圆筒混合机安装调试产生的问题及解决措施的研究

蒋 卓

（北方重工集团有限公司，辽宁 沈阳 110000）

随着现阶段我国社会发展的不断进步，目前更多的烧结生产线投入使用，在烧结厂的众多设备中，在烧结系统的设备组成中，混合机是主要的设备之一，圆筒混合机主要组成构件为：筒体﹑减速机﹑齿圈﹑电动机﹑钢托辊﹑侧挡辊﹑传动小齿。其中电机提供驱动动力，结合减速机与小齿轮的共同作用使混合机进行工作，对所有的材料﹑物料进行混合﹑制作。烧结系统的稳定性关系到烧结矿物﹑烧结土的质量问题。随着当今社会对金属资源需求量愈来愈大﹑对烧结机的应用范围越来越广阔，圆筒混合机是目前国内外在烧结实践过程中的生产物结晶。圆筒混合机的规模随之发展壮大，通过考虑处理量和混合时间进行混合机规模的选择。对于日益扩大的需求，大型混合机的应用开始普及，大型混合机对于安装的要求难度也随之增大，结合大型混合机工作环境的恶劣，对于大型混合机的后期维修也显得至关重要。

1 圆筒混合机概述

1.1 圆筒混合机的定义

现阶段冶金行业快速进步，国内外冶炼时，圆筒混合机均会出现大规模的应用。随着新理念的不断推出﹑圆筒混合机的更新换代速度不断加快，针对现阶段大型冶金厂家均对设备的生产量﹑生产效率以及设备的性能和使用提出更高的要求。随着冶金需求量的不断增加，小型的圆筒混合机已经无法满足大型烧结厂的生产需求，大型圆筒混合机由于体积庞大，在实际安装过程中出现了一系列难以解决的问题。目前原通过混合机的运行方式主要为以下两种：①齿轮传动，可以产生较大的扭矩，使用寿命长，缺点是在运行过程中会产生较大的噪音。②胶轮传动，在传动过程中产生的声音较小，胶轮传动相比于金属材料，承载力较小，因此导致胶轮传动使用寿命较短。

在实际生产过程中，为了提升原材料的混合效率，往往在圆筒内安装上一定数量的衬板，通过圆筒的旋转使得衬板对混合料产生作用力，目前主流的衬板为金属﹑陶瓷﹑含油尼龙衬板以及高分子材料衬板。在安装过程中应考虑设置一定的倾角，安装倾角为1.5°～4°之间。圆筒通过两个滚圈支撑起来，滚圈通过托辊实现自由转动。通过在前托辊与后托辊之间安装挡轮，保证了圆筒体的稳定性，使其不会下滑掉落。圆筒体通过大齿轮与小齿轮连接，最后与电动机相连，进而实现驱动装置的目的。在实际的安装过程中，圆筒混合机设置微动的辅助传动装置来解决筒体的微转动问题。在圆筒体的内部设置有喷水系统，喷水流量﹑喷嘴直径可根据实际混合料的尺寸进行设置。圆筒混合机的工作流程主要为：待混合的物料通过皮带输送至圆筒内，接着转动圆筒，物料随着圆筒进行转动混合，在安装过程中设置了一定的倾角，物料在筒内进行缓慢轴向运动，最后通过送料机输送走。圆筒混合机的主要安装过程如下（图1为圆筒混合机安装后的实物图）：①通过精准测量放线进行定位；②安装垫板并进行调整﹑安装挡辊﹑安装筒体；③安装大齿轮与小齿轮；④安装传动装置，进行运转调试。

图1 圆筒混合机实物图

1.2 圆筒混合机一般工作原理

在烧结运行过程中，小型厂家为了避免由于传动带等因素在实际运输过程中对物料进行破坏﹑打乱物料的配合比，厂家往往采取把一次混合设备安置于地面，将二次混合设备设置在较高的地方，通过这样的设置使得在二次混合完成时候，直接将物料由于受到重力作用进入烧结机。实现了快速衔接，避免因为湿度﹑温度对混合料的影响。在圆筒体混合的过程中，由于物料没有在筒内得到均匀布置，导致整个混合装置引起偏心作用，产生震动，严重时导致侧翻。结合筒体本身自重大等特点﹑混合料质量大，因此引发的振动影响也大，严重时影响到了厂房内的其他工作步骤。因此，采用减震性能的混合机是目前的主流所趋，现阶段主流的减震措施主要为以下两个方面：①在圆筒与筒体之间设置减震装置，利用弹性补偿的方式，结合减震器普遍材料为橡胶和金属，能够最大程度上制约筒体的偏心振动。②利用橡胶的良好缓冲作用，进行传动，能够减少圆筒的振动，将筒体与地基分离，避免了混合机的强烈振动对地面和其他设备产生的影响。

1.3 现阶段圆筒混合机存在的不足

目前圆筒混合机在实际运行过程中主要面临着两方面的不足，设备结构与混合的工艺落实方法制约圆筒混合机的工作效率，主要表现形式如下。

（1）设备结构方面主要体现在如下方面。①由于混合机的主要材料为金属结构，导致设备自重大，物料进入筒体后随着圆筒的旋转偏移至筒体的另外一侧，由于偏心作用结合自重大这两个因素，产生大的自重，在齿轮与齿轮的啮合处以及需要注意润滑，齿轮间的啮合程度也是十分重要的。不佳的啮合程度影响圆筒的运行效果，严重时导致圆筒混合机的侧翻。②大多数的齿轮传动装置均采用的是金属材料，考虑到金属的刚度大且没有缓冲作用使得在运行过程中产生大能耗与噪音。③轮胎的材料大多数采用的是橡胶，采用橡胶材料在一定程度上减小了设备的竖向振动以及噪音，但是考虑到橡胶的磨损，使用寿命短，更换频率大等缺点也是目前现存的一大问题之一。

（2）混合工艺方面主要体现在如下方面。①圆筒混合机的运行时间，由于混合材料的不同，每种材料的混合物质量也不同，因此难以确定混合机在具体运行过程中的混合时间，限制了混合设备的效率。②圆筒混合机的转速﹑填充率以及其他因素等相互作用关系影响到出料的效率，因此综合参数的考虑使得混合机的生产效率大打折扣。

2 圆筒混合机安装步骤分析

2.1 基础测量放线及检查验收

混合机的测量方向主要包括以下步骤：①检查圆筒混合机主机的中心线，在基准线的两侧设置挡板，在设置挡板的时候应保证水准仪与经纬仪都能照准到。②通过中心基准线为基准，在两侧设置底座与地脚的基准线，结合设备的几何尺寸，检查基准线的偏差；一旦发现尺寸存在偏差应立即向专业人士报告，并编写相应的记录报告移交业主。③设备的基础资料应该包括安装条件的资料，利用其控制基准线。通过实际的测量放线，基础的误差应该符合设计的相应规范要求。在开箱检查前，相关人员应该熟悉图纸与技术资料，在开箱过程中应对实际工作进行如实记录，发现图纸存在不合理的地方应立即向有关部门报告，并进行相应签字确认。

2.2 底座安装

对金属砧的正确使用和底座的校正是基础底座的关键所在，针对底座的安装主要分为以下几个步骤：①在和施工单位进行交接技术时，土建基础的实际标高相比于图纸标高要低50mm，在混凝土浇筑完成后通过水泥进行找平，利用水泥找平后，地面的强度将会降低。为了确保图纸与底座安装的质量，大部分的安装公司采用在底座加金属砧。根据相应规范要求，金属砧的数量最多不能大于五块。②在实际施工过程中，取底座上的划线中心为轴向中心线。根据图纸的设计要求，设置混合机的角度为2°，施工单位采用在水泥基础上做支架，通过固定丝绷紧并靠近底座，通过轴向中心线对底底座进行校正。在确定校正后，通过水准仪﹑塔尺确定具体标高数值符合《烧结机械设备工程安装验收规范》要求。

2.3 托辊和挡辊的安装

圆筒混合机的支撑装置应该从低端开始，在安装前首先应该去除托辊上的锈迹﹑杂质以及污垢，以至于在安装过程中方便控制精度，通过将托辊安装于底座之上后，进行精准调节，此过程可利用全站仪进行监测，具体见图2所示，质量要求如下：①底座正下方与基础的中心基准线偏差小于0.5mm；②托辊的标高与实际的标高误差控制在0.5mm以内；③首尾托辊的倾斜度利用平尺进行检验，最大误差为0.05mm/m。

图2 托辊示意图

2.4 两托辊精调

两托辊的中间距离应该符合相应的设计要求，中心距离的偏差最大不超过0.5mm，且中心距离应该与底座的中心距离保持一致且平行﹑重合，偏差不能超过0.5mm。标高的测量过程应该以托辊的顶面为准，斜度应该控制在0.5mm之内，在两个托辊的顶面应该采用水准仪进行照准，水平偏差小于0.05mm/m；超过这个许可的范围时应在地面垫加金属片进行相应的调整。由此可见，在进行托辊定位与标高放样时，所需要准备的测量工具有：经纬仪﹑全站仪﹑水准仪﹑卷尺﹑塔尺等，施工产生的偏差必须在相应的规范文件许可范围之内。

2.5 筒体的吊装

圆筒体的安装主要包括以下几个步骤：①根据筒体的尺寸形状大小，选择合适的起重机，在合适的位置进行起重，通过在筒体上设置金属丝，挂钩进行起吊。②筒体上设置的金属丝固定点应该靠近筒体中心的两侧位置，使用吊车进行吊装时应尽可能地靠近筒体重心位置，另一台吊车的吊装位置靠近筒体的后侧，缓慢吊装到相应的轨道上。③首先使用350吨级的吊车吊住中心位置，另一台300吨级的吊车吊住筒体后部，保证筒体在落下的过程中，前部先与轨道接触，保证整个筒体与托辊保持在一个半接触的状态。此时，利用滑轮组将天车移动至厂房的最东面，利用天车结合滑轮组，使得筒体保持在中心线上。④筒体确认安放准确后，通过千斤顶将混合机抬升，拆除支架，再次安装筒体。

2.6 大齿轮的安装

大齿轮的安装一般分两步进行，首先将每个大齿轮通过起重机垂直从上往下与筒体位置对齐，螺栓把合，起到定位作用，不能拧紧。通过手拉葫芦，使得筒体旋转180°，使得大齿轮接合在水平位置。再次使用起重机将另一半的大齿轮垂直从下往上进行吊装，最后将螺栓拧紧。大齿轮与筒体的法兰接触面应该用0.04mm的塞尺，深度不超过100mm。

2.7 小齿轮的安装

根据大齿轮进而对小齿轮的安装进行校正，小齿轮的安装应该符合设计规范要求，最大偏差在2mm左右；在实际进行小齿轮的安装时，应该首先每调整斜度，保证大齿轮与小齿轮之间的距离在5mm～10mm，间隙不超过2mm，大齿轮与小齿轮接触的情况下，保证齿轮啮合度不能高于40%，沿着齿高方向不能小于50%，且必须保持在齿宽的中心。

2.8 设备试运转

在实际试运转过程主要为以下几个步骤：①试车前的准备工作；②电动机的单体试车；③减速器的单体试车；④混合机空载单体试车；⑤负荷试车。

在机器启动之前首先应该保证气体或者其他排放物排放完毕，再对盘车进行检查，保证其转动灵活，不存在其他异常现象。在尝试运转过程中应该保证机械不存在异常声音，各个关键轴承的振动频率与振动值应该满足相应的技术规范要求。在试运转的时候还必须注意整个机器设备的螺丝是否存在松动，其他试运转的相关参数应该符合设计规范要求。

3 圆筒混合机安装调试产生的问题

圆筒混合机在试运行的过程中，主要存在以下几个方面的问题：①托辊与滚圈的接触不良；②托辊在宽度方向上与滚圈之间的接触不佳，主要呈现出线性接触的规律；③挡辊在实际运行过程中发出噪音；④滚圈周向存在多条亮带；⑤在装配大齿轮与小齿轮的时候，会产生啮合度不高等现象。

4 圆筒混合机安装调试问题分析及解决措施

当筒体正好处于四个托辊上的时候，出现的托辊与滚轮的接触不佳，引发这样的原因主要有：①四个托辊没有处于同一个平面内；②两侧托辊平行度不足。

针对以上问题，在现场吊装过程中首先应该重新检查托辊重心的轴线，调整托辊，使托辊与滚圈正好紧密结合。

其次，在不确定具体原因的时候，应在现场进行多次的实地考察，尤其要注意托辊与滚圈上的润滑程度，在调整托辊的过程中应该用顶紧螺栓进行调整，不可使用过大的力气，增加调整难度。

此外，在实际运转过程中，如果出现挡辊受力不均匀，产生较大声响与噪音的时候，此时应该观察筒体在实际运转过程中是否存在径向与轴向方向的振动，并分析产生振动的原因进而调整位置减少振动。在正常情况下，圆筒混合机产生振动的因素主要为，筒体轴向力与筒体的倾角﹑大小齿轮之间的啮合程度。

经过大量的现场实地勘察，总结了造成上述现象的原因主要存在以下三个方面：①托辊上有因为碎石碰撞产生的凹陷，导致在实际运转过程中滚轮产生亮点组成亮带；②托辊表面存在杂质：混合物碎料﹑电焊渣以及其他杂质；③所掺入的润滑油纯度不高，且含有较硬的杂质颗粒。

针对以上问题，主要采用人工修复的方法进行修复，在凸起的地方以及存在其他杂质的地方进行多次清洁，使用高质量的润滑油，保证托辊与滚圈正常接触良好。

在实际安装过程中，由于筒体在安装时产生了一定的高度偏差导致其他设备：主电机﹑主减速机以及小齿轮的装置标高产生一定的误差积累，以至于在实际装配过程中产生尺寸之间的干涉。在实际安装过程中，应该保证齿轮之间的间隙规范要符合设计规范，允许小齿轮在安装过程中的偏移来保证机械设备的正常使用。

遇到上述的情况时，应该对齿轮进行长时间的观察，齿轮工作需要经过一定时期的磨合才能趋于稳定，当轴承底座的温度不再升高的时候，则趋于稳定。经过一段时间的处理后，如果温度继续升高，则必须打开轴承盖，检查轴承之间是否存在异物，加以修复。

产生齿轮之间的干涉现象主要存在两个方面的原因：①罩体内部与筒体密封圈之间的摩擦；②罩体侧面与密封圈之间的碰撞。

为解决上述产生的原因，首先应该对产生噪音的来源做出进一步的分析，排除正常运行的设备。接着对产生异常噪音的设备进行观察分析，判断噪音的频率，明确产生噪音的具体部件在哪里。针对上述问题，应该对设备进行全面分析，通过对各个部件进行逐个排除，解决齿轮间干涉问题。

5 结语

根据实际的试车情况进行分析可知，现阶段烧结技术改进以及对厂区环境的治理的混合机安装是合理的，主要的收获如下：①对于关键部分的数据精度把控必须严格符合相应规范要求，甚至略微精密与规范，对于各种部件的控制线的贴合程度应该按照实际的规范要求进行，以至于确保试车一次成功。②针对厂房内安装设备的控制点进行放线的过程中，控制点精度必须满足实际图纸要求规范，必须采用先进的仪器设备进行多次的复核。