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                溫差應力對斗式提升機的影響分析與解決方案

                溫差應力對斗式提升機的影響分析與解決方案
                電話:18803739170  發布時間:2023-05-26 11:47 本文地址:http://www.highfivepastor.com/baike/343.html

                甕福集團屬下磷石膏產品項目部有一套年產5萬t的磷石膏制粉和50萬m2的砌塊生產線,屬于循環經濟廢渣綜合利用項目,自運行以來有1臺斗式提升機(以下稱斗提機)經常出現斗拉壞和脫鏈、斷鏈等故障,嚴重制約了生產。

                 
                1 生產實際中出現的問題
                針對斗提機出現的問題,新鄉市百盛機械有限公司技術組與廠家進行了溝通,認為是工作時負荷太大、料斗質量差等原因造成的。設備生產廠家更換了質量較好的料斗,但更換之后原來的問題仍然沒有徹底解決,而且還出現了鏈輪驅動軸斷裂現象。相關專家又提出可能存在安裝問題,于是安裝單位又對安裝精度進行了核實,垂直度得到了修正,但問題依舊未解決。項目部只有不斷維修,消耗大量備件,嚴重影響了正常生產。
                 
                2 斗提機技術條件與工作現象
                2.1 斗提機技術參數
                 
                斗提機型號為HL300,高度為22m,雙鏈輪式;輸送化學石膏和磷酸生產廢棄物;輸送能力為12.8t/h,物料溫度為60一80°C,實際送料量為7t/h。
                 
                2.2 故障現象
                 
                (1)運行過程中有時會聽到鏈條擦殼的聲音,此時必須及時調緊鏈條,否則會出現脫鏈現象。
                 
                (2)設備完好運行時間一般為2周,更換質量較好的料斗后,時間一長,最終料斗還是會壞,鏈條拉斷。
                 
                (3)每次損壞都是在運行一段時間重新開車后不久造成的。
                 
                3 原因分析與假設
                該公司還有同一生產廠家提供的另外2臺斗提機,但并未出現上述問題。
                 
                在該斗提機前面有烘干、脫水和球磨等工藝過程,物料輸送穩定,且不存在結疤、卡死等現象,而且也未出現流道堵塞現象,所以超設計負荷假設不成立。
                 
                帶著上述問題結合生產實際情況,找出了問題所在。好的斗提機與容易壞的斗提機的主要不同點就是運行的溫度不同。容易壞的這臺殼體內外存在60°的溫度差,因此判斷出溫差產生的應力是造成斗提機損壞的根本原因,現在從下面的計算中加以驗證。
                 
                4.2 應力計算
                 
                (1)溫差導致鏈條比外殼多伸長△L,m
                 
                △L=L△ta=18.9mm,
                 
                伸長率ε=△L/L=8.6x10-4
                 
                (2)假設最初下鏈輪所受的力為。,則在生產中鏈條受到的應力為
                 
                σ=Eε=179MPa。
                 
                查表得鋼材的許用應力[σ]=170MPa,因為有σ≥[σ],所以在熱態下下滾輪不受力的情況下,斗提機再冷卻到室溫,鏈條所受到的拉應力就超過材料的許用應力。
                 
                以上計算只算鏈條的拉伸,而未計算斗提機殼體的壓縮,因為殼體的橫截面積比鏈條的橫截面積大得多,故將殼體視為剛體計算。
                 
                (3)單根鏈條所受的拉力
                 
                F二σA=45.5kN,
                 
                單根鏈條作用在料斗的面積
                 
                A1=δd=54mm2,在料斗上的最大擠壓應力
                 
                σjy=F/(A1x10-6)=84.2MPa。
                 
                擠壓應力σjy遠大于其許用擠壓應力[σjy]=2[σ]=340MPa,因此料斗會發生塑性變形,發生變形后鏈條松動,發生異響,保運人員就會及時收緊,幾個循環下來就導致料斗損壞,乃至整條鏈條斷裂。上面的計算是基于在熱態下預緊力為零計算的,而生產實際中操作維護人員通過鏈輪調節螺桿的預緊力會遠大于零;另外由于傳動輪張緊邊的力遠大于松弛邊的拉力,因此各部件實際所承受的應力遠大于上面計算的數據,料斗、鏈條拉壞就在所難免。究其根本原因是各部件存在溫度差引起伸長度不一樣,使設備內部各部件之間產生內應力,當內應力達到或超過材料所承受的極限時,就造成設備的損壞。通過以上分析說明溫差應力是造成料斗損壞、鏈條拉斷的根本原因。
                 
                5 對策措施
                5.1 短期對策
                 
                每次啟動前先檢查一下鏈條的張緊情況,保證鏈條處于合理的張緊程度,在投料過程中再適度調緊鏈條;生產結束后將鏈條調松到初始狀態。采用這種方法一直未出現斗提機故障,但這種方法較為麻煩,而且還必須依賴操作工人的責任心。
                 
                5.2 長期解決方案
                 
                將原來下部調節鏈輪的螺桿拉緊裝置更改為重力張緊裝置,使鏈條拉緊力恒定在穩定的范圍,不再出現冷緊熱松的現象,徹底消除了設備隱患。通過結構上的改進徹底消除了溫差應力的影響,使鏈條料斗拉應力不超過材料的許用范圍,該設備經改進后從未發生過故障。
                 
                6 結語
                通過斗提機損壞原因分析,提出了溫差應力是造成斗提機損壞的根本原因的假設,通過公式驗算證明假設正確;提出解決方案,在實際生產中加以改進,使設備故障率大大降低,取得了良好的經濟效益。
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