干燥机装置状态维护与检修技术

3.3　干燥机装置状态维护与检修技术

3.3.1　干燥机主要结构及功能

干燥机结构如图3－10所示，主要由窑体、传动装置、支承托轮装置、端头密封装置、托轮调节螺栓、抄料板和档轮等部件组成。

装有抄料板的窑体向出料端倾斜3%～4%，整体安装在两组支撑托轮上，档轮的定位使窑体不下滑。传动装置通过小齿轮驱动窑体上大齿圈带动窑体旋转。通过燃烧器（图中未示出）点火，喷出火焰，在点火炉（图中未示出）内形成700℃高温，由干燥机尾部风机将点火炉内的高温烟气抽到干燥机窑体内，当湿料从入料端进入窑体经导流板（图中未示出）流入抄料板，由组合抄料板扬起作抛洒运动，同时与高温烟气进行充分的热交换，使其水分不断蒸发，在窑体倾斜效应和筒内气流的作用下，被烘物料轴向移动至出料端成为符合含水率要求的干物料，从而完成整个烘干过程。

图3－10　干燥机结构

1－密封装置；2－窑体；3－抄料板（安装在窑体内部）4－传动装置；5－调节螺栓；6－托轮装置；7－档轮；8－轮带

3.3.2　干燥机装置主要结构及功能简介

（1）窑体。窑体是转筒干燥机的基体，物料在它内部进行传热、传质，并被输送移动。

（2）支承装置。窑体的支承装置由滚圈、托轮、档轮三部分组成。整个窑体质量通过滚圈传给托轮，滚圈在托轮上滚动。档轮起阻挡窑体轴向窜动的作用，承受较大的弯曲应力和一定的剪切应力。

滚圈有整体式和组合式，在窑体上固定方式分为松套式和铆固式。操作温度高、直径较大的干燥窑多采用松套结构。滚圈均布于窑体上的鞍座上，鞍座下垫有数块调节垫片，以调节滚圈与窑体的同轴度。

如果所有托轮都与窑体轴线平行，则托轮与滚圈接触面之间的滑动摩擦力就能阻止窑体向下移动。若托轮轴与窑体轴线不相平行，窑体就可能向上或向下移动，为了将窑体位置限制在允许范围内，必须应用档轮以阻止窑体在轴向方向上下窜动。档轮的常见型式有突缘档轮、球面档轮和锥面档轮三种。

突缘档轮：用两侧的突缘来阻挡窑体的轴向窜动。这种型式仅用于倾斜角小和轻型设备上，优点是结构简单。

球面档轮：不需精确安装，由于是点接触，受力较小，故仅用于较轻型设备上。

锥面档轮：锥面档轮与滚圈是线接触，能承受较大的轴向力。安装时，要求档轮中心线与窑体纵向中心线垂直，最大允许偏差不大于1.6mm，在这种状态下，滚圈与档轮的接触表面是纯滚动摩擦。档轮中心线与窑体纵向中心线的垂直度太大时，就会在档轮表面产生向上和向下的两个方向的摩擦力，使档轮上下窜动，向上窜动将使档轮的端盖螺栓拉断，向下窜动，将使档轮最下部的推力轴承受力过大而提前失效。

（3）传动装置。干燥机的传动装置由电机、减速机、齿轮、齿圈（安装在窑体上）等部分组成。

（4）进出料装置及密封装置。

（5）托轮及调节螺栓。托轮装置的作用是将窑体托住，调节螺栓主要是调整窑体托轮的中心距和倾斜度及窑体的轴向窜动量，同时也起到托轮的定位作用。

（6）窑体内部抄料筋板。主要将物料均匀地抛洒，使物料更均匀地干燥。

3.3.3　干燥机装置状态维护内容及周期

干燥机装置状态维护内容及周期见表3－11。

表3－11　干燥机装置状态维护

3.3.4　干燥机装置常见故障与处理对策

干燥机装置常见故障与处理对策见表3－12。

表3－12　干燥机常见故障与处理对策

3.3.5　干燥机装置定（年）修的主要施工内容

干燥机系统定（年）修的主要施工内容如下：

（1）检查扬料板磨损情况，磨损严重的更换。

（2）检查修复或更换小齿轮轴。

（3）检查和调整窑体的水平位置。

（4）检查传动轴、减速机和电动机的同轴度。

（5）清理大齿轮罩内的油污。

（6）托轮窑体调正校对工作中心、更换已损坏零件。

（7）减速机揭盖清洗检修、更换轴承、换油及小齿轮、大齿圈、清洗加油。

（8）金属结构修补加固、调整。

（9）全机组解体清洗、检修、更换已损坏的联轴器、制动器、减速机轴承。

（10）结构件修补或重新制作。

（11）托轮的调整。

（12）干燥机托轮轴承更换。

3.3.6　干燥机装置主要零部件的检修参数

干燥机装置主要零部件的检修参数见表3－13。

表3－13　干燥机的检修参数

注：①1ppm＝10^－6

3.3.7　干燥机装置的主要检修方法

3.3.7.1　传动齿轮间隙调整及联轴器校正

（1）履行停电检修手续，工机具准备到位。

（2）测量小齿轮与大齿轮的顶间隙。

（3）调整小齿轮与大齿轮之间的间隙到规定值以内，调整方法是：

①大齿轮安装在窑体上，发现顶间隙偏大或偏小，均调整小齿轮部件（由小齿轮和轴承座组成）与大齿轮之间的相对位置使顶间隙值达到要求。

②发现小齿轮与大齿轮之间的啮合歪斜，也通过调整小齿轮部件使小齿轮轴线与大齿轮轴线平行来消除歪斜。

（4）以小齿轮部件为基准，校正减速机与电机的各联轴器。校正时，先校正小齿轮部件与减速机输出轴之间的联轴器，再校正减速机输入轴与电动机之间的联轴器。

（5）清理现场。

（6）试车。空负荷运行不得低于2h以上，轴承温升不大于65℃，齿轮不得有打齿及咬齿等现象。运行时各设备不得有异常振动、噪声，各连接件不得有松动，减速机、电机温升在规定范围内，作好试车记录。

3.3.7.2　窑体窜动的消除

1）托轮的受力分析

（1）窑体静止时不下窜的分析。如图3－11所示，窑体重量为G（包括窑体和轮带）、倾斜角为a，则重力G分解为沿轴线方向的分力G1和垂直于轴线的分力G2。

图3－11　窑体的轴向和径向分力

（a）窑体的轴向分力；（b）窑体的径向分力1－托轮；2－轮带；3－垫板；4－窑体

由图3－11知：

G1＝Gsin a

G2＝Gcos a

式中：G——窑体的重量；

　　　a——窑体的倾角，窑体倾斜一般为2.5%～5%，a＝1°25′27″～2°51′58″。

则G1＝Gsin a＝（0.025～0.05）G。

由图可知，轮带传给一个托轮上正压力：

N＝G2/2cos　b＝Gcos a/2cos　b。

N——轮带传给一个托轮上正压力；

b——托轮与轮带中心连线与铅垂线之间的夹角，一般为b＝30°。

则托轮与轮带接触表面的摩擦力：

F＝2μN＝2μGcos a/2cos b＝μGcos a/cos b

F——托轮与轮带接触表面的摩擦力；

μ——托轮与轮带接触表面的摩擦系数，当表面为干摩擦时，摩擦系数μ＝0.15～0.20；当有润滑油时，摩擦系数μ＝0.05～0.10。

则最小摩擦力：

F_min＝0.05.cos　2°51′58″/cos　30°·G＝0.057　7G；

F_min——最小摩擦力。

因此，在任何时候永远存在G1＜F，即窑体下窜分力G1永远小于托轮与轮带接触表面间的滑动摩擦力，所以窑体在静止时不会下窜，即使窑体斜度很大达到5%时在静止情况下也不会下窜。

（2）窑体运转时下窜的分析。当窑转动时，窑体就会缓慢向下滑动。原因是当窑运转时，轮带与托轮受力情况发生了变化。以轮带为对象，其底端上除了受平行于窑体轴线下滑力F、法向反力N′以及摩擦力T之外，还有一个由大齿轮传动时产生的圆周力P，其方向沿轮带切线且垂直于窑体下滑力F（见图3－12）。

图3－12　窑体、轮带、托轮受力

（a）轮带与托轮受力；（b）窑体与轮带受力1－轮带；2－托轮

当窑体回转时，摩擦系数f＝0.006（称当量摩擦系数），此时F_min＝0.006.cos 2°51′58″/cos 30°·G＝0.006　92G＜G1，如果托轮的轴向中心线与窑体的轴向中心线平行，那么窑体就会产生下滑。即在窑体运转时圆周力P与窑体的下滑力F的合力R，虽不能克服摩擦阻力而使窑体下滑，但由于托轮与轮带两个圆柱体为直接接触的摩擦传动，所以合力R可使摩擦在接触变形平面上沿R方向产生弹性变形，从而引起沿合力R方向的所谓弹性滑动。将其分解后便得周向弹性滑动和轴向弹性滑动两个分量。周向弹性滑动的结果是从动轮即托轮的失速，轴向弹性滑动的结果便是窑体轴向下窜，这是造成回转窑在运转时窑体下滑的根本原因。

2）托轮的调整原理

在生产过程中，干燥窑的连续生产和基础沉降等多种原因会造成窑体的安装尺寸会发生一定程度的变化，导致窑体上窜或下滑。实际中，常常通过调整托轮的相对位置来减少窑体的上窜和下滑，从而确保窑体的正常运转。

如果把托轮轴线相对于窑轴线在垂直面上的投影不平行称为倾斜，在水平面的投影不平行称为歪斜，那么托轮的调整就是通过调整托轮的相对位置，使得托轮轴线与窑体轴线在水平面的投影产生歪斜，从而产生使窑体上窜的力；当它大于窑体自重的下滑分力时，窑体能上窜，反之使窑体下滑。

控制窑体下滑的基本原理：通过将托轮调斜的办法来达到控窜的目的，即根据窑体的回转方向，把托轮轴线调斜一点，使其与窑轴线呈微小偏角。根据窑体转向调整托轮的正确方向（见图3－13）。

图3－13　窑体转向情况下托轮调整方向

说明：①轴向箭头表示窑体窜动方向；②轴向箭头表示窑体转动方向。

图3－14　铅丝被喂入的位置

1－铅丝；2－托轮；3－轮带

3）用压铅法调整托轮

压铅法就是用保险丝与托轮母线平行地放入转动的托轮与轮带表面之间（见图3－14），随着轮带和托轮的转动将铅丝咬入，被碾压成各种不同的基本形状，根据压出的铅丝形状和薄厚程度进行分析，就可以判断出窑体中心线是否弯曲、托轮与轮带接触是否均匀和托轮负荷的大小等。

（1）铅丝检验法的操作：

①铅丝直径和长度的确定：铅丝直径越大，压出的形状越明显，所以选用直径为φ4～6mm的保险丝为宜。铅丝的长度应按照下式确定：

L＝B＋（150～200）

式中：L——铅丝长度，单位：mm；

　　　B——托轮宽度。

②轮带标记：在进行压铅丝之前，轮带应进行等分并打上标记。在压铅丝时应在轮带标记处碾压，等分越多，压出的铅丝就越能说明问题（一般沿轮带宽度方向，将铅丝碾压处的一小段轮带10等分）。做标记时，一是要在一个轮带的两侧对应，二是全窑所有轮带对应，即在纵向同一母线上。

③铅丝咬入过程应保持与托轮母线平行：在支承装置两侧的两个人应协调配合，使铅丝平行地同时喂入，避免倾斜。

④碾压后的铅丝应打上标记，不要搞乱。

⑤碾压后铅丝的测量：将碾压后的铅丝用千分尺和卡尺，对其厚度和宽度进行测量。将所测得的数值填在记录表格中，以便分析。

图3－15　碾压后铅丝的形状

（2）铅丝检验法的分析。被压铅丝形状如图3－15所示。

根据压出的铅丝大致形状，可判断托轮与轮带间的接触受力情况及相对位置。

①当铅丝成长方形时，表明托轮轴线与轮带轴向中心线完全平行。

②当铅丝成菱形时，表明托轮轴线与窑体轴向中心线歪斜。

③当铅丝成梯形时，表明托轮轴线与窑轴线倾斜。

④当铅丝成梯形加菱形时，托轮轴线与窑轴线既有歪斜又有倾斜。

⑤如果某个托轮比其他托轮碾压的铅丝过宽或过窄，则说明该托轮受力过大或过小，也就是该托轮太靠近或远离窑的轴线。这可以向外移或向里顶该托轮来消除受力不均。

⑥根据压铅结果和窜动方向调整托轮，使窑体的窜动在规定范围内。

4）托轮调整注意事项

托轮承受力均衡，窑体上下窜动灵活，运行正常是调整托轮后要达到的效果。在托轮调整过程中应注意以下几方面的问题：

（1）托轮应全面检查，正确判断。窑体下滑时，上推力小的托轮先调；窑体上窜时，上推力大的托轮先调；窑体弯曲过大时，要逐步调直。

（2）靠近传动装置的托轮只做微量调整。调整后注意托轮温度与电机电流的变化，每次调整要做好完整的记录。

（3）调整托轮一定要成对调整，不可只调整一个。严禁将托轮调整为八字形。同时也不能使各挡托轮摆成促使窑体下窜的位置。这样会造成托轮不均匀磨损与调整失败。

（4）在干燥窑长期停窑时，因自重，会对窑体造成弯曲变形，应引起重视。应定时对干燥窑停机的位置进行变换，不能长期停在一个位置。

（5）干燥窑中心调整主要是通过调整托轮的中心距调整轮带中心，从而使干燥窑在各托轮的支撑下处于良好的接触和均匀的受力状态。

（6）调整托轮采取微调观察效果后再微调的办法进行，一般要观察运行2～4h后视情况再作调整，不能一步调整到位。因此，在调整之初，也一定要观察与考察托轮轴挡盘受力情况。通常情况，轴承挡盘受力较大，则转动负荷也大温度也高。

（7）在冷却水供应正常情况下，每个托轮的轴承温度应基本一致。如果其中一个托轮轴承的温度高出其他3～5℃，应视为该托轮受力过大，就需要进行调整。

（8）为了使托轮与滚圈有一个固定的良好接触面，调整后的托轮应使两托轮的两轴端中心距相等。

（9）干燥窑长期运转会出现基础下沉、支撑件磨损，使得托轮离干燥窑中心线远近不同，造成托轮受力不均。特别是轮带与托轮长期在一个位置接触还会出现点蚀、磨损不均等现象。

3.3.8　干燥机装置的检修注意事项

干燥机装置的检修注意事项见表3－14。

表3－14　干燥机装置的检修注意事项

3.3.9　干燥机装置的维护检修质量要求

（1）传动装置无异常振动、冲击、不正常噪声，电机负荷不应超过额定功率的30%，温升不应超过40℃。

（2）轮带与托轮的接触长度为轮带宽的75%以上，档轮运转时其与齿圈接触面应受力均匀。

（3）窑体两端密封装置不应有异常声响和局部磨损现象。

（4）各处连接螺栓无松动。