王雅娟 梁 軍

(洛陽礦山機(jī)械工程設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司，河南洛陽 471039)

輪帶的固定形式及墊板的選用

王雅娟 梁 軍

(洛陽礦山機(jī)械工程設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司，河南洛陽 471039)

通過對(duì)三種常用輪帶固定方式的介紹，提出活套式輪帶在國(guó)應(yīng)用最為廣泛。針對(duì)活套式輪帶對(duì)幾種典型的墊板結(jié)構(gòu)和止擋裝置進(jìn)行了分析比較。

輪帶；固定方式；墊板結(jié)構(gòu)；止擋裝置

輪帶的作用是把筒體及耐火磚、內(nèi)部裝置和物料等回轉(zhuǎn)部分全部重量傳遞給托輪，并使筒體能在托輪上平穩(wěn)地回轉(zhuǎn)，因而要具有足夠的強(qiáng)度和耐久性。同時(shí)，輪帶又是加固筒體徑向剛度的零件，要有足夠的剛度。因此輪帶在筒體上合適、堅(jiān)固的固定方式是保證回轉(zhuǎn)窯長(zhǎng)期、安全、穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)起著至關(guān)重要的作用。

1.輪帶固定方式

輪帶在筒體上的固定方式常見有三種：鉚接式輪帶、活套式輪帶和焊接式輪帶。

1.1 鉚接式

鉚接式輪帶是先將輪帶套在筒體上，下面楔入一定厚度的墊板,然后把擋環(huán)鉚接在筒體上,以防止輪帶在筒體上的軸向竄動(dòng),最后將輪帶和鋼環(huán)的邊緣焊接成一整體，見圖1。這種方式能充分發(fā)揮輪帶對(duì)筒體的加固

圖1 鉚接式輪帶

作用，但是兩側(cè)鉚接限制了筒體的軸向熱伸長(zhǎng)，使鉚釘松動(dòng)甚至剪斷。并且在輪帶和筒體墊板之間，沒有預(yù)留間隙，因而限制了筒體的徑向熱膨脹，筒體容易產(chǎn)生裂紋。這種結(jié)構(gòu)，一般采用箱型輪帶，其散熱條件不好，并且鉚接使筒體內(nèi)表面不平滑，影響耐火磚的鑲砌質(zhì)量。這種方式常在舊式窯上見到，現(xiàn)在已經(jīng)不采用。

1.2 活套式

活套式輪帶是輪帶不直接裝在筒體段節(jié)上，而裝在墊板上，使筒體與輪帶間形成自然通風(fēng)孔道，見圖2。這一方面加強(qiáng)了散熱，另一方面減少了由窯體對(duì)輪帶的熱傳導(dǎo)，使得輪帶內(nèi)、外邊緣的溫差較小。當(dāng)窯的熱工制度改變時(shí)，其溫差變化也不大，從而減小了輪帶的溫度應(yīng)力。當(dāng)窯運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，防止輪帶和筒體沿軸向產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)，而引起

圖2 活套式輪帶

的磨損，這時(shí)墊板起到保護(hù)筒體的作用。為了保證輪帶與筒體的設(shè)計(jì)間隙和它們互相良好的接觸，則輪帶的內(nèi)圓和墊板的外圓最好進(jìn)行機(jī)械加工。而輪帶兩側(cè)，以擋板或擋圈來限制輪帶沿筒體的軸向竄動(dòng)。在我國(guó)的回轉(zhuǎn)窯輪帶設(shè)計(jì)中，多采用這種結(jié)構(gòu)形式。

1.3 焊接式

焊接式輪帶是將整體鍛造或者鑄造的輪帶與筒體段節(jié)直接焊為一體，見圖3。

圖3 焊接式輪帶

這種結(jié)構(gòu)大大地提高了輪帶下筒體的剛度延長(zhǎng)了耐火磚壽命1.5倍以上，由于不需要周期地更換磨損的墊板和擋塊，同時(shí)提高了輪帶的壽命。但是對(duì)鑄造和鍛造水平嚴(yán)格要求，并且對(duì)高碳鑄鋼或鍛鋼輪帶與低碳鋼窯筒體鋼材的焊接質(zhì)量要求極高的可靠性。雖然焊接式輪帶具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、剛度較大的優(yōu)點(diǎn)，但是重量過大、制造困難、安裝和更換不便，尤其是散熱問題更難解決。這種輪帶在更換時(shí)必須長(zhǎng)時(shí)間停窯，將會(huì)造成巨大的損失，所以也沒有得到廣泛的推廣。

根據(jù)以上的比較分析，活套式輪帶結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，并且相關(guān)零部件的加工制造以及現(xiàn)場(chǎng)安裝方便。在目前的水泥窯上及其他形式窯上最為常用。因此，本文對(duì)活套式輪帶進(jìn)行展開研究。

2.幾種常用的墊板結(jié)構(gòu)和輪帶止擋裝置

當(dāng)窯運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，由于輪帶和筒體會(huì)產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)，而墊板作為中間磨損介質(zhì)就起到了保護(hù)筒體的作用。墊板厚度一般為20～50mm，均布在筒體的外表面，呈現(xiàn)出若干弧形截面的鋼板，不僅起到通風(fēng)散熱的作用，而且避免了由于輪帶與筒體的直接接觸而造成筒體外表面的加速磨損。在輪帶的兩側(cè)還設(shè)置有止擋裝置，其作用是防止輪帶的軸向位移，而起定位和限位的作用。一般止擋裝置都與墊板固定在一起，而與輪帶沒有直接的固定關(guān)系，并且保留一定間隙。因此，止擋裝置與墊板可視為一個(gè)組成部分。輪帶上的止擋裝置按照擋塊的類型，基本上可分為“擋圈”、“擋塊”、“楔塊”和“擋圈+擋塊”四種結(jié)構(gòu)形式。以下按照四種典型的結(jié)構(gòu)介紹。

2.1 擋圈結(jié)構(gòu)

該結(jié)構(gòu)墊板的一端與筒體焊接，另一端自由,見圖 4。輪帶位置調(diào)整好后，將擋圈交替與墊板焊接在一起，擋圈的焊接位置在

圖4 擋圈結(jié)構(gòu)

墊板的固定端。此結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，擋圈在安裝時(shí)能夠保證與輪帶均勻接觸，受力相同。該結(jié)構(gòu)適合載荷較小,筒體溫度較高的小型窯。

2.2 擋塊結(jié)構(gòu)

圖 5為單擋塊結(jié)構(gòu)，墊板兩端與筒體焊接，待輪帶位置確定后，將擋塊交替排列在輪帶兩側(cè)，其三面焊在墊板上。此結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但是在安裝時(shí)難以保正與輪帶均勻的接觸，每塊擋塊吃力不同，受力大的擋塊易壞。該結(jié)構(gòu)適合筒體載荷小，溫度低的小型窯。

圖5 單擋塊結(jié)構(gòu)

圖 6為大、小擋塊結(jié)構(gòu)，墊板為浮放墊板，即墊板與筒體不直接焊接。安裝時(shí)，將墊板四角點(diǎn)焊于筒體上，待輪帶位置調(diào)整完畢后，將大擋塊焊與筒體上，去掉墊板四角的點(diǎn)焊點(diǎn)。置于墊板和大擋塊之間小擋塊其作用是固定墊板，限制墊板的軸向和周向位移。此結(jié)構(gòu)由于墊板浮放在筒體上，不存在焊縫開裂的問題，筒體也不會(huì)產(chǎn)生附加應(yīng)

圖6 大、小擋塊結(jié)構(gòu)

1-筒體 2-大擋塊 3-墊板 4-輪帶 5-小擋塊

力。由于所用的擋塊雖與筒體焊接，因?yàn)楹附臃秶?，所以受筒體變形的影響很小，應(yīng)力集中也很小。這種結(jié)構(gòu)形式簡(jiǎn)單、牢固可靠，在目前的中、大型回轉(zhuǎn)窯中較為常見。

2.3 擋圈+擋塊結(jié)構(gòu)

該結(jié)構(gòu)是將擋圈和擋塊組合在一起使用。圖8的墊板也為浮放墊板,該結(jié)構(gòu)墊板四周先用焊在筒體上的下?lián)鯄K和側(cè)擋塊固定，待輪帶位置固定好后，將擋圈和擋塊焊與墊板上，而焊與下層擋塊上的壓塊，其作用是限制墊板徑向位移。此結(jié)構(gòu)雖然復(fù)雜，

但是浮放墊板允許筒體在軸向的熱伸長(zhǎng)，受熱后，不會(huì)使筒體產(chǎn)生附加的溫度應(yīng)力。而擋環(huán)與擋塊的結(jié)合使用，提高了抵制輪帶竄動(dòng)產(chǎn)生的軸向力。該結(jié)構(gòu)便于對(duì)墊板作調(diào)整和更換。這是一種很好的結(jié)構(gòu)形式，在目前大型回轉(zhuǎn)窯中使用較為廣泛。

④ 楔塊結(jié)構(gòu)

該結(jié)構(gòu)輪帶的內(nèi)圓面加工成與楔塊相同比例的斜面，在輪帶 4調(diào)整定位后，將楔塊從輪帶兩側(cè)楔入，然后將楔塊與筒體焊接固定。最后將分段的擋環(huán)卡在支板內(nèi)起輔助支撐作用。此結(jié)構(gòu)安裝簡(jiǎn)單，用于沒有溫度或者溫度很低的場(chǎng)合，例如化工行業(yè)的烘干窯等。

圖7 楔塊結(jié)構(gòu)

圖8 擋圈+擋塊結(jié)構(gòu)

3.結(jié)束語

輪帶在回轉(zhuǎn)窯上有多種固定形式，在使用過程中，可根據(jù)實(shí)際的工況條件來選擇使用。目前常用的是活套式輪帶結(jié)構(gòu)，此結(jié)構(gòu)不直接裝在筒體段節(jié)上，而裝在墊板上。因此墊板和止擋裝置結(jié)構(gòu)的正確選用，對(duì)整個(gè)輪帶的固定系統(tǒng)起著至關(guān)重要的作用，同時(shí)也關(guān)系到回轉(zhuǎn)窯整體運(yùn)行的穩(wěn)定性和連續(xù)性。

[1] 《回轉(zhuǎn)窯》編寫組.回轉(zhuǎn)窯[M].北京：冶金工業(yè)出版社，1977：

[2]唐威.筒體墊板在回轉(zhuǎn)窯中的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014（5）:289.

TQ172

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1007-6344（2015）09-0012-02

王雅娟，女，1980年7月生，工程師，主要從事礦山機(jī)械設(shè)計(jì)研究工作。

第二作者，梁軍，1981年出生，工程師，主要從事窯爐機(jī)械設(shè)備研究工作