第二章 回转窑的结构(烧成机械25-50)

第二章 回转窑的结构(烧成机械25-50)

  爱问共享资料第二章 回转窑的结构(烧成机械25-50)文档免费下载，数万用户每天上传大量最新资料，数量累计超一个亿 ，null第二章回转窑的结构§1筒体第二章回转窑的结构§1筒体筒体是回转窑的主体是最重要最基本的组成部分把生料转化为熟料是在筒体内高温下进行的所以窑体是高温煅烧兼输送的设备生产实践表明回转窑运转率高低运转周期长短主要决定于耐火砖也称窑衬寿命而窑衬寿命除取决于耐火砖及其镶砌质量原料性能挂好保护好窑皮外还与筒体的弯曲变形和径向变形犄别是径向变形有直接的关系另外就回转窑发生的轮带断裂托轮断轴传动装置运动不平稳以及电机过负荷等故障来看也主要是由于筒体不直所引起因比在设计制造安装操作和维护各过程中保证筒体直线性的公差和减少径向变形是非常重...

  null第二章回转窑的结构§1筒体第二章回转窑的结构§1筒体筒体是回转窑的主体是最重要最基本的组成部分把生料转化为熟料是在筒体内高温下进行的所以窑体是高温煅烧兼输送的设备生产实践表明回转窑运转率高低运转周期长短主要决定于耐火砖也称窑衬寿命而窑衬寿命除取决于耐火砖及其镶砌质量原料性能挂好保护好窑皮外还与筒体的弯曲变形和径向变形犄别是径向变形有直接的关系另外就回转窑发生的轮带断裂托轮断轴传动装置运动不平稳以及电机过负荷等故障来看也主要是由于筒体不直所引起因比在设计制造安装操作和维护各过程中保证筒体直线性的公差和减少径向变形是很重要的一筒体形状回转窑筒体的形状有直筒形热端扩大型冷端扩大型以及两端扩大哑铃型直筒型的优点制造安装运输方便有可能采用等直径轮带和托轮减少零件的备用量在筒体内部易镶嵌耐火砖且镶嵌的稳定性较大操作时易控制筒体的直线性缺点窑的单位产品指标稍差扩大热端有利于提高产量扩大冷端有利于降低料耗和热耗提高窑的热效率当窑的直径较小时扩大热端有利于减少结圈当窑径较大时扩大冷端则有利于降低风速和缩短窑长哑铃型兼有二者之长后三种窑型的工艺性能好但机械性能不如直筒型窑用得最多的是直筒型窑nullnull二筒体的材质与厚度回转窑的筒体一般式用不同厚度的A3钢板先卷成一段段的圆筒段节然后再把各段连接成长圆筒钢板的厚度取决于窑的规格和钢板材质需通过计算确定一般会用1820252832毫米等几种规格为增强筒体刚性减少径向变形在支承轮带处窑头一段等受力较大的部位用较厚的钢板甚至有达4050606575毫米厚的在支承轮带处筒体除用厚钢板外还在圆周上加装有数十块均布的垫板这样能使筒体受力更为均匀防筒体被轮带磨损同时也为筒体提供了较好的散热条件三筒体的热变形及其影响因素一筒体的热膨胀尽管在筒体内衬以很厚的耐火砖在工作时筒体内腔由于受到高温热气流的作用筒体的温度仍较冷窑时高很多烧成带筒体高达300400℃温度向窑的两端逐渐降低在出料端达200℃左右加料端则因窑型而异湿法窑约为3040℃因此运转中窑筒体的长度和直径要比冷窑时有所伸长和扩大由于安装在筒体外周轮带的温度低其径向热膨胀远较筒体的小因此轮带与筒体之间在安装时一定要预留间隙由于筒体的轴向热膨胀轮带和托轮以及大小齿轮的相对位置都要改变关于这一些状况在安装和使用时都要考虑到在工作状态下应保持各挡轮带都位于其相应各托轮宽度的中间位置当冷窑时轮带在托轮上的位置要向着它们边缘稍微移动在安装之前应仔细地检查各部分尺寸并预留出由热膨胀而产生的移动量null筒体沿轴线方向因热膨胀而产生的移动量是这样考虑的夹在挡轮间的轮带因受挡轮的限制其轴向移动量不大故把该挡轮的位置作为中立断面即该处筒体不移动当筒体工作受热时在中立断面左右方面的轮带各向其左右方向挪动其移动数值计算如下l由中立面至所要计算的哪一挡的筒体长度毫米t平均在所计算的这段筒体上的平均温度t环境窑所在的环境和温度α线二筒体的热歪曲筒体因受热不均匀而发生弯曲一般多发生在点窑时没有定期转窑因某一些原因而突然停窑如传动机械的损坏或停止供电等此时下面筒体由于受到热熟料作用温度上升而上面筒体则由于散热及空气流的冷却作用温废降

  低因而筒体的下部较上部伸长很多致使筒体发生弯曲如果在一个厂房内有两台窑共中一台窑不工作时一面是正在运转中的窑受到该窑的热作用而另一面受到冷气流的冷却作用则筒体就要向着操作窑方面弯曲困此停窑后应接操作规程周期性地进行转窑转到简体冷却时为止毫米null三筒体的局部热变形筒体的局部热变形是指简休个别处的凹陷或凸起当耐火砖局部损坏时该处的筒体便发热的很厉害温度可高达700800℃在夜晚可看见金属变成紫红色或红色在发热地方形成凸包或凹陷用所谓热补方法填补窑衬时筒体也要变形热补法就是当窑内有局部耐火砖脱落时停窑2030分钟使没有耐火砖的那一部分筒体停留在下面的位置填塞一些预先剧烈加热过的被煅烧物料凝固后而形成硬壳这种硬壳在窑继续转动时也不会脱落部分的起着耐火砖的作用热补对筒体是很有害的应禁止使用四筒体弯曲除上述筒体由于受热不均匀发生弯曲外由于制造安装的误差托轮调整不当以及窑基础墩不均匀下沉等也能使筒体弯曲超过允许值使筒体失去直线性若筒体弯曲发生在端部将使筒体端部发生跳动从而可能会引起密封装置的破坏若发生在中间某一跨内由于轮带与托轮承受荷载均匀性的破坏致使承受过荷载的轮带与托轮及托轮轴与轴瓦迅速磨损若发生在安装大齿圈的跨内则使大小齿轮啮合不均匀引起振动除加速传动机械的过早损坏外更严重的会引起耐火砖脱落而经常停窑在弯曲筒体内部的火砖砌体每一块都要受到拉压应力的反复作用易使火砖脱落null因此操作窑时控制筒体的直线性是很重要的一般来说要求每年对筒体中心线检查一次筒体中心线的测量方法有挂钢丝法灯光法经纬仪法压铅丝和激光法等目前工厂中使用效果较好的是激光法经纬仪法和压铅丝法五加固圈加固圈是用来增强筒体刚度减少筒体的径向变形提高筒体的稳定性加固圈的形状有矩形见图1-16工字形见图1-18在和丁宇形三种加固圈的安设位置有的在整个窑的纵向长度上均布有的只在轮带两侧安装12个有的在轮带两侧装设大断面的加固圈而在别的部位装设较小断面的加固圈加固圈的安装方法有固装图1-16和活装图1-17图1-18两种对于固装加固圈窑体被加热后窑筒体与加固圈因有温度差两者径向热膨胀量不一样加固圈妨碍了筒体的径向膨胀所以在加固圈处的窑筒体易产生缩颈和裂缝现象尤其在烧成带温度比较高气温变化较大或受高负荷等部位更易产生对于活装加固圈虽然窑筒体与加固圈之间留有一定的间隙但因窑筒体上的气温变化较大各段温度不同达个问隙很难配准若间隙留得过大就起不到加固筒体的作用null用筒体变形仪测定分析表明筒体的径向变形主要是因轮带所产生的径向变形传递给筒体的就发生变形和变形传递规律来看加固圈只有安装在轮带附近时才会起到加固筒体的作用然而加固圈的刚性比轮带的刚性要小得多所能起到的加固筒体作用是很微小的因此我国新设计的回转窑不再采用加固圈六筒体上的开孔当筒体很长时为便于更换耐火砖及链条等在筒体上可开设人孔一般常开在出链条带及烧成带前但是开设人孔后虽然给检修带来很大方便却削弱了筒体的强庋在筒体上还开设一些取样孔以便取样捡查分折§2支承装置§2支承装置支承装置是回转窑的重要组成部分它承受着回转部分的全部重量对筒休起着轴向和径向定位的作用使筒体能够安全平稳地运转因此支承装置的正确性与可靠性是回转窑长期

  安全运转的童要保证支承装置由轮带托轮组和挡轮组等部分组戍一轮带轮带支承回转窑筒体承受全部回转质量加强筒体的刚性一轮带和托轮的材料选择轮带在托轮上滚动肘其工作表面面逐渐磨损如果使托轮轴线安装成平行于窑筒体中心线则轮带与托轮在整个宽度上的磨损是均匀的此时接触面保持圆柱形当托轮轴线对窑筒体中心线发生歪斜时轮带与托轮表面的磨损就不均匀长期运转后致变成畸形就会使窑筒体在运转时失去稳定性这就需要修理或更换轮带与托轮更换轮带将要切割筒体比更换托轮困难得多不仅维修费用高而且影晌生产而托轮受滚压次数为轮带的34倍如果托轮材质太软造成托轮表面的早期破坏如表面磨成沟槽麻面鳞状损伤等又必然损伤轮带的工作表面因此在优先保证轮带经久耐用的前提下应尽量提高两者的耐磨性能延长双方常规使用的寿命从这点出发采用45号铸钢轮带和55号铸钢托轮是较为贴切的轮带和托轮也可采用低合金钢但要使轮带材料的硬度高于托轮的硬度要求轮带的宽度稍窄于托轮宽度当停止生产窑体逐渐冷却而自然收缩时仍能保证轮带与托轮必要的接触宽度同时也能避免轮带表面磨出沟槽null二轮带的断面型式现代回转窑采用的轮带有箱形和实心矩形两种断面型式图1-19实心矩形断面轮带具有制造简单温度应力较小的优点但利用材料不合理刚度小散热条件差箱形断面轮带材料利用是合理的刚度大运转时散热条件好但制造较复杂刚度受外界的力的作用的材料构件或结构抵抗变形的能力机械零件和构件抵抗变形的能力在弹性范围内刚度是零件载荷与位移成正比的比例系数即引起单位位移所需的力它的倒数称为柔度即单位力引起的位移刚度可分为静刚度和动刚度静载荷下抵抗变形的能力称为静刚度动载荷下抵抗变形的能力称为动刚度即引起单位振幅所需的动态力null三轮带的安装方法轮带的安装的步骤有固装和活装两大类固装就是将轮带用铆钉联接于筒体上常用于小型窑窑尾的一二挡上活装就是将轮带松套在筒体上轮带与筒体间留有适当的间隙轮带套装于筒体使两侧有挡圈固定防止轮带运转时受轴向力的作用而移动活装法又有若干种形式下面介绍其中几种形式如图1-20所示在轮带与筒体的下面衬以垫板垫板的一端与筒体焊接另一端是自由的交替焊接在轮带两侧的筒体垫板上有挡圈把它焊在自由端的垫板上挡圈是用来防止轮带沿着筒体轴线方向的移动要求挡圈所承受轮带的轴向推力是均匀分布的否则挡圈将会扭曲变形此种结构由于垫扳的一端是自由的能够允许筒体自由膨胀不给筒体增加附加应力我国设计的φ35×145米湿法回转窑就采用了这种结构null如图1-21所示垫扳两侧与筒体焊接挡块交替排列分布在轮带两侧其三面焊在垫板上因垫板与筒体全部焊死了不利于筒体的自由膨胀往往会开焊出现故障所以不如上述的结构及形式好上述两种形式都是把垫扳焊在窑筒体上垫板磨损后不易更换另外在其焊缝附近有时易产生裂纹不好修理为客服这一缺点采用便于更换的活垫板图1-22垫板活插在位于轮带两侧挡块的插口内铲平挡块的焊缝即可方便地更换垫板轮带活装在筒体上时因轮带内径稍大于垫板外径筒体沿轮带有少许滑动安装垫板则保护筒体不受磨损加强了该处筒体的刚度筒体和轮带之间的间隙降低了筒体对轮带的热作用可使轮带内外表面的愠度差减小因而可减小轮带的温度应力null窑在点火以后和正常运作时筒体和轮带在径向

  上都要因热膨胀而扩大各挡轮带和筒体的径向增量是不同的而以最靠近烧成带处的增量最大在设计轮带时应该考虑到轮带和筒体径向膨长量的差值如过间隙留得过小则轮带将因筒体的热膨胀作用而产生应力如果间隙留得过大则筒体沿轮带的滑动增大磨损增大更不利的是易使筒体发生径向变形而引起内部火砖脱落当发现筒体与轮带间的径向间隙过大时应进行修理可用加厚垫片或更换垫板的方带活套在筒体上虽然目前已广泛地来用但由于这种活套结构的预留间隙很难掌握准确因而易产生上述的不良后果因此近年来有的回转窑采用了齿槽形固定方式如图1-23所示轮带内缘上的齿嵌入筒体垫板的齿槽内径向预留问隙周向靠斜铁挤紧能够允许筒体自由膨胀克服了筒体垫板和轮带间周向滑动的缺点如果轮带刚性足够从理论上说筒体不会产生径向变形但是此种结构给制造安装带来更高的技术方面的要求null二托轮组托轮组由托轮托轮轴及轴承所组成null要求每对托轮安装成窑中心在窑筒体断面中心线的对称位置且其距离等于托轮与轮带半径之和图1-25此时通过托轮中心和筒体断面中心连线°托轮这样安装时能够保证筒体稳定性而不致向两侧移动也不会被托轮挤紧并要求每个托轮轴都与窑中心线成平行以保证托轮与轮带表面均匀接触轮带与托轮直径之比一般为34托轮宽度稍宽于轮带是保证回转窑在运转中轮带始终与托轮全方面接触停窑时任一轮带在托轮上的接触宽度不小于轮带宽度的75以免过载轮带与托轮中心的最大偏移量△l发生在靠窑头第一档支承上轮带与托轮的偏移B-b≥50毫米并且当△l≥b425时可用下式求托轮宽度即null托轮与轴的装配多用热装法将他们牢固地联结在一起托轮轴承一般是滑动轴承图1-24瓦衬镶在球面瓦上运转中能自动调心油勺带油润滑球面瓦通水冷却轴端设有止推盘或轴肩设有止推环用以承受轴向推力轴承固定在底座上其上设有调整托轮用的顶丝近年来有一些水泥厂将托轮滑动轴承改为滚动轴承主要优点是传动效率高维护简便托轮滚动轴承的具体结构及形式也有若干种但归纳起来可分为转轴式和心轴式两种图1-27所示为转轴式托轮滚动轴承结构中的一种左右轴承座分设相应地径向和止推轴承均需采用调心式球面轴承为保证转动灵活两轴承的球面中心必须重合为此在两轴承间设有轴向定距环6null图1-28所示为心轴式托轮滚动轴承其结构比上述转轴式紧凑但装卸轴承不方便轴承的密封采用双向J形无骨架橡胶密封圈在安装检修过程中不得在轴承上搭接电焊地线以免电流在轴承的滚道与滚动体间通过造成损害null上述的托轮滑动轴承支承和托轮滚动轴承支承都是刚性支承从原理上说托轮轴与冷窑轴线是保持平行的但是由于回转窑运转中筒体产生弯曲时窑每转一圈活装轮带的倾斜度相对于托轮发生明显的变化在这样的一种情况下就不可能保证轮带与托轮之间的均匀接触如图1-29a所示轮带与托轮表面上的压力在局部区域大为增加造成了表面磨损不均匀和变形null为克服托轮刚性支承的缺点近年来出现了自调支承方式图1-29b为液压自调支承它是把每个托轮轴承装在一个底座上底座在窑底下一端是铰接的而靠外面的自由端则支承在一个液压油缸液压自调支承可配一套遥控装置在中央控制室通过油压位移变化监视窑的运转和负荷情况根捃需要增减油压以升降各个托轮可以矫正任何负荷的变动达种调

  整方法可以完全自动地保证冷窑和热窑在各挡支承装置的中心在一条预定的直线c为机械自调支承托轮同样支承在铰接的底座上而其其平衡则由一个摇摆架来实现架上两端支点采用刀口中央采用摇摆式支点这就保证了托轮轴承座负荷的平衡从而自动适应了轮带歪斜的变化这种机械自调支承只能自动调整托轮的歪斜不能自动调整托轮的高度如遇地基下沉需要调整时可在运转中暂时把液压千斤顶放入摇摆架下稍微顶起摇摆架严塞入适当厚度的垫片然后再撤去千斤顶若需要在中央拄制室监视和遥控负荷情况可将机械式改为机械-液压式方法是在摇摆架下安装两两连通的油缸来负担自调的最大的作用而摇摆架则被保留作为油压系纨出故障时的备用自调装置托轮自调式支承不仅在维护和运转上优越于刚性支承而且由干轮带和托轮毋需考虑局部过载因而能做到更经济合理null三挡轮组回转窑操作时的一个很重要机械特性就是使窑体沿其轴线方向作有规律的往复移动这样做才能够避免轮带和托轮的表面以及大小齿轮轮齿磨成沟槽保证窑体运动平稳也可避免损坏挡轮装置如果窑体窜动量过大轮带就会离开托轮大小齿轮的轮齿会离开啮合范围密封装置也会遭到破坏为了控制窑体在托轮上的位置在靠近装有传动装置的窑墩上装有两个挡轮分布在该挡轮带的两侧当轮带压到挡轮止时挡轮便开始回转表明窑向有挡轮回转的这个方向上发生了过渡窜动当挡轮和轮带接触时由于轮带的旋转带动了挡轮的旋转要使轮带和挡轮的接触摩擦力最小保证轮带沿着挡轮接触面上滚动而没有滑动就要求两者有相同的圆周速度为此将挡轮和与其接触轮带的表面都做成倾斜的见图1-30null挡轮分为普通挡轮推力挡轮和液压挡轮一普通挡轮图1-31所示为普逋挡轮的结构大多数老窑上安装的挡轮都是这种普通挡轮它不是防止窑体上下窜动的止挡装置尽是起信号作用安装这种挡轮的窑使窑体上下往复窜动主要是靠歪斜托轮的方法null但歪斜托轮产生了许多不良后果如1轮带与托轮接触不良因为两个相依滚动的圆柱体只有当轴线完全平行时才可以获得整个宽度上的均匀接触托轮歪斜后必然出现有些部位比压增大有些部位则减轻甚至只有局部接触的现象生产中常见有些轮带和托轮接触宽度低达50或更小这就非常容易导致表面压溃剥伤点蚀等缺陷⒉滑动摩擦增大由于轴线的不相平行两个圆柱体就不再是纯滚动因而产生了滑动摩擦加速了零件的磨损增加了无效功率的消耗3表面润滑不良由于轮带与托轮表面产生的摩擦力平衡了窑体的下窜力窑体得以在斜面上自由回转而不下窜要使轮带与托轮表面产生足够的摩擦力这就限制了表面的充分自滑若要多加润滑剂必须把轴线歪斜得更大些否则摩擦系数小了窑体就要下滑但歪斜越大上两种后果就越严重4托轮调整频繁因为摩擦力与摩擦系数有关轮带和托轮表面的摩擦系数并不是固定不变的它不仅与零件本身的磨损程度有关而且还受天气等外界影响如尘土雨雪气温等此外由于窑内热工制度的变化都足以破坏原来力的平衡使窑体发生窜动囟此托轮调整是比较频繁的特别当轮带和托轮表面严重磨损后接触条件经常变化窑体窜动难以控制的情况下调整的机会更多这不仅加重操作工人的劳动强度而且容易影晌原来托轮安装的地方的正确性null二推力挡轮由于歪斜托轮后有上述许多不良后果因此出现了推力挡轮如图1-32所示推力挡轮形如蘑菇状尺寸较大用以承受窑体

  下滑力控制窑体上下窜动而不必歪斜托轮但是由于这种挡轮与轮带的接触位置是不变的往往在其接触表明产生台肩有必要进行切削和更换null三液压挡轮液压挡轮是随着窑的大型化而出现的一种新型挡轮装置我国自己设计制造的液压挡轮已成功地在φ35×145米回转窑上使用现将这种液压挡轮装置的动作原理和结构简介如下液压挡轮装置由挡轮油缸油站等三部分所组成其动作原理见图1-33null在窑体1启动的同时接通油泵电动机11和电磁换向阀6右边的电磁铁的电源使电动机带动高压油泵9从油箱10中将油吸出经过过滤器之后进入单向阀8再进人组合控制阀7调节油量及控制管理系统中的安全压力此时由于电磁换向阀的右边的电磁铁已经接通电源它将滑阀推向右边使组合控制阀与油缸5形成通路高压油经过电磁换向阀6流入油缸推动活塞使窑体和轮带2向上移动当挡轮座的挡块15移动到与限位开关相碰时使油泵电动机的电源和电磁换向阀右边电磁铁的电源切断此时油泵停止供油井接通电磁换向阀左边电磁铁的电源将滑块推向右边切断了油缸和组合控制阀的通路于是挡轮不再向上推动油缸内的油液也无法回入组合控制阀而与调节截止阀12构成通路囚而窑体在重力作用下就开始缓慢向下滑动并将油缸的油排出经调节截止阀流回油箱当窑体下滑使挡轮座的挡块15碰到限位开关14时油泵的电动机又接通电源重复挡轮推动窑体向上移动过程窑体向上的移动速度是用组合控制阀控创流出的油量来改变的窑体下滑的速度则是用调节截止阀控制的为避免限位开关13失灵在挡轮的上方设有保安装置3当轮带碰到保安装置上的限位开关时窑体会自动停止转动为避免限位开关14压失灵而使窑下滑过甚产生大齿轮碰罩壳的现象要在液压挡轮和下底座之间加挡铁以限制窑下滑的位置窑体向上移动的时间能用调整油量的办法调节在窑上采用多套挡轮和油缸装置回转窑第二三档支承装置处设有挡轮和油缸各一套nullnullφ35×145米回转窑的挡轮和油缸装置如图1-34所示形如蘑菇状的挡轮2内装有向心球面滚子轴承3及推力滚子轴承4并放置在轴与支座连成一体用铸钢制造的空心轴5上空心轴借两根导向轴1支持在左右两底座1210上在油缸装置的活塞杆或轮带的推动下挡轮及空心轴能在导向轴上灵活地往复运动进行往复运动的空心轴与固定的左右底座之间都有折迭式的密封装置11以防灰尘污染导向轴而加速导向轴及其铜套的磨损在挡轮与空心轴之间也装有密封装置防止外界尘粒进入滚动轴承内以延长轴承常规使用的寿命油缸装置是变液体压力能为机械能的能量转换装置从油站装置输来的高压油进人油缸尾部9的进油孔在油液压力的作用下缸内活塞8向前移动并通过活塞杆7及挡块6推动了挡轮装置使窑体向上窜动当挡轮装置上的挡块碰到上限位开关后油站装置停止供油窑体开始下滑挡轮将油缸内油液压回油箱承受高压的缸体用锻钢制成并经过正火处理在活塞与缸体之间采用了圆形的耐油橡皮密封圈为避免密封圈挤压到活塞和缸体之间的间隙中去在密封圈槽的一侧放置一个防护圈它是用聚四氟乙烯制成的油站装置是保证供给油箱装置具有很多压力和一定流量的油液并保证挡轮装置能实现所要求运动的装置它可分为送油系统和控制管理系统两部分窑设有液压挡轮时全部托轮与窑中心线是平行安装的它克服了普通挡轮与推力挡轮的缺点有利于设备的自动化

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