隧道窯內(nèi)軌道易出現(xiàn)問(wèn)題的分析及控制措施

筆者在燒結(jié)磚行業(yè)工作近15年,經(jīng)歷過(guò)大、中、小不同斷面和不同有效高度隧道式焙燒窯的設(shè)計(jì)圖紙審査、施工管理燒成工作的操作管理以及在使用過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題的決策、解決,體會(huì)最深且難以解決的問(wèn)題是,窯爐在使用過(guò)程中,軌道因無(wú)規(guī)律外伸變形,出現(xiàn)窯內(nèi)軌道接頭間斷檔等事故以及脫軌而導(dǎo)致窯車不能正常運(yùn)行,甚至停窯維修生產(chǎn)事故的發(fā)生。下面從窯爐軌道工作機(jī)理開(kāi)始,詳細(xì)講述窯爐的設(shè)計(jì)圖紙審査、窯爐的施工管理、窯爐燒成工作具體操作的管理,并拿出了解決問(wèn)題的手段和保障措施,以供同仁商榷斧正。

1、軌道的受力及其影響

1.1軌道的受力分祈

窯車是在外力的作用下通過(guò)鋼制車輪與鋼制軌道的滾動(dòng)摩擦而在窯內(nèi)運(yùn)行的,鋼制軌道承受著窯車靜止時(shí)的垂直壓力,力的方向垂直向下;窯車運(yùn)行時(shí)滾動(dòng)摩擦力的反作用力的方向與窯車運(yùn)行方向相反。

在特殊情況下,鋼制軌道頂側(cè)面還承受導(dǎo)向約束輪的鋼軌導(dǎo)向力即鋼軌導(dǎo)向力。這個(gè)力的形成機(jī)理是:窯車運(yùn)行時(shí),當(dāng)窯車輪的軸在支座受到變形或軸承支架受損后,導(dǎo)向約束輪給鋼軌以橫向力,鋼軌同時(shí)給車輪一橫向反作用力,迫使窯車改變方向運(yùn)行這個(gè)力就稱鋼軌導(dǎo)向力,力的方向是沿著車軸方向的。

1.2導(dǎo)向力與鋼軌側(cè)摩擦力

鋼制軌道的側(cè)摩擦力的大小與導(dǎo)向力成正比,它還與輪緣角、鋼軌水平方向的曲率半徑、車載荷的大小、摩擦系數(shù)、固定車軸牢固程度等有關(guān)。在實(shí)際工作中,人們無(wú)法改變車的載荷、摩擦系數(shù),但是能在設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)鋼軌平直標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行量化和窯車車軸固定的優(yōu)化,施下中調(diào)直并固定鋼軌和提高車輪制作精度,以及日常維修中及時(shí)把車軸固定牢靠。

1.3鋼軌導(dǎo)向力與脫軌

我國(guó)規(guī)定脫軌系數(shù)是用作用在輪軌接觸點(diǎn)的鋼軌導(dǎo)向力與垂直力的比值來(lái)表示。鋼軌導(dǎo)向力愈大,垂直力愈小,愈容易脫軌。引起鋼軌導(dǎo)向力和垂直作用力變化的因素很多,如在線路方面軌道頂面高低不平,甚至有凹洼等不符合標(biāo)準(zhǔn)和水平不良,以及車軸固定不牢和輪緣角與軌道不吻合等,將引起窯車車架變形,導(dǎo)致車軸位移,增加導(dǎo)向輪的鋼軌導(dǎo)向力,出現(xiàn)脫軌。

2、正常進(jìn)行焙燒過(guò)程中,隧道窯的軌道會(huì)無(wú)規(guī)律的向外(與窯車運(yùn)行方向一致)伸長(zhǎng)問(wèn)題和脫軌問(wèn)題的分析

1引起軌道外伸因素

2.1.1設(shè)計(jì)方面的因素

a.設(shè)計(jì)時(shí)軌道的選型,針對(duì)隧道窯斷面和窯車的載重量(含自重)分別選型,選型是否合理;

b.軌道間膨脹縫的留設(shè)尺寸大小是否合理;

c軌道的接頭形式和軌枕的布置是否合理;

d.窯車的車輪與軌道頂面接觸時(shí)是否吻合,尤其是導(dǎo)向輪(約束輪)的輪唇與軌道頂面?zhèn)冗吘壥欠裎恰?/span>

2.1.2施T方面的因素

a.軌道安裝長(zhǎng)度尺寸及軌道的型號(hào),軌道的材質(zhì)是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求標(biāo)準(zhǔn);

b.軌枕鋼板的埋設(shè)尺寸及軌道接頭的軌枕留設(shè)方式,U型螺栓的位置(含平行于窯爐中心線的軸向位置)是否位移及其配套的壓緊板是否滿足設(shè)計(jì)要求一旦不滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范要求,日后會(huì)出現(xiàn)軌道外伸逐步發(fā)展到軌道接頭斷檔;

c.軌道安裝時(shí)水平度與軸線尺寸是否滿足設(shè)計(jì)要求,軌道安裝完畢后是否加焊軌道擋鐵;

d.窯車在制作時(shí)的車輪與窯爐的軌道是否吻合;窯車在窯內(nèi)運(yùn)行時(shí)是否靈活自如,尤其是窯車運(yùn)行時(shí)車輪軸與窯內(nèi)軌道是否在空間上垂直成90°,車軸的延長(zhǎng)線是否垂直于窯墻;否則就存在脫軌的隱患;

e.采購(gòu)的窯車輪是否滿足設(shè)計(jì)要求;

f窯車制作過(guò)程中的邊框磚是否超寬或過(guò)窄;

2.1.3窯爐使用操作方面的因素

a.窯車的砂封板與吃進(jìn)窯爐砂封槽的石英砂內(nèi)尺寸小,密封效果差,熱輻射日積月累地作用到軌道上使軌道存在變形的隱患;

b.窯車在運(yùn)行一段時(shí)間后,使用單位進(jìn)行窯車維修時(shí),未按照設(shè)計(jì)要求擺放面磚和邊框磚,造成邊框磚尺寸或大或小,大則剛蹭窯墻,導(dǎo)致導(dǎo)向輪的輪唇受力,扭曲鋼制軌道;小則造成窯車上的火下竄,致使鋼制軌道受熱膨脹,使軌道湉窯車運(yùn)動(dòng)方向無(wú)規(guī)律延伸,軌道接頭處就可能出現(xiàn)斷檔;

c.窯車之間的密封性能沒(méi)有保證,造成窯車上的火可能下竄,鋼制軌道受熱變形;

d.在日常操作中,風(fēng)閘開(kāi)啟方式不正機(jī)的頻率配置不合理,尤其是隨意關(guān)閉車底風(fēng),造成窯車上的火下竄,致使鋼制軌道受熱膨脹面無(wú)規(guī)律向外延伸。

3、控制措施

在隧道式焙燒窯運(yùn)行過(guò)程中,解袂鋼制軌道無(wú)規(guī)律外伸和脫軌的保障措施如下。

3.1嚴(yán)格審查設(shè)計(jì)圖紙

高度重視設(shè)計(jì)圖紙,嚴(yán)格審核圖紙,把隱患問(wèn)題在施T前整改掉。

3.2依據(jù)窯斷面寬度選好軌道型號(hào)當(dāng)前,隧道窯的斷面寬度可分為:2.5m、3.0m、1m、3.6m、4.6m、4.8m、69m、7.3m、9,2m、10.4m等不同寬度的隧道窯。

通常情況下,4.6m斷面寬以上的隧道窯(含4.6m),均選擇22kg/m輕型軌道,有的選用30kg/m的重型軌道;4.6m斷面以下隧道窯均選擇18kg/m輕型軌道;2.5m斷面寬以下選擇15kgⅧm輕型軌道。軌道的尺長(zhǎng)度,通常根長(zhǎng)為8m,10m.12m。為使軌道的膨脹控制在合理范圍內(nèi),一般選擇根長(zhǎng)10m。對(duì)于22kg/m的軌道接頭留有8mm-12mm的縫隙(縫隙內(nèi)用高鋁棉塞實(shí)、壓緊);對(duì)于18kgm的軌道接頭留有6mm-10mm的縫隙(縫隙內(nèi)用高鋁棉塞實(shí)、壓緊)。軌道接頭處埋設(shè)雙軌枕板,接頭設(shè)置在軌枕板上,有便于軌道膨脹自如。軌道接頭有兩種方式:一種是平口接頭;另一種是斜口接頭,在接頭方向上斜口接頭有利于平口接頭,斜口接頭的小角度方向要與窯車運(yùn)行前進(jìn)的方向一致,千萬(wàn)不要反向放置。

3.3施工方面的控制措施

a.建設(shè)單位和監(jiān)理單位,尤其是監(jiān)理單位對(duì)軌道進(jìn)場(chǎng)后要抽樣,全面檢驗(yàn)軌道的材質(zhì),性能指標(biāo)必須滿足設(shè)計(jì)要求,軌道的外形尺寸符合標(biāo)準(zhǔn)時(shí)方可進(jìn)行下一步工序;

b.捋清軌道的安裝T藝,牢靠固定窯爐的縱向中心線。以中心線為標(biāo)準(zhǔn),劃分軌道混凝土梁的位置支設(shè)的模板牢固且不變形,在模板上根據(jù)軌道的根

長(zhǎng),按照設(shè)計(jì)要求標(biāo)注軌枕板的中心位置和U型預(yù)埋螺栓的位置,注意雙軌枕板的地方不得遺漏;預(yù)埋軌枕板的錨鐵與混凝土梁受力筋點(diǎn)焊牢固,U型螺栓也是如此固定;

c.窯車制作結(jié)構(gòu)是否合理,它將直接影響到軌道的使用:

①窯車的導(dǎo)向輪是有單邊導(dǎo)向輪與雙邊導(dǎo)向輪之分,輪唇與軌道的吻合合理與否,直接影響軌道是否受到側(cè)向力,進(jìn)一步發(fā)展為軌道扭曲;

②車軸與軌道的空間關(guān)系,也十分重要,車軸與車架連接零件支座的位置關(guān)系和牢固程度是檢查的重點(diǎn);

③窯車與窯車的接口處咬合時(shí)是否緊密,它會(huì)直接影響軌道面的正常工作溫度高低的;

④輪軸內(nèi)安裝耐熱軸承,而滾珠的間隙周邊尺寸合理,有利于自由膨脹而自如滾動(dòng);

⑤窯車接口處形態(tài)“V"型與“C”型相比V"型為最佳,但“V”型深度尺寸較“C"型要深1020mm;為此除施T單位自檢外,監(jiān)理單位要進(jìn)行旁站監(jiān)理,留有文字和影像記錄;

d.對(duì)窯車底軌道的溫度控制措施。按要求車底風(fēng)的溫度要低于窯車軸承潤(rùn)滑劑的熔點(diǎn),以保證注入軸承內(nèi)的潤(rùn)滑劑不融化,避免軸承被燒死,造成窯車卡在窯爐內(nèi)。為此,

①確保車底送風(fēng)道的暢通和避免中途的“跑、冒、漏”;

②經(jīng)常巡視車底風(fēng)出口處風(fēng)的淮度,以不高于80℃為宜,但是也要看出風(fēng)口是設(shè)置在燒成區(qū)域還在預(yù)熱區(qū)域而區(qū)別對(duì)待,以及磚廠所在的地理位置和季節(jié),應(yīng)靈活掌握;

③加強(qiáng)窯車的維修管理,做實(shí)維修記錄,落實(shí)到人頭,進(jìn)行跟蹤,達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)的嚴(yán)加考核;

④在維修后的窯車出車口兩側(cè)加裝限制超寬裝置;

⑤窯車維修后聯(lián)合驗(yàn)收,以后在使用過(guò)程中,出現(xiàn)與窯墻摩擦碰撞和火燒窯車裙板、窯車與窯車接口處咬合不嚴(yán)等不達(dá)標(biāo)現(xiàn)象,對(duì)參加驗(yàn)收者進(jìn)行附帶責(zé)任考核;

e.防止脫軌重要控制措施:

①在軌道施τ中嚴(yán)格按照?qǐng)D紙要求操作,測(cè)量?jī)x器在鋪軌和調(diào)整軌道時(shí)隨時(shí)進(jìn)行水平高程測(cè)量和經(jīng)緯測(cè)量;

②在施T中圖示位置標(biāo)注出車軸固定支座的材料優(yōu)劣的選擇、車輪及其軸承的制作采購(gòu);

③在使用期間必須細(xì)心地維護(hù)窯車輪、軸及軸承,還有車軸的支座;

④一旦出現(xiàn)窯車輪轉(zhuǎn)動(dòng)不良,立即更換軸承并將在場(chǎng)分析換下來(lái)的軸承,找出原因,制定措施,防止以后再出現(xiàn)。因?yàn)椴晦D(zhuǎn)動(dòng)的窯車輪與軌道是滑動(dòng)摩擦,通俗地講是硬碰硬摩擦,容易造成軌道出現(xiàn)凹凸窩,導(dǎo)致軌道被不正常拉長(zhǎng);同時(shí)約束輪的輪唇也可能出現(xiàn)受力現(xiàn)象,導(dǎo)致軌道在橫向水平導(dǎo)向力的作用下而變形,壓緊板松動(dòng),長(zhǎng)時(shí)間地在同一部位重復(fù)出現(xiàn)橫向力,易造成園定壓緊板的疲勞破壞而斷裂,失去固定軌道的作用,存在著軌道接頭斷檔的隱患;

⑤確保車架不變形,維修時(shí)多測(cè)量幾次對(duì)角線的長(zhǎng)度,看是否在允許誤差范圍內(nèi),重點(diǎn)是對(duì)窯車輪與窯車架連接機(jī)構(gòu)零件進(jìn)行檢查維護(hù),一旦發(fā)現(xiàn)車輪軸與軌道不成90°,立即調(diào)整連接零件,以防止窯車在窯內(nèi)左冇擺動(dòng)呈蛇形軌跡前行從而避免車上的火下竄使軌道膨脹外伸變形或脫軌。

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