柴油发电机启动信号拾取位置及方式研究

何浩

摘要：在应急电源存在的问题中，有一项是怎样保证柴油发电机组的可靠启动。要做好这项工作，必须对目前的实施方案进行分析，推荐柴油发电机组启动信号的拾取位置和拾取方式，提示设计者常忽略的问题。文章对柴油发电机启动信号拾取位置及方式进行了研究。

关键词：应急柴油发电机；启动信号；拾取点；拾取方式；辅助接点；继电器 文献标识码：A

中图分类号：TM314 文章编号：1009-2374（2016）15-0059-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.15.028

1 概述

钢渣主要来源于钢铁料中的Si、Mn、P、Fe等元素的氧化产物，冶炼过程中加入的造渣材料，冶炼过程中被侵蚀的炉衬耐火材料以及固体料带入的泥沙等。

随着人类社会对环境的重视以及滚筒法相比于传统钢渣处理方法的流程短、占地少、环保等优势，现在越来越多的炼钢厂处理钢渣的方法是采用滚筒法技术。随着钢铁工业的不断发展，钢渣的产生量不断在增加。因此提高钢渣处理的能力和技术水平，不仅可节能减排，还是提高炼钢生产能力、降低冶炼成本、实现钢渣综合利用的一项重要措施。

在目前来说，应用滚筒法处理钢渣还是一项新的技术。要进一步提高滚筒法处理钢渣技术，需要对钢渣滚筒基本结构应力及变形计算进行研究分析。

2 关于钢渣滚筒基本结构应力和变形计算

2.1 机械变形

2.1.1 整体变形。图1为整体水平向位移，图2为整体竖向位移。水平正向最大位移出现在筒体上端，水平负向最大位移为1.13mm，出现在筒体下端。竖直正向最大位移为0.03mm，出现筒体出渣侧的上方，竖直负向最大位移出现在筒体下端。水平向和竖向位移云图表明，筒体发生了向进渣口方向的旋转变形。

2.1.2 筒体变形。有三种变形：一是筒体水平向位移；二是筒体竖向位移；三是筒体横向位移。水平正向最大位移为0.06mm，出现在筒体上端，水平负向最大位移为1.13mm，出现在筒体下端。竖直正向最大位移为0.03mm，出现筒体出渣侧的上方，竖直负向最大位移为1.02mm，出现在筒体下端。整体在横向出现0.1mm的位移。筒体变形云图表明筒体出现了向进渣口方向的旋转。

2.1.3 进渣侧托圈变形。图3为进渣侧托圈变形形状。托圈被托轮顶出，径向相对不圆度为0.1mm。沿厚度方向的变形不大。

2.1.4 出渣侧托圈变形。托圈圆度保持较好，沿厚度方向在止推轮顶住的位置有小量的变形。

2.1.5 前后托轮和止推轮变形。在水平方向：前托轮有向后0.1mm的移动，后托轮有向后0.15mm的移动，止推轮有向后0.08mm的移动。在竖向：前托轮有0.09mm的下沉，后托轮有0.06mm的下沉，止推轮有0.02mm的下沉。在横向：前托轮和后托轮整体有0.02mm的移动，止推轮横向抻开量为0.04mm。

由此得出：（1）渣滚筒整体发生了倾斜旋转，水平向最大相对位移为1.43mm，竖向最大相对位移为1.15mm；（2）进渣侧托圈径向相对不圆度为0.1mm；（3）出渣侧托圈圆度保持较好；（4）前、后托轮和止推轮的变形均小于0.2mm。

2.2 机械应力

2.2.1 从外部和内部观察的整体应力水平。除出现局部应力外，整体应力水平低。局部应力区出现在以下区域：（1）进渣侧托轮与托圈接触区域以及相应的托轮支撑筋板和滚筒支撑筋板；（2）出渣侧托轮与托圈接触区域以及相应的托轮支撑筋板和滚筒支撑筋板；（3）出渣侧止推轮与托圈接触区域以及相应的止推轮托轮支撑筋板和滚筒支撑筋板。

2.2.2 通过对整体应力水平的分析得出：（1）渣滚筒整体机械应力不高，大部分区域的机械应力很低；（2）渣滚筒局部机械应力分布于进渣侧托轮与托圈接触区域以及相应的托轮支撑筋板和滚筒支撑筋板、出渣侧托轮与托圈接触区域，相应的托轮支撑筋板和滚筒支撑筋板、出渣侧止推轮与托圈接触区域，相应的止推轮托轮支撑筋板和滚筒支撑筋板；（3）进渣侧托圈的最大接触应力为52.5MPa；（4）出渣侧托圈托圈的最大接触应力为185MPa；（5）进渣侧托轮最大接触应力为35.4MPa，轴最大应力为32.3MPa，挡圈最大应力为10.8MPa，轴承孔最大接触应力为18.3MPa，筋板最大应力为17.6MPa；（6）出渣侧托轮最大接触应力为24.5MPa，轴最大应力为19.1MPa，挡圈最大应力为14.7MPa，轴承孔最大接触应力为20.8MPa，筋板最大应力为26.3MPa；（7）止推轮最大接触应力为61.4MPa，轴最大应力为44.2MPa，挡圈最大应力为29.8MPa，轴承孔最大接触应力为32.3MPa，筋板最大应力为31.4MPa。

2.3 热-机耦合变形

2.3.1 由于温度载荷的作用，渣滚筒的变形大幅度增加。

2.3.2 水平向最大相对位移为4.23mm，竖向最大相对位移为7.3mm，筒体整体发生了旋转变形，但是旋转方向却与机械变形的旋转方向相反；渣滚筒整体上膨胀了6.6mm。

2.3.3 渣滚筒发生了复杂的变形，括前锥面鼓出，进渣侧托圈拉长，进渣侧托圈外筋板鼓出，前托圈内筋板下凹，进渣口翘曲拉长，直筒瓢曲，直筒沿口被锥面筋板撑开成伞状，直筒背面凹陷，出渣口压扁等。

2.3.4 进渣侧托圈沿厚度方向的变形不大，平面度相对较好，最大不圆度为0.17mm。

2.3.5 出渣侧托圈最大不圆度为2.13mm。

2.3.6 在水平方向：前托轮有向前1.1mm的移动，后托轮有向后0.4mm的移动，止推轮有向后0.23mm的移动。在竖向：前托轮有向后0.6mm的翘起，后托轮有0.1mm的下沉，止推轮有0.08mm的下沉。在横向：止推轮横向抻开量为1.03mm。

2.3.7 前后托轮整体发生水平方向的弯曲，止推轮发生横向弯曲。

2.4 热-机耦合应力

2.4.1 整体应力水平。从外部和内部观察的整体应力水平。部分区域应力较高，部分应力水平低，有明显的分界。局部应力区出现在如下区域：（1）进渣侧托轮与托圈以及相应的托轮支撑筋板和滚筒支撑筋板；（2）出渣侧托轮与托圈，以及相应的托轮支撑筋板和滚筒支撑筋板；（3）出渣侧止推轮与托圈以及相应的止推轮托轮支撑筋板和滚筒支撑筋板；（4）出渣侧锥面，渣滚筒内部桨叶和出渣口内部和外部筋板；（5）齿轮与出渣侧托圈段，齿轮支撑筋板和出渣侧内部桨

叶等。

2.4.2 通过对整体应力水平的分析得出：（1）耦合应力的计算结果表明：进渣侧托圈最大接触应力降为123MPa，出渣侧托圈出现较大的边接触应力为456MPa；（2）耦合应力的计算结果表明：进渣侧托轮最大应力为283MPa，出现在轴孔和挡圈上；出渣侧托轮最大接触应力为208MPa，挡圈最大应力为310MPa，轴孔最大接触应力为236MPa，筋板上出现了300MPa的应力；止推轮最大接触应力为301MPa，轴最大接触应力为297MPa，挡圈最大应力为284MPa，轴孔最大接触应力为127MPa；（3）耦合应力的计算结果表明：筒体部分应力变化不大，齿轮应力变化也不大，前锥面筋板超过250MPa的应力区域明显缩小。

3 结语

（1）机械变形的计算结果表明：部件机械变形降低为原设计的1/5以下；（2）机械应力的计算结果表明：除托圈和止推转接触应力外，部件应力降为45MPa以下。进渣侧托圈最大接触应力为52.5MPa，出渣侧托圈最大接触应力为185MPa，止推轮最大接触应力为61.4MPa；（3）耦合变形的计算结果表明：进渣侧托圈最大不圆度为2.13mm，局部不圆度跳动由原设计的0.47mm，降为0.02mm，出渣侧托圈最大不圆度为0.17mm，局部不圆度跳动由原设计的0.54mm，降为0.16mm；（4）耦合变形的计算结果表明：前托轮水平方向弯曲变形为1.1mm，后托轮水平方向弯曲变形0.4mm，单个止推轮的横向弯曲变形为1.03；（5）耦合应力的计算结果表明：进渣侧托圈最大接触应力降为123MPa，出渣侧托圈出现较大的边接触应力为456MPa；（6）耦合应力的计算结果表明：进渣侧托轮最大应力为283MPa，出现在轴孔和挡圈上，出渣侧托轮最大接触应力为208MPa，挡圈最大应力为310MPa，轴孔最大接触应力为236MPa，筋板上出现了300MPa的应力，止推轮最大接触应力为301MPa，轴最大接触应力为297MPa，挡圈最大应力为284MPa，轴孔最大接触应力为127MPa；（7）耦合应力的计算结果表明：筒体部分应力变化不大，齿轮应力变化也不大，前锥面筋板超过250MPa的应力区域明显缩小。

参考文献

[1] 代元章.滚筒筛结构的改进[J].矿业工程，2012，

（3）.

[2] 吕心刚.安钢钢渣处理现状及发展之探索[J].河南冶

金，2013，（4）.

（责任编辑：蒋建华）