到回转窑托轮、挡轮、筒体及滚圈等各部位的受力情况，而且还关系到这些部件的使用寿命，甚至对回转窑能否做到正常运转带来直接影响。我公司ф3×30m球团回转窑，以及改造后的ф4×30m球团回转窑为例，在低速运行时都曾出现过抖动与运转不平稳的现象，并且也曾造成过筒体转动而滚圈停止、低速运转时筒体抖动、主减速机输出端联轴器相对传动小齿轮联轴器间歇滞后等情况。这些现象提示我们一定要重视回转窑滚圈与筒体之间的的装配与调整，研究滚圈与筒体垫板之间的间隙对回转窑正常运转的影响。

2   回转窑抖动以及转速不均匀的原因

回转窑筒体、垫板、滚圈的结构如图1所示。垫板的作用是将筒体的载荷传递到滚圈上，而不让筒体与滚圈直接接触，垫板之间的空隙还起到增加滚圈散热面积的作用。ф4×30m的球团回转窑每挡滚圈垫板数量32块，宽度240mm，厚度45mm。由于滚圈的温度较低，热膨胀较小，而筒体的热膨胀较大，所以滚圈与垫板之间为筒体热膨胀预留了间隙。滚圈与垫板间的上下间隙2C的计算公式如下：

2C=α[D1(t1-t0)-D2(t2-t0)]( mm)

其中：C—常温时滚圈与垫板在半径方向上间隙（mm）；

D1—窑筒体（包括垫板）平均外径（mm）；

D2—滚圈平均内径（mm）；

t1—窑筒体表面平均温度（℃）；

t2—滚圈表面平均温度（℃）；

t0—环境温度（℃）；

α—钢材线膨胀系数（1/℃）。

由上式可算出我公司的球团回转窑滚圈与垫板间隙应为7~8 mm。该间隙即筒体垫板和滚圈内径之间的过剩间隙。因筒体垫板外径小于滚圈内径，在窑回转时，筒体在滚圈内会产生滚动，称作爬行。筒体在滚圈内向前爬行的距离与两者的直径差△D和回转窑转速有直接关系。在冷态时△D大(此时△D=2C)，爬行明显；在热态时△D小，爬行不明显，以致肉眼觉察不出来。窑转速快时，筒体驱动滚圈的惯性大，爬行不明显；窑转速慢时，滚圈驱动惯性小，爬行显著。以上情况反映在主减速机与回转窑小齿轮联轴器上，表现出的是两半联轴器在转动过程中间歇性的不同步；反映在窑筒体上，则表现出回转窑的抖动与运转不平稳。

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3          滚圈与筒体垫板间隙的测量

由于滚圈与筒体垫板之间的间隙适当与否，对回转窑的正常运转至关重要，所以有必要讨论如何准确测量两者之间的间隙。一般来说测量方法可分静态测量和动态测量两种。静态法是在窑处于静止状态下，用预先制作好的不同厚度的塞尺在回转窑顶部直接测量；动态法是一种近似测量法，即采取在滚圈与筒体上作标记的方式来测量（见图2），先测出△L，△L严格的讲应该是滚圈内径上的一段圆弧（如果△L是在回转窑旋转一周以上测定出来的，其值应除以周数），然后再通过计算得出△D。由于在窑回转一周的同时，筒体在滚圈内也滚动一周，产生滞后的距离为△L，显然有△D=△L/л。例如：如果每周测得的距离是18 mm，那么△D=△L/л=18/3.14=5.73 mm。

如果以上的测量工作是在回转窑冷态下进行的，可以验证滚圈与垫板的初始间隙能否满足筒体与滚圈的膨胀需要。如果测量工作是在窑热态下进行的，那么这时的△D即为过剩间隙，可以考虑是否对垫板进行调整。

4   过剩间隙过大的危害与处理方法

回转窑过剩间隙过大会带来如下的后果：一是会造成回转窑的偏心转动，尤其是在有挡轮的滚圈处，因为这将会使窑传动的大齿圈偏摆影响到齿轮副的啮合；二是这种过剩间隙，会使筒体产生椭圆形变，造成滚圈断面附近的耐火砖更换频繁；三是因为调整托轮涂抹在托轮表面的润滑油进入了垫板与滚圈内径摩擦面，造成筒体转动而滚圈间歇转动现象；四是在回转窑低速时，因过剩间隙造成的抖动现象使回转窑传动系统的减速机齿轮副受到损伤。

对以上情况的预防和处理方法有： 1）要定期测量回转窑过剩间隙，最好是要在回转窑正常运行时测量，这样更具有实际意义，可以及时掌握垫板与滚圈的磨损情况；2）要尽可能减少慢转转窑的时间，如必需转窑，则应将主电机转速控制在400r/min以上；3）在回转窑操作过程中，要调整窑内高温点的位置，避免滚圈处的局部高温，防止筒体产生塑性变形；4）在用润滑油涂抹托轮将回转窑调整至下行位置时，润滑油的使用要本着多次少量的原则进行；5）运转时，若在线检测滚圈与垫板过剩间隙达到8~10mm时，应及时更换垫板或加垫调整。

5   结   语

球团回转窑属于重载、静不定系统，运行中如果轴线变化，导致载荷分配严重不均，就会引发多种机械故障及安全事故。垫板与滚圈之间存在的过剩间隙同样会造成回转窑轴线的变化。所以滚圈与垫板之间保留的间隙一定要适当，如果间隙太小，筒体的膨胀受到滚圈的限制，筒体内靠近滚圈处的耐火砖容易损坏。如果间隙太大，筒体与滚圈间    的相对滑动量增加，也会使筒体的椭圆形变增大。所以定期正确的测量与调整回转窑滚圈与垫板之间的间隙，使滚圈处的筒体保持一定的刚度，从而延长滚圈以及窑内耐火砖的使用寿命，这对减轻回转窑的抖动和保证长期正常运转是非常重要的。

参考文献

1　宋培凯，陈源兴．回转窑及单筒冷却机修理．北京：中国建材工业出版社，1994.11

2    铁大铮，于永礼等．中小水泥厂设备工作者手册．北京：中国建筑工业出版社，1989.5

the mechanism analyzing of rotary-kilnshaking and the treating measures

Li Haishan

Abstract There is residual gap exist between shimand  riding ring during rotaryrotary-kiln operation. This gap will causing kiln shaking and unsteadyoperation. The mechanisms of shaking and unsteady operation were analyzed inthis paper, and the  treating measureswere proposed.

Keywords rotary-kiln, shake, analyze, treating measure

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