链篦机主要部件的设计

赵扬 黄文秀

摘 要：链篦机——回转窑法生产球团矿（氧化球团和金属化球团）是世界上比较先进的工艺。链篦机是主要的热工设备，是用于冶金烧结非标大型主机设备，该机是在高温状态下大链条平行运行的特殊设备。其核心部件运行部分，担任着承载运送料球的使命，文章将对链篦床装置的材料和结构设计进行阐述。

关键词：链篦机；链篦床装置；设计

1 链篦机工作原理

由圆盘造球机制好的生球，经过筛分将合格生球由布料器按工艺要求的料层厚度均匀地铺布在链篦床尾部篦床表面上，由链篦床装置载着生球向链篦机头部运行。链篦床装置根据工艺要求。先进入干燥室（有的分为干燥I室及II室），脱除生球中的附着水和结晶水，干燥室温度一般在550℃以下。然后再进入预热室，将生球加热到750～950℃。使生球具有一定的抗压强度。最后经卸料装置将预热好的球团送入回转窑中进行焙烧（氧化球团）或还原（金属化球团）。在这一过程中，链篦床装置是从高温区运行至低温再运行至高温区，属于反复运行于高、低温区之间，起着运送料球的作用，一旦它出现大的问题，整台链篦机失去作用，所以我们才要对其中代表性的部件进行一些探究。

2 主要部件设计研究

链篦床装配的材料及结构设计：链篦床就像带式输送机中的胶带，通过不停的运行，传送着料球。链篦床本身重量达80吨左右（以规格2.8×36m为例），再加上其上布的40吨左右的料球，与同长度的胶带相比，不知要庞大多少倍。如何能保证整个链篦床在常温和高温区都能正常的运行，而不至于产生干涉和漏料，这一直是各设计院及相关人士研究的重点。下面我就详细阐述一下自己在这方面的见解。

2.1 链篦床的组成

链篦床由挡圈、套管、左侧板、链节、定距管、小轴、篦板、右侧板、卡块组成。几百节这种结构连接在一起，形成的环行结构，成为一条“合金钢带”，它在常温与高温区穿梭，完成着自己传送料球的使命。

2.2 链篦床零部件的材料及结构设计

2.2.1 链节的材料及结构设计。（1）链节的材料设计。根据有关资料及实验，对于链节的材料也先后做了几次更改。一方面要求其膨胀及收缩率不能过大；另一方面又需要考虑其高温时的抗拉强度足够，开始时我们先后选过ZG3Cr26Ni4、ZG42CrMo，结果不是高温时强度差一些，就是膨胀和收缩率不够理想，另外还出现使用寿命不够长的缺点。后来我们选用了HH（进口牌号），经高温实验，得出温度从600度升至800度，膨胀量为0-3之间。（2）材料的拉伸实验。链节作为链篦机主要零部件之一，同时也为了验证HH（相当于Cr25Ni12）材质的抗拉强度，做了拉伸实验，两次实验结果为520、535MPa。理论HH材料的抗拉强度是515MPa，我们选用的材料符合要求。（3）链节结构设计。链节由于承载整个链篦床及其上料球的重量，因此要求其强度足够，在选择了合适的材料之后，其结构也要合理，这样才能使链节的设计更完善。原来壁厚为6mm，现改为8mm（要保证内腔尺寸，因内腔是与链轮上的齿相啮合的）。因链节在高温与常温区交替运行，经受着严重的氧化腐蚀，如果壁过薄，则其寿命就不能很好的保证，如壁过厚，又需增加驱动的动力。另外内腔尺寸由于与链轮配合，原来与主传动链轮单侧间隙为2.5mm，防止膨胀时链轮齿与链节卡死，导致严重的停机事故。

2.2.2 篦板、卡块的材料及结构设计。（1）篦板、卡块的材料设计。篦板采用的材质只含有Cr和Ni，实际在高温下，这种材质抗腐蚀性差，用不到半年时间就已经出现漏料现象。之后在原材料中加入了N、Re，卡块材质与其相同。在正常条件下（不发生过烧）可用一年半左右，因篦板、卡块受到拉力较小，故对其材料的抗拉强度没有严格要求，只是要求其在高温时的刚性，材料中加入了Ni、N、Re都是为了提高其在高温时抗变形能力。但因为篦板的膨胀对整个篦床的影响较大，所以我们对篦板的膨胀情况也做了相应的实验。经高温实验，得出温度从650度升至850度，膨胀量为0-2之间。這组数据为链篦床的整体设计奠定了良好的基础。（2）篦板、卡块的结构设计。原来篦板和现在篦板与固定弯板的配合尺寸如图1、图2所示，7为篦板，9为卡块，10，11，12为连接用标准件。

图1

图1采用的标准件为M12×35螺栓，M12螺母及一平垫，结果穿上φ50的模拟轴后，螺栓无法完全伸入。故又产生了如图2所示结构，与图1相比篦板筋左移4mm。距100尺寸线由35改为31，其中心线向筋端部移2mm，距小轴中心线由3mm增加到5mm，卡块可不变，另外此篦板在端部又设计延伸圆弧，目的是在设备运行维修时，篦板可挂在小轴上，安装卡块和连接用标准件。

图2

2.2.3 左右侧板的材料与结构设计。与篦板相似，左右侧板不承受太大的拉力，只起到一个挡料作用，但为延长寿命，仍选择了同篦板相同的材质。在结构上，只要注意在链篦床弯曲段不发生干涉就可以了。

2.2.4 整个链篦床结构设计。链篦床一节的装配如图2所示（2.8×36m规格）。上面已经阐述了几种零部件，还有小轴、定距管、套管、挡圈未谈及。链篦床最关键的是各件彼此之间间隙问题。因在高温时各件要膨胀，而冷态又收缩。本设计中，各部件高温膨胀量均在4mm左右，而链篦床是不断运行的，并非停在原地被烘烤，所以经历高温时间并没有那么长，不至于象实验时一直处于静态加热状态。每两个链节间总间隙不小于12mm，可以满足膨胀要求，另外筛分后料球直径为8～16mm，链篦床在冷态时温度也不是常温，所以两链节间总间隙应在10mm左右，因此链篦床这样的结构既满足了冷态不漏料，又满足热态不干涉，成为一种合理设计。

参考文献

[1]重型机械标准[S].中国标准出版社.

[2]实用材料手册[M].机械工业出版社.

[3]机械设计手册[M].机械工业出版社.

[4]现代机械传动手册[M].机械工业出版社.