斗式提升搅拌机卷扬钢丝绳的维护及选用
仪器信息网 · 2009-08-02 21:40 · 33456 次点击
斗式提升搅拌机的机械故障多见于卷扬提升系统,而由于该系统钢丝绳的损伤或拉断,引起的事故也时有发生。为了确保钢丝绳安全运行,更好的掌握钢丝绳的损伤规律及预防方法,针对此类设备的结构,现分析出造成钢丝绳损坏的如下几种原因:
(1)钢丝绳在第一次安装时钢丝绳的扭转或弯曲,钢丝绳在卷筒上排列不均或在第一次爬绳时没有采取措施。
(2)钢丝绳末端固定时措施不当;钢丝绳与楔连接处,主受力绳方向不正确;用压板连接处绳头太短,且没有捆扎,螺栓件太紧或太松等;用螺旋扣连接处,螺旋扣数量少、间距不合理或选型与钢丝绳不匹配。
(3)改向滑轮、排绳装置等由于日常维护、润滑不及时,而引起卡滞。
(4)润滑油选型不对或日常润滑不当。
(5)改向滑轮槽底部槽径、包角和槽壁等磨损量接近或超过规定要求时,将会引起钢丝绳的相应的弯曲应力和挤压力的增大。
(6)滑轮或卷扬滚筒的位置不当,引起钢丝绳绕进或绕出滑轮和滚筒时偏角增大,也就是钢丝绳中心线和垂直于滑轮或滚筒轴心的平面夹大于4度。
(7)滑轮或卷扬滚筒制造缺陷,如裂纹、气孔、夹砂及表面粗造度过大等。
(8)滑轮或卷扬滚筒材料性能达不到规定的使用要求,也会导至钢丝绳的受力过大,使其挤压应力过大。
(9)滑轮装置上没有设置防跳绳装置或防跳绳装置与滑轮之间的间隙过大,超过钢丝绳直径的20%或防绳装置刚度不能满足使用要求,而使钢丝绳跳绳,引起钢丝绳的损伤。
卷扬钢丝绳的损坏除以上所述外部原因外,还有引起其损坏的钢丝绳自身内部的因素。
钢丝绳的损坏,首先发生在钢丝绳的外侧钢丝。当外侧钢丝绕过滑轮或滚筒时,在强大的拉应力作用下反复弯曲和挤压,而引起金属疲劳,当达到极限时钢丝绳就会断裂、绳股松散,从而引起承载力下降。拉断的初始点往往在挤压的位置或锈痕、裂口处。由于钢丝绳在工作时不可避免的存在频繁启动、制动,而产生振动应力,这将使的钢丝绳的破坏加剧。
钢丝绳的捻绕次数少,僵性大,绕性差,易松散;反之,捻绕次数多,外层纲丝就较细,易磨损断裂,不耐用。双绕绳绕性好,制造简单,成本低;交互捻绳的绳股与绳的扭转趋势能起到一定的抵消作用,工作时不易松散,但僵性较大,使用寿命较低。目前建筑机械多采用线接触型钢丝绳,因它的钢丝间隙接触应力小,磨损小,寿命长,且填充率高绕性较好,承载能力大。并消除了点接触的二次弯曲应力,能降低工作时总的弯曲应力,耐疲劳性能好。结构紧密,金属断面利用系数高,使用寿命长,比普通钢丝绳寿命的确良1-2倍。但钢丝绳的强度过大,僵性越大绕性越差。另一种异型股绳,由于在滚筒上的支撑点多,耐磨性高,不易产生断丝,结构密度大,在相同绳径和强度条件下,总破断力较大。使用寿命比普通圆股钢丝绳约高3倍,正在被逐渐广泛应用。
选用钢丝绳时,除考虑纲丝绳的结构形式和性能外,还为防止钢丝绳相互间摩擦力及挤压力,产生乱绳现象。绳径应采用小于绳槽节距和绳槽直径的钢丝绳,以增加钢丝绳与卷筒间的接触面积,减少相邻钢丝绳的摩擦力,从而提高钢丝绳的寿命。
在相同直径下,钢丝绳股数目越多直径则越细,单根钢丝就越细这种钢丝绳的绕性好,可很好的克服钢丝绳多次进出滚筒时受到的反向弯折力,穿绳也容易。而较粗的外股,其钢丝也较粗,则能更好的抵抗摩损、机械损伤、腐蚀及挤压力。因而,只有将两者优点很好的结合,才能真正高性能的优质钢丝绳。
钢丝绳在选用中所要确定的最大破断力和最小直径,可通过如下公式计算。
沥青拌和楼除了主楼、存仓、粉料供给、沥青供给、骨料供给、控制系统、除尘系统七大系统,还有不少系统附属的构件,一旦其中一个构件出现问题整个沥青拌和楼就有可能出现瘫痪状态。如此众多的系统及构件,需要每班配备一定素质的各种人员进行维护,以保证拌和楼的正常运转。我们在尝试过几个班组的人员组合后,对每个班配套的人员进行了优化,从而达到既能有效维护生产同时又能控制机组人员结构过于臃肿的目的。
其优化后人员结构大致如下(两班制):
站长:负责总体协调拌和楼和外部门的各种关系,包括向上一级进行工作汇报和总结;
班长:需要有一定的英文读写能力,具有一定的自动化控制知识和协调能力,熟练操作设备;
操作手:懂得基本的机械原理,具备基本的电气焊接修理技能,熟练拌和设备的操作;
电工:具有发电机操作上岗证,掌握强电和电力拖动控制原理;
配合工:有一定的基本机械常识、了解拌和楼的工作流程、配合设备管理,有较高的工作责任心和积极性;
4、生产技术管理
沥青拌和楼控制系统,一般由工作服务器作为终端工控机和PLC来完成,自动化程度高,在生产过程中,机手应严格按照操作说明书来操作机器,禁止无牌无证上岗,非法启动与停止服务器工作。
在生产前,当班机组人员应当仔细检查各部位轴承的润滑情况,油路是否泄漏,各保护开关及手动阀门是否打在正确位置,沥青泵加温是否足够,各系统参数是否在允许范围。,做好安全准备后,才能全机启动,进行机器预热。
为了节约成本,一般都采用重油做为能源材料燃烧对骨料进行加热,,但由于重油油品本身不具备常温点燃的特性,在预热机器前必须用柴油来助燃,等到火焰稳定后再转化为加热的重油,为了获得较好的流动性和闪点,重油一般加热到100~120℃。
冷机预热过程一般需要10~15min,等到布袋除尘箱尾气温度达到90℃时,布袋内积存的湿气蒸发后才可上冷骨料,切不可操之过急,如布袋内尚存湿气时加热冷骨料,则布袋内水气与粉尘粘附在一起就会堵塞布袋空气气隙,影响除尘效果。在这段时间里,可以进行服务器与工控机的联机工作,观察服务器与工控机的联接情况,是否正常,为生产作好前期准备。
当服务器设定好各项参数和生产任务后,在PLC和工控机的协调控制下,沥青拌和楼的生产是一个自动化的流水线作业过程,从冷骨料到热料再到沥青混合料的生产,能够不断完成各项设定任务,直到设定任务结束。在这个过程中,必须注意观察
(a)各电机电流的变化;
(b)骨料温度是否在允许偏差范围内;
(c)冷热料仓的供给是否平衡;
(d)粉料沥青是否供给顺利;
(e)机械各部分是否正常运转,有无异常声响;
(f)接料车是否按要求排队接料。
一旦发现有异常情况必须立即停止生产任务,等故障排除后方可继续生产。
5、成本控制管理
运输车辆在接装混合料的过程中容易产生混合料倾泄浪费.一吨沥青混合料的加工成本一般都在四五百元。浪费得越多,工程的成本造价也就越高了.如果一天有10t混合料的浪费,工程工期为60天,就有可能产生600t沥青混合料的浪费,直接经济损失达到30多万元,所以沥青拌和楼成本控制首先要厄制混合料不必要的浪费现象,可以设立一个专门车辆指挥人员。
在工程项目施工中,需要一笔资金不少的能源材料,对沥青骨料进行加热,对于这笔能源材料进行合理、有效控制,更能体现成本节约价值。
沥青拌和楼自动控制燃烧系统,发展至今已形成系列化机型,如轻柴油型,重油型,煤粉型及气机、油气两用机等机型。在我们国内,天然气、煤还不是十分充足,筑路行业由于其工况及使用场地的特殊因素,一直偏重于使用燃油类燃烧机。近年来,随着轻柴油价格不断攀升的市场因素,轻柴油作为传统的骨料加热能源材料,慢慢地被价格较为低廉的重油取代,不少沥青拌和楼商家和使用单位,为了提高自身的竞争力以及达到成本节约的目的,纷纷对燃烧系统进行改造和优化,以适应重油的燃烧。
可以预算一台良好的燃烧机,燃烧加热骨料到180℃,需要约为8l/t,要达到相同的燃烧值,而重油约为9~10l/t,如生产20万吨骨料,柴油以4.26元/l,耗资为681.6万元,而重油以3元/l,耗资为540~600万元,使用重油的工程就可以节约成本81.6~141.6万元,所以在保证设备稳定运行的情况下合理选用燃油,能使综合效益增加,且将生产成本降至最低的功效。
沥青拌和楼在批量生产混合料前,拌锅温度低,生产的第一锅混合料往往由于温度较低而浪费或从热料仓中排出几吨到十几吨的热骨料才正式投产,这种错误的操作与浪费也是成本控制的大忌。我们在预知了这种情况后,可以先适当提高热骨料的温度,进行手动搅拌控制,缓慢地进行冷料供给,等到生产3~4锅,拌锅的温度和热料仓温度升起来后,就可以进行批量生产了,这样就杜绝了原材料的无辜浪费。此外,对生产配合比进行优化,各称量系统的准确度都涉及到成本控制。
6、生产资料归档管理
沥青拌和楼是一组集机械与电器融为一体的设备,有关的部件技术性能参数也比较多,我们在很多时候都需要利用这些参数资料对设备进行保养、维修。在平时的生产中应注意作好所有相关资料的收集、登记、整理工作及各部位重要元器件的型号关系和部件机构,以便日后存查,在电脑中做好程序的备份及电脑系统的备份。开工时,对每天的开工机械生产、维修状况进行登记入册。
7、结语
本文是笔者多年对大型沥青拌和楼使用实践后的小结,对各位同行仅作参考之用,如有错误或不妥之处请指正。
钢丝绳的最大破断拉力可根据公式:
F≥P*N/Q
其中:F—钢丝绳标准中破断力的总和;P—工作时所承受的最大力;N—安全系数;Q—钢丝绳破断拉力的换算系数。
钢丝绳的最小直径可由钢丝绳最大工作静拉力确定;
D=1/2*S1/2
其中:D—钢丝绳最小直径,mm;N—安全系数;K—捻制折系数;W—钢丝绳充满系数;δt—钢丝绳的公称抗拉强度,MPa;S—最大工作静拉力。
设备在长期的使用过程中,随时推移钢丝绳各向性能发生变化,而使用性能也会逐渐变差、降低。以致影响到整台设备的正常使用。通过掌握钢丝绳变化规律,随时组织技术保养,可及时地排除故障,延长其使用寿命,提高设备生产率,降低故障率、运行成本等。