博九对环式碎煤机增加减振平台的探讨

日期:2020-09-02 06:12

  对环式碎煤机增加减振平台的探讨_能源/化工_工程科技_专业资料。第35卷第3期 2014年9月 文章编号:1672-0210(2014)03-0029-03 电站辅机 PowerStationAuxiliaryEquipment Vol.35No.3 Sep.

  第35卷第3期 2014年9月 文章编号:1672-0210(2014)03-0029-03 电站辅机 PowerStationAuxiliaryEquipment Vol.35No.3 Sep.2014 对环式碎煤机增加减振平台的探讨 侯可中,刘宏伟 (三河发电有限责任公司,河北 三河 065201) 摘 要 :剖析了环式碎煤机轴承振动超标的原因 ,对是否需要减振平台进行了 论述。 针对环式碎煤机运行情况 ,对 破碎物料的内力和外力进行了分析 ,并 提 出 了 防 止 环 式 碎 煤 机 振 动 值 超 标 的 有 效 方 法 。 为 减 少 环 式 碎 煤 机 的 振 动 ,应采用具有一定质量和强度的钢筋混凝土作为机座基础 。 关键词 :环 式碎煤机;减振;受力;平台;钢筋混凝土;基础;振动;分析 中图分类号 :TK223.25 文献标识码 :B DiscussiononInstallingVibrationIsolationPlatformonRingHammerCrusher HOU Ke-zhong,LIU Hong-wei (SanhePowerGenerationCo.,Ltd,Sanhe,Hebei065201) Abstract:Weanalyzethereasonwhyvibrationexceedsthestandardandifweshallinstallvibrationisolationplatform. Accordin gtotheoperationofringhammercrusher,weanalyzetheinnerforceandouterforceandprovideaneffective solutiontopreven tvibrationexceedingthestandard.Inordertoreducethevibrationofringhammercrusher,steel reinforcedconcretewithc ertainmassandintensityshallbechosenastheunitbase. Keywords:ringhammercrusher;vibrationisolation;stress;plat form;ringhammercrusher;base;vibration;analyze 0概 述 环式碎煤机是火力发电厂输煤系统中专门用于 破碎煤块的设备。环式碎煤机可高效经济地将原煤 破碎到规定的粒度,同其它类型碎煤机相比 ,具有噪 声低、粉尘小、功耗比低等优点。环式碎煤机适用于 破碎烟煤、无烟煤、褐 煤及冻煤等,被碎物料的抗压 强度一般不大于12MPa、表 面水分小于 15%,也 可 供煤炭、建材、化工、轻工、纺织等部门用于破碎中等 硬度的脆性物料(如焦炭、炉渣、石灰石等)。碎煤机 传动采用交 流 电 动 机 与 限 矩 型 液力偶合器直接连 接,传动简 单,运行 可 靠。 可 使 电 机 功 率 减 少 20% 左右,降低了能耗,降低电机 启 动 对 电 网 的 冲 击 ,隔 离机械冲击、振动,能有效的保护碎煤机和电机 。碎 煤机结构一般由机壳 、机盖、转子部件、筛板架组件、 调节机构、液压系统、衬板组件等部分组成。碎煤机 是输煤系统的关键设备 ,其损 坏 的 原 因 是 主 机 异 常 振动和轴承异常升温。 在常规情况下,碎 煤机的主 要振源为转子不平衡 、环锤损坏、轴 承损坏、减 振平 台减振效果不佳等,但 在特殊情况下,即 当碎煤机、 液力耦合器和电机无缺陷 、无异常的情况下,导致振 动增大的主要原因是减振平台减振失效所引起。据 此情况,现从几个 方 面分 析 碎煤 机轴 承振 动超 标的 原因,并对碎煤 机 破 碎 物 料 的 受 力 进 行 分 析 。 判断 是否需要增加弹簧阻尼减振平台 ,提出了防止碎煤 机振动超标的有效方法。 收稿日期:2014-07-01 作 者 简 介 :侯 可 中 (1958-),男 ,教 授 级 高 级 工 程 师 ,毕 业 于 东 北 电 力 学 院 ,从 事 燃 料 除 灰 方 面 的 科 技 管 理 工 作 。 29 电站辅机总第130期(2014No.3) 1 轴承振动超标的原因分析 某机组2台环式碎煤机基础采用了弹簧加阻尼 器组成的减振隔振平台 ,如图 1 所示。 隔振设计机 理是将碎煤机的振动进行减振隔振 ,设置弹簧和阻 尼装置以减轻和防止 基础 设施受到损 伤 ,但通过实 际运行发现,弹簧和阻尼装置能起到部分减振作用 , 而对其上部 承 托 的 机 械 设 备 却 不能抑制和减少振 动,相反,却由于弹簧本身的弹性振颤而使碎煤机和 电机振动被放大。 为验证振动状况,已 做过这方面 的试验,将碎煤机与电机之间的液力耦合器拆开 ,单独 试转电机,其轴承双振幅振动值仅为0.01mm,将 电 机与碎煤机通过液力 耦合 器连接在一 起 ,进行空 载 和重载试验,其轴承双振 幅振动值却达到 0.07~ 0.15mm,振动值 被 放 大 7~15倍。 碎 煤 机 转 子 在 动平衡试验机上振动值为 0.03mm,安装在 具有减 振 平 台 的 碎 煤机 上 进 行 空 载 和 重 载 试 验 ,其 轴承双 振幅振动值却达到 0.09~0.21mm,振 动 值 被放 大 3~7倍。应用减振平台后,不 但碎煤机和电机轴 承 的垂直振幅被放大,水平双振幅也被放大 ,振动值也 非常不稳定,究其原因是弹簧的本身阻尼极小(只有 0.005),以至于振 动 时 传 递 率 非 常 大 。博九 螺旋弹簧即 使承受较小的轴向压缩载荷作用 ,也容易发生失稳 现象,从而产生 摇 摆 的水 平振 动 。 由于 每 台碎煤机 基础减振平台安装16个弹簧阻尼隔振装置 ,每个弹 簧装置的刚度不可能完全一致 ,即使 有 阻 尼 装置的 辅助作用,也会导致运行中振动值发生较大的偏差 , 产生的重心偏差,如 图 2 所示。 由 于 碎 煤 机 重 心 和 基础减振平台的重心出现偏差 ,使各 个 弹 簧 所承受 的压力也不均衡,导致碎煤机振动加剧 。同时,由于 图 2 碎煤机重心和减振平台重心偏差 减振平台的干扰,使 得原由机械设备、轴 承、转 子损 坏等导致的轴承振幅增加也容易被误判 ,延 误了事 故处理的最佳时间。 2 是否需要弹簧阻尼减振平台 增加碎煤机减振平台的主要目的 ,主 要是为了 减小碎煤机的振动 ,提 高 系 统设 备 和 基 础 的使 用 寿 命,但是,如上所述,减振平台在保护基础的同时 ,对 设备的轴承振动没有起到减振的效果 ,相反,却使环 式碎煤机轴承振动值增加好几倍。这里就出现一个 问题,为何要设计减振平台 ,是基础重要还是设备重 要,如果以损伤设 备、忽 视设备安全为代价,设 计制 造减振平台是毫无意义的 ,它 所 导致 振动 值的 增加 将加剧机械设备轴 承的损 坏程度 ,缩 短 机 械 设 备 轴 承的使用寿命,大大增加检修运行维护工作量 ,增加 成本投资。所以,环 式 碎 煤 机 基 础 不 应 该 采 用 弹 簧 阻尼减振平台。 3 环式碎煤机破碎物料的受力分析 图 1 采用弹簧加阻尼减振隔振装置 30 碎煤机械的破碎都是用外力施于被破碎的物料 上, 克服物 料 颗 粒 之 间 的 内 聚 力 使 物 料 产 生 破 碎。物料 的内聚力有两种 :一种内 聚 力作 用于 晶体 内部 的晶体 各质点之间 ;另一内 聚力 作 用于 晶体 与晶 体 之间,即 作用在 晶界面上。 两 种 内 聚 力 的 物 理 性 质 相同,区别 在于内聚力大小不同 ,前者比后者大很多 倍。内聚力的 大小,取 决 于物 料块 中晶 体本 身的 性 质和结构,也与 晶 体结构中所具有的错位和微裂纹 等缺陷有很大关 系。如果选择晶体物料的缺陷处破 对环式碎煤机增加减振平台的探讨 电站辅机总第 130期(2014No.3) 碎,不仅能省功耗而且又能达到要求的粒度 ,减少过 度的粉碎。这样破碎的目的被称为 “选 择性破碎 ”。 实现选择性破碎的技术方法是 ,被破 碎 的物 料应在 体积料层中承受全方位的挤压 ,同时 在 晶体 或微晶 边缘引发应力,料块应承受组 合负荷 ,包括剪切、弯 曲和扭转,最好还兼有拉伸。在破碎机内,物料在破 碎腔中承受全方位挤压;料块彼此多次冲击或被冲 击到衬板上,料块群的快速转移;控制料层有一定密 实度,并使物料从破碎腔入口到出口过程中 ,其被施 加的破碎力是逐渐增加的。 对环锤作用在煤块上的最大作用力进行计算。 该机 组 翻 车 机 的 振 动 斜 蓖 尺 寸 为 370mm ×370 mm,煤的比重暂按 1 考虑,那 么 进入 碎 煤机 最大煤 块的质量约为 64kg,如图 3 所 示。KRC 环 式 碎 煤 机的环锤作用 在 煤 块 上 的 作 用 力 用 F1表 示,煤 块 作用在环锤上的作用力用 F2 表示。 根据 作用力与 反作 用 力 相 等 的 原 理,F1= F2=F。已 知 KRC12 ×26型环式碎煤 机 转 子 直 径 是 1.2m,环 锤 的线m/s,环锤与煤块之间的作用时间是 0.02 s,根 据图 3 分析,煤 块 在 圆 周 方 向 的 切 向 速 度应 该 为零,即环锤与煤 块 撞 击 前 ,煤块初速度为零 ,而 撞 击之后,被撞碎煤块的速度至少等于环锤速度 ,即煤 块 末 速度47.1m/s,根 据冲 击原理 :Ft=mv2-mv1, 得到 F=64×47.1÷0.02=15072N,即 煤 块 作 用 在环锤上的最大反 作 用 力 ,或 者 环 锤 作 用 在 煤 块 上 的最大作用力应该达到15072N。这种大煤块只是 偶尔出现,绝大部分原煤都是细小煤块或煤粒 ,其作 用在环锤上的力较小。同时由于这种作用力是作用 在环式碎煤机的内部,均 匀分布在转子圆周的 4 排 34个环锤几乎同时在破碎 煤块,它 们相互作用力中 的 很大一部分通过转轴而相互抵消 ,属于相互作用 的内 力,其 对 外 所 显 露 出 来 的 振 动 程 度 并 不 显 著。 这就 表明,环式碎 煤 机实 际运 行 期间 对基 础振 动损 坏是很 小的,根本不需要减振平台。 4 防止振动值超标的有效方法 为了有效防止环式碎煤机轴承振动超标 ,最有 效 的方法是根据某碎煤机制造厂的推荐意见 ,结合 设备 运行经验,环 式 碎煤 机基 础 应采 用具 有一 定质 量和强 度的、独 岛运行方 式的 钢 筋混 凝土 基础 。 采 用这种 基础的优点是 :(1)沉重而刚性好的钢筋混凝 土基础可 增加承载机器的有效重量。 (2)由于稳定 性好,刚性强, 不 会放 大或 极少 地放 大轴 承振 动值 , 而是较真实地反 应实际振动值。(3)提高阻抗,使机 器安装牢固。(4) 减少振动,减少机器不平衡力的作 用。(5)降低重心, 增加稳定性。(6)降低固有频率。 (7)有效延长机械设备轴承的使用寿命 ,降低检修运 行 维护费用。 5结 语 多年以来,环式碎煤机基础常采用减振平台 ,利 用 减 振 平 台 保 护 设 备 基 础 ,减 少 碎 煤 机 楼 的 缓 慢 损 坏,但实际应用效果不理想 ,碎煤机轴承的实际振动 值比设计值增大好几倍。例如某电厂输煤运行规程 中规定,环式碎煤机轴承座 的振动值应不大于 0.15 mm,但根据电力行业 KRC 系列环锤式碎煤机标准 (DL/T512-93)中的规定,碎 煤机 主轴轴 承座 空载 最大振幅值不大于 0.03mm,如 果 碎煤机基础采用 钢筋混凝土基础,那 么 这 种 基 础 不 会 放 大 振 动 值 或 很少放大振动值。环式碎煤机空载最大振幅值也不 会超过0.05mm。如 果采用减振平台,环 式碎煤机 空 载 最 大 振 幅 值 将 是 电 力 行 业 标 准 值 的 好 几 倍 ,其 结果是显著缩短设备使用 寿命 ,浪 费 大 量 的 检 修 维 护费用。所以,认 为 环 式 碎 煤 机 本 身 的 实 际 振 动 值 比较小,对设备基础的破坏作用不显著 ,不需要增加 减振平台,而应采 用 具 有 一 定 质 量 和 强 度 的 钢 筋 混 凝土基础,以减少 振动,减 少维护工作量,延 长环式 碎煤机的使用寿命。博九, 参考文献: 图3 KRC环式碎煤机断面结构 [1]DL/T512-1993.KRC 系列环锤式碎煤机[S]. 31

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