温差应力对 HL环链斗式提升机的影响与解决案例-鹤壁通用.

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HL型环链斗式提升机适用于垂直输送磨琢性较大的粉状、粒状、及小块状物料，如粮食、煤、水泥、碎矿石等,输送高度最高40m，HL环链斗式提升机特点为，结构简单，运行平稳，掏取式装料，混合式或重力卸料，轮缘采用组合链轮，更换方便，鹤壁通用环链斗提机链轮轮缘经特殊处理寿命长，下部如采用重力自动张紧装置，能保持恒定的张力，避免打滑或脱链，同时在料斗遇阻时，有一定的容让性能够有效地保护运动部件，物料温度不超过250℃。鹤壁通用60年专注提升、振动、输送设备研发、生产，今天为您分享温差应力对 HL环链斗式提升机的影响与解决案例。

    某磷石膏产品项目部有一套年产5万t的磷石膏制粉和50万m2的砌块生产线，自运行以来有1台环链斗式提升机经常出现料斗拉坏和脱链、断链等故障，严重制约了生产。

    1、生产实际中出现的问题
    针对斗提机出现的问题，技术组与厂家进行了沟通，认为是工作时负荷太大、料斗质量差等原因造成的。设备生产厂家更换了质量较好的料斗，但更换之后原来的问题仍然没有彻底解决，而且还出现了链轮驱动轴断裂现象。相关专家又提出可能存在安装问题，于是安装单位又对安装精度进行了核实，垂直度得到了修正，但问题依旧未解决。项目部只有不断维修，消耗大量备件，严重影响了正常生产。

    2、斗提机技术条件与工作现象
    2.1 斗提机技术参数
    环链斗提机型号为HL300，高度为22m，双链轮式;输送化学石膏和磷酸生产废弃物;输送能力为12.8t/h，物料温度为60一80°C，实际送料量为7t/h。

    2.2 故障现象
    (1)运行过程中有时会听到链条擦壳的声音，此时必须及时调紧链条，否则会出现脱链现象。
    (2)设备完好运行时间一般为2周，更换质量较好的料斗后，时间一长，最终料斗还是会坏，链条拉断。
    (3)每次损坏都是在运行一段时间重新开车后不久造成的。

    3、原因分析与假设
    该公司还有同一生产厂家提供的另外2台斗提机，但并未出现上述问题。在该斗提机前面有烘干、脱水和球磨等工艺过程，物料输送稳定，且不存在结疤、卡死等现象，而且也未出现流道堵塞现象，所以超设计负荷假设不成立。
    带着上述问题结合生产实际情况，找出了问题所在。好的斗提机与容易坏的斗提机的主要不同点就是运行的温度不同。容易坏的这台壳体内外存在60°的温度差，因此判断出温差产生的应力是造成斗提机损坏的根本原因，现在从下面的计算中加以验证。

    4、计算分析
    4.1 计算有关的基础数据

斗式提升机基础数据  表1

高度L/m	链条直径d/mm	链条材质	斗壁厚δ/mm	斗壁材料	弹性模量E/MPa	膨胀系数α/°C-1	温差平均值△t/°C
22	18	16Mn	3	Q235	2.08×105	(13.5~14.3)×10-6	60

    4.2 应力计算
    (1)温差导致链条比外壳多伸长△L,m
    △L=L△ta=18.9mm,
    伸长率ε=△L/L=8.6x10-4
   
    (2)假设最初下链轮所受的力为。，则在生产中链条受到的应力为
    σ=Eε=179MPa。
    查表得钢材的许用应力[σ]=170MPa，因为有σ≥[σ]，所以在热态下下滚轮不受力的情况下，斗提机再冷却到室温，链条所受到的拉应力就超过材料的许用应力。
    以上计算只算链条的拉伸，而未计算斗提机壳体的压缩，因为壳体的横截面积比链条的横截面积大得多，故将壳体视为刚体计算。

    (3)单根链条所受的拉力
    F二σA=45.5kN，
    单根链条作用在料斗的面积
    A1=δd=54mm2,在料斗上的最大挤压应力
    σjy=F/(A1x10-6)=84.2MPa。
    挤压应力σjy远大于其许用挤压应力[σjy]=2[σ]=340MPa，因此料斗会发生塑性变形，发生变形后链条松动，发生异响，保运人员就会及时收紧，几个循环下来就导致料斗损坏，乃至整条链条断裂。上面的计算是基于在热态下预紧力为零计算的，而生产实际中操作维护人员通过链轮调节螺杆的预紧力会远大于零;另外由于传动轮张紧边的力远大于松弛边的拉力，因此各部件实际所承受的应力远大于上面计算的数据，料斗、链条拉坏就在所难免。究其根本原因是各部件存在温度差引起伸长度不一样，使设备内部各部件之间产生内应力，当内应力达到或超过材料所承受的极限时，就造成设备的损坏。通过以上分析说明温差应力是造成料斗损坏、链条拉断的根本原因。

    5、解决措施
    5.1 短期对策
    每次启动前先检查一下链条的张紧情况，保证链条处于合理的张紧程度，在投料过程中再适度调紧链条;生产结束后将链条调松到初始状态。采用这种方法一直未出现斗提机故障，但这种方法较为麻烦，而且还必须依赖操作工人的责任心。

    5.2 长期解决方案
    将原来下部调节链轮的螺杆拉紧装置更改为重力张紧装置，使链条拉紧力恒定在稳定的范围，不再出现冷紧热松的现象，彻底消除了设备隐患。通过结构上的改进彻底消除了温差应力的影响，使链条料斗拉应力不超过材料的许用范围，该设备经改进后从未发生过故障。

    通过斗提机损坏原因分析，提出了温差应力是造成斗提机损坏的根本原因的假设，通过公式验算证明假设正确;提出解决方案，在实际生产中加以改进，使设备故障率大大降低，取得了良好的经济效益。

    鹤壁通用斗式提升机工程案例：

鹤壁市通用机械电气有限公司即原机电部鹤壁通用机械厂，60年专注提升、振动、输送设备。专业生产斗式提升机、振动给料机、仓壁振动器、布袋除尘器、皮带输送机、螺旋输送机、刮板输送机、筛分设备。定制各种非标设备，免费售前，售中，售后技术支持。鹤壁通用斗式提升机输送量大、超高提升。具体型号有TB板链斗式提升机系列、NE板链斗式提升机系列、NSE板链斗式提升机系列、TD带式提升机系列、TH环链斗式提升机系列及钢丝胶带斗式提升机等。

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