| 标题 | 5.5米推焦车推焦杆震动分析与解决方法 |
| 范文 | 荣刚 摘 要：主要介绍推焦杆在焦炉开工初期推焦过程中和更换新推焦滑靴后产生振动的原因分析，消除推焦杆振动的措施方法及效果。 关键词：推焦杆滑靴；推焦杆震动；焊接固定；效果 0 引言 每一座新建焦炉投产和检修更换推焦杆滑靴后，推焦杆在推焦和退出炭化室的过程中会产生严重的震动现象。据了解新焦炉投产后的前三个月内和更换滑靴后的1个月内推焦杆都不同程度的存在这个问题。经分析推焦杆的受力和运动情况，确定推焦杆震动的原因是炭化室底部和滑靴摩擦力增大使滑靴与推焦杆不等速、不平行运动所造成的。因此我们采取了加固焊接固定滑靴的方法使推焦杆在推焦过程中不再震动。方案实施后效果十分理想，推焦杆的震动问题彻底消除。 1 现状 推焦杆的作用是将成熟的焦饼从炭化室内推至熄焦车中；滑靴的作用是支撑推焦杆，受推焦杆的拖动力在炭化室底滑行，使推焦杆保持平行运动。 推焦杆在推焦和退出炭化室的过程中产生严重的震动现象，推焦时人站在焦炉炉顶就能感受到焦炉抖动。造成焦炉砌体松动，严重时会使焦炉砌体串漏；推焦杆的震动也引起了推焦机械设备传动机构精度降低，连接螺栓松动构件开焊等故障，因此推焦杆的震动危害及其严重。对焦炉的正常生产带来严重影响。 推焦杆滑靴的结构设计，我国一直采用上世纪五十年代国外的基本结构，国内曾有专业工程技术人员进行攻关研究，进行了一些改进，但是推焦杆的震动问题始终未能彻底解决。 （一）原因分析 推焦杆滑靴在炭化室内的运动，在想象中认为是与推焦杆等速、平行运动。但是经过分析和现场观测证明，是由于滑靴体的结构原因，滑靴在炭化室内的运动与推焦杆并不等速、平行。滑靴受推焦杆的正压力N （垂直力），与炭化室底产生摩擦力f，同时受推焦杆的拖动力F（水平力），滑靴在这三个作用力下滑动。由于炭化室底砌体的表面凹凸不平，因此摩擦力f一直在变化，正压力N随着推焦杆的移动而变化；当摩擦力f大于拖动力F时，就形成了滑靴瞬间减速运动，因此摩擦系数随之增大（根据物理学，动摩擦系数小于静摩擦系数，动摩擦系数与相对运动速度有关），所以阻力增加，但是这时推焦杆还在匀速运动，拖动力F逐渐增大。 由于滑靴与推焦杆的铰接点距滑靴底摩擦面有垂直距离h，推焦杆的水平拖动力F作用在铰接点上，反作用力F"在摩擦面上，水平拖动力F平移到摩擦面与反作用力F"共线后，力F分解为力F1和力F2，就产生了扭矩m。 滑靴运动时由于扭矩m的存在，使滑靴后端就向上翻动，所以滑靴与推焦杆形成微量相对位变，位变的轨迹是，以滑靴运动方向的前端0为圆心，以滑靴与推焦杆的铰接点为折点，滑靴的后端微量抬起离开炭化室底，滑靴底平面与推焦杆中心线形成夹角。 滑靴后端微量离开炭化室底后，摩擦面减小，但是摩擦力的最大值没变，因为在物理学中摩擦力公式：f=μkN。式中μk为滑动摩擦系数， N为两个物体之间的正压力，从公式看来，滑动摩擦力对于两个给定的表面，和接触表面面积无关。 当拖动力F逐渐增大到足以克服摩擦力f时，滑靴开始加速向前运动，滑靴加速向前运动的同时因受推焦杆正压力N的作用，滑靴微量离开炭化室底的部位就下落拍击炭化室底，造成推焦杆上下跳动（震动）。由此得出推焦杆震动的原因结论是，滑靴铰链连接产生扭矩所致。 滑靴体设计成与推焦杆铰链连接，本来是想让滑靴与炭化室底有更好的接触，弥补炭化室底凹凸不平的缺陷，但实际上由于铰接点与摩擦面有h距离（反作用力和水平拖动力不在一个平面），滑靴产生了扭矩，使滑靴与炭化室底形成线接触，反到对炭化室底造成刮划，加快了炭化室底砌体的磨损，对炉体不宜。 （二）采取措施 根据以上推焦杆震动原因的分析，只要取消滑靴与推焦杆的铰链连接，保证滑靴与推焦杆等速、平行运动，就能消除推焦杆的震动。河北中煤旭阳2010年新投产的两座焦炉，针对推焦杆震动问题，采取了加筋板焊接固定滑靴支撑体方法，使滑靴与推焦杆成为刚体结构，取消了滑靴与推焦杆的铰链连接，滑靴在运动中始终与推焦杆保持等速、平行运动。 加筋板焊接固定滑靴的技术要求： （1）加筋板焊接固定滑靴前，滑靴底与炭化室底标高距离调整在15～20毫米为宜，滑靴太低影响滑靴顺利进入炭化室严重时会造成事故，太高会增加推焦杆的弹性变形量。 （2）加筋板焊接固定滑靴后，滑靴底面必须与推焦杆中心线平行，滑靴全长内误差小于1毫米。 （3）滑靴的磨板制成可调式，磨损到一定程度后用垫板调整磨板高度。 （4）推焦杆严重的震动周期过后（新焦炉投产后的前三个月内和更换滑靴后的1个月）由于滑靴与炭化室摩擦力减小，也可将滑靴固定点分开，能够保证设备正常运行推焦杆不再震动。 2 效果 河北中煤旭阳改造的两台推焦车滑靴经过使用，效果十分理想，彻底消除了推焦杆的震动问题，推焦过程运动平稳，由于滑靴能够始终保持平行运动，减小了对炭化室底的刮划，自2010年3月改造后使用至今，经观测此种处理方法可以解决推焦杆震动，对炭化室底的磨损明显减少，对焦炉砌体震动完全解决。 3 改进建议 今后在设计和制造推焦装置时，滑靴与推焦杆取消铰链连接，直接将滑靴和推焦杆做成刚体连接结构，这样就能消除推焦杆的震动，减轻碳化室底的磨损和炉体震动。 参考文献： [1]苏宜春.炼焦工艺学[M].北京：冶金工业出版社，2003. [2]杨双新.捣固焦炉技术[J].山西化工，2005（3）. |
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