往復式給煤機的轉(zhuǎn)向與振動

史宏勝

（銅山華潤電力有限公司，江蘇徐州 221000）

往復式給煤機的轉(zhuǎn)向與振動

史宏勝

（銅山華潤電力有限公司，江蘇徐州 221000）

分析往復式給煤機曲柄機構的受力情況，找到給煤機運行振動大的原因。給煤機檢修后驗收時，應根據(jù)給煤機活動底板與曲柄連桿機構的運行方向，及時調(diào)整給煤機電機轉(zhuǎn)向，保證給煤機以最佳方式運行。

輸煤系統(tǒng)；往復式給煤機；轉(zhuǎn)向；振動

10.16621/j.cnki.issn1001-0599.2017.10.28

0 引言

某電廠燃料輸煤系統(tǒng)根據(jù)需要共設置30臺給煤機，翻車機系統(tǒng)4臺皮帶給煤機，其余26臺為往復式給煤機，分別布置在皮帶（4臺）、中間煤倉下方（18臺）及緩沖倉下部（4臺），在輸煤系統(tǒng)中起卸儲煤及上煤的作用。往復式給煤機的安全穩(wěn)定運行直接影響到發(fā)電機組的燃煤供應。往復式給煤機的最常見故障是振動大，分析振動的原因并采取相應措施是給煤機安全穩(wěn)定運行的重要保障。

1 往復式給煤機工作原理

往復式給煤機由機體、傳動平臺、曲柄連桿機構、活動底板、滾輪及驅(qū)動裝置組成（圖1）。工作時電機通過減速器帶動偏心輪轉(zhuǎn)動，再通過曲柄連桿機構帶動活動底板沿著帶有斜度的滾輪上作往復運動。當活動底板向前運動時，料倉內(nèi)的物料被帶出，當活動底板向后運動時，在料倉內(nèi)物料的阻礙下，已帶出的物料不能退回料倉而落下。連續(xù)的往復運動，即可實現(xiàn)連續(xù)的物料輸送。通過改變偏心輪的偏心距調(diào)節(jié)輸煤底板行程的大小，從而改變設備的出力。

2 往復式給煤機曲柄受力情況分析

目前燃料輸煤系統(tǒng)往復式給煤機運行中存在2個問題：①曲柄處異聲及磨損；②普遍存在振動超標現(xiàn)象。

如圖1所示，曲柄連桿機構是給煤機的重要機械部分，它的安全可靠是給煤機穩(wěn)定運行的關鍵。曲柄連桿機構中的曲柄軸是整個機構的主要受力點。當給煤機活動底板向前受料時，曲柄連桿機構主要受到活動底板與下部滾輪的摩擦力（F1）。當給煤機的活動底板卸料向后運動時，曲柄軸除了受到活動底板與下部滾輪的摩擦力（F1）外，還受向下卸料時活動底板與煤料的摩擦力（F2）。曲柄連桿機構的其他受力情況，如給煤機的后擋皮的摩擦力及煤的阻力等，由于活動底板不論向前或向后運行這些力都存在，所以在此忽略。

圖1 往復式給煤機結構示意

往復式給煤機輸出的推力=F1,輸出的拉力=F1+F（2因F1為滾動摩擦而F2為大面積的接觸摩擦，所以F2遠大于F1），因此給煤機輸出的拉力遠大于輸出的推力，給煤機曲柄每旋轉(zhuǎn)一周完成一次推拉過程，曲柄在一個受力極不平衡的狀態(tài)下運行（給煤機運行時的聲音可判斷運行時極不穩(wěn)定），是往復式給煤機運行時振動大的主要原因。

往復式給煤機曲軸部分由減速機輸出軸（1個）、輸出軸聯(lián)軸器（1個）、曲柄驅(qū)動軸（2個）、曲柄滑塊（4塊）、滑塊調(diào)整機構（2個）、滑塊連接銷軸（2個），連桿銷軸（1個）等部件組成。運行中減速機輸出軸、輸出軸聯(lián)軸器、曲柄驅(qū)動軸4個部件的軸心處于同一條直線上，才能保證給煤機的穩(wěn)定運行，實際運行中達不到這一要求，是造成給煤機軸承座晃動的直接原因，也是給煤機振動大的原因之一。

3 俄制Bpn180m4y2.5型往復式給煤機運行狀態(tài)分析

一般曲軸由軸、曲柄、曲軸連桿三部分組成,在曲柄上加有配重，曲柄的重心位于連桿銷軸的對面，在發(fā)動機中由于曲軸為動力軸，配重的作用是當曲軸達到上止點和下止點時，由于連桿發(fā)出的是上下的力，為了減小此力直接作用在曲軸輸出軸上的時間，靠曲柄配重的慣性將曲軸帶離上止點和下止點，以保證發(fā)動機穩(wěn)定的工作。假設往復式給煤機的曲軸曲柄上也有配重，曲柄的重心位于連桿銷軸的對面（圖2）。

圖2 曲軸示意

當曲軸正常旋轉(zhuǎn)連桿下行，配重側上行，設其為正轉(zhuǎn)，此時曲軸連桿做拉的運動，即給煤機的活動底板向后運行，此時的力為最大（F1+F2）。

給煤機曲軸軸桿在受料板向后運動送料時所受到的力比較大，此時曲柄配重處于上行狀態(tài)，由于重力的作用曲柄配重又給曲軸軸桿正轉(zhuǎn)時的反作用力（設為F3）,則曲軸軸桿正轉(zhuǎn)、曲軸連桿向后運行所受的力為F1+F2+F3。

當曲軸正轉(zhuǎn)連桿到達后止點，配重到達前止點時，曲軸連桿開始做推的運動，此時曲軸連桿只受到一個較小的力F（1同時也是曲軸軸桿所受的力之一）,再加上此時的配重正在下行，由于重力的作用就減小了作用在曲軸軸桿上的力，作用在曲軸軸桿上的力變?yōu)镕1-F3,比較曲軸正轉(zhuǎn)時推和拉所受的兩個力，推時所受的力為F1-F3，拉時所受的力為F1+F2+F3，可知曲軸正轉(zhuǎn)一周受到2個極不平衡的力，即往復式給煤機如果正轉(zhuǎn)將在受力極不平衡的狀態(tài)下運行，導致振動大。當曲軸反轉(zhuǎn)，連桿側上行，配重側下行，給煤機曲軸拉時所受的力變?yōu)镕1+F2-F3，推時所受的力為F1+F3，2個力相比較，如果配重合適，F(xiàn)1+F2-F3將等于F1+F3，實現(xiàn)曲軸運行的動平衡，往復式給煤機在動平衡狀態(tài)下運行，振動減小。

俄制Bpn180m4y2.5型往復式給煤機曲柄機構由曲柄滑塊1（圖3）、曲柄滑塊2（圖4）和滑塊調(diào)整機構三部分組成，2個滑塊靠滑塊連接銷軸連接，通過滑塊調(diào)整機構調(diào)整曲軸軸桿與連桿銷軸的距離調(diào)整給煤機的出力。如果將2個滑塊組合在一起，它的重量將偏重于滑塊調(diào)整機構側，可以把它看是成曲柄上的配重。當曲柄組裝好并調(diào)整好出力后，它的配重（滑塊調(diào)整機構）將偏重于連桿銷軸側，見圖5。

圖3 曲柄滑塊1

圖4 曲柄滑塊2

圖5 俄制Bpn180m4y2.5型往復式給煤機曲軸

如圖5所示，該型往復式給煤機的連桿側只有下行的旋轉(zhuǎn)方向才能使給煤機更穩(wěn)定的運行，而不能是上行，即俄制Bpn180m4y2.5型往復式給煤機有轉(zhuǎn)向要求，旋轉(zhuǎn)方向為連桿側在前止點時下行的方向。

4 結論

雖然給煤機的電機轉(zhuǎn)向不會對給煤機的給料運行造成影響，但是通過對給煤機曲柄連桿機構曲柄軸的受力分析，可以看出往復式給煤機有轉(zhuǎn)向要求，在給煤機檢修后驗收時，應關注給煤機活動底板與曲柄連桿機構的運行方向，及時調(diào)整給煤機電機轉(zhuǎn)向，保證給煤機最佳的運行方式，減少設備的磨損率。

TD946

B

〔編輯 李 波〕