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常見問題

  散料機械在設計與制造過程中經常發生一些問題,這些問題往往在安裝和使用過程中才被發現。為避免和減少此類問題的發生,本文對常見問題進行部分列舉。以供設計與制造以及使用的相關人士參考。由于篇幅所限,本文僅是對部分問題的列舉。更多問題尚需要大家在日常的工作實踐中不斷的積累和總結。

1、關于能力參數、運動參數和幾何參數

散料機械的參數較多,如皮帶機的能力,斗輪堆取料機的能力,裝船機與卸船機的能力等,各種設備皮帶機的帶速,各種設備的皮帶寬度,各種設備的俯仰速度與俯仰角度,回轉速度和回轉角度,大車走行的速度范圍等,這些參數都應當與整個系統及現場的實際位置要求相互適應。任何參數既不可過大,也不可過小。過大和過小對系統和設備都不利。參數的問題其實包括總體設計選型和設備設計兩個方面,如果在設備選型時設備參數就確定的不合理,則必然制造的產品也是不合理參數的產品。例如:

a.在一些現場因為用戶在總體設計時將斗輪堆取料機的取料能力的參數選用值較大。在設備投產后發生后后續皮帶機或其它設備過載。在設計時往往將斗輪的斗容體積設計的過大,或所確定的物料密度比實際值偏小。為減少過大的取料能力,用戶通常更換料斗或修改斗容。此問題在許多現場發生過。

b.皮帶寬度過寬,皮帶帶速過高。皮帶的寬度選取與設備實際運送物料的能力有關,能力大,既單位時間物料通過的量大,帶寬就寬,同時也兼顧物料的特性。如物料密度較大,且較堅硬時選擇較寬皮帶。關于皮帶的寬度和速度的計算可參考本站免費計算軟件進行計算。皮帶的速度計算時也是要本著適中的原則。當物料粒度較大時皮帶的寬度取大值。當皮帶的帶速過高時容易加快皮帶的磨損降低皮帶的使用壽命。有的設計者將皮帶速度參數留有過大的余量,使速度過高,從而降低了皮帶的壽命。

c、關于各個機構的速度:散料機械的各個機構的速度的確定是有一定原則的。一般與設備的能力,機構的需要效率,運動機構的慣性載荷有關。對具有俯仰機構的設備其俯仰速度一般用最前端的線速度來描述。在即可滿足機械效率的前提下,俯仰速度通常為4-6米/分,過低的速度會影響效率,過高的速度會加大驅動電機的功率,并導致在俯仰機構在啟動或制動時發生較大沖擊,對鋼結構的受力不利。斗輪堆取料機、裝船機、卸船機的大車走行機構的走行速度,其高速一般控制在30米/分以下,低速要根據工藝要求確定,如斗輪堆取料機要根據取料能力和進尺量確定,裝船機與卸船機則可取更低的低速作為工作速度。對于帶有回轉機構的裝船機和卸船機的回轉速度其最前端的回轉線速度一般為小于或等于30米/分。斗輪堆取料機的回轉速度的變化是按照余弦函數的倒數成正比的關系變化,在懸臂平行于軌道時為0度,速度調整的角度范圍從0度到70度,70度到90度為恒速運行,在斗輪堆取料機的設計中要限定最高回轉速度,同時在設計最高回轉速度時要根據取料能力來設計。如果取料時回轉速度偏低時會發生取料能力不夠的現象。斗輪堆取料機在取料狀態時回轉速度為斗輪處水平回轉時的線速度。速度范圍常取值為25-50米/分,對較大取料量的設備,如取料量為6000噸/時時取50米/分左右,小取料量的設備取25-30米/分。如果堆取料機回轉機構的轉速過低會發生取料量不夠的問題。

d、關于幾何參數:設備的幾何參數包括軌道中心距,懸臂長度,回轉半徑,俯仰角度,適用船型料堆高度等參數,這些參數應當通過仔細的布置確定,要從設備、料場、碼頭前沿、工藝等多方面考慮,不可忽視。如要考慮船的空載最高潮汐,滿載的最低潮汐,料堆的軌上高度和軌下高度,俯仰最高和最低位置時皮帶機允許的最大傾角等。料場的軌下高度值如果過低會影響到回轉角度,既斗輪無法取到軌道基礎根部物料。軌道中心距與設備的參數也有相互適應問題,當選定的軌道中心距偏小時容易發生輪壓過大或過小的故障。

上述參數問題往往會在總體或設備設計時出現錯誤,最終導致設備在投產后不夠完善。在堆取料機設備上或裝船機設備上就會發生回轉角度由于幾何位置的限制而達不到實際需要的參數。這樣會給設備的實際應用功能達不到工藝要求,會給用戶和制造者造成重大經濟損失。在皮帶機或散料機械上,如裝卸船機、斗輪堆取料機等設備上皮帶機溜筒的幾何位置關系設計不當會發生物料堵塞、皮帶跑偏、撒料等故障。

e、關于各個機構的功率參數

不同設備不同機構的功率各有不同的計算方法,在實際選用時也應當要使其具體數值適宜。過高或過低的參數對設備都不利。很多用戶愿意追求較大功率,因為他們擔心功率不夠,其實不然,過大功率將使設備運營成本加大。更重要的一點是在功率增大后部分機構的載荷在出現過載時也隨之加大。如斗輪堆取料機的斗輪機構或回轉機構當出現過載時會使整機的鋼結構載荷加大,直接影響到設備鋼結構的強度或剛度。為此,不提倡將設備各個機構驅動電機功率的余量增加過大。

2、機構的差錯

設備在設計時會發生機構的差錯,例如在俯仰設計或起升機構以及懸臂伸縮機構的設計中將滑輪倍率計算錯誤;驅動或傳動機構出現多余約束,從而發生斷軸故障;軸類零件計算差錯發生疲勞破壞;齒輪類零件在設計中由于強度不夠發生斷齒;標準減速機選用過小壽命短;皮帶運輸機驅動裝置的第一級傳動齒輪斷齒斷軸;部分機構所確定的形式或機構方案不可靠造成經常出現故障等。在安裝階段會發現相互安裝尺寸或形狀錯誤導致無法安裝等。對重要具有旋轉裝置的銷軸,通常帶有需要潤滑的滑動軸承,其銷軸的安裝角度要特別注意,安裝角度的錯誤會使軸承需要潤滑的角度位置加不上油脂。

3、結構的故障

所謂結構是指由鋼板或形鋼焊接而成的構件用于支承設備的主體或某些部件的主要承載件。這些支承件的構造一般為箱形梁或工字梁組成。現在,大多企業在鋼結構設計時都采用國外先進的有限元軟件進行強度計算。在設計手段上有了較大的進步,一般設備主體結構的連續直段較少出現開裂等強度問題,而在非連續位置容易發生故障,如斷裂、開焊、疲勞開裂等問題,尤其在梁的彎折點、力的傳遞點、相連接的筋板或格板處是故障的多發點。在設計和制造過程中應當格外注意,設計的重點要放在鋼結構件設計的局部處理和力的傳遞上。有許多大的故障或事故是發生在梁的局部或力的傳遞點。在計算時往往結構的局部或力的傳遞點很難進行接近于實際的力學模型簡化,所建立的力學模型和數學模型要盡最大可能去接近于實際狀況。因此,對梁的局部要進行認真的分析。另外對非直梁過渡區間的彎折半徑要盡量取大值,因為在此區間具有一定程度的應力集中,此處的應力和非彎折區間相比要大很多。彎折曲率半徑越小,應力集中越大。當故障出現在重要部位時會發生設備傾翻、主要受力件斷裂的重大事故。所以,必須特別注意結構件的設計和計算,尤其是鋼結構局部的設計。另外,設備在制造階段的焊接也同樣重要。必要的焊接后的探傷,焊縫的形式,焊接工藝等是結構件焊接質量保證的條件。在設備安裝和使用過程中國內已多次發生因設備強度故障導致設備倒塌的重大事故,并會引起重大人員傷亡和較大的經濟損失。所以,必須注意在設計、制造、安裝、使用各個階段設備的強度問題。尤其在設備投產后要經常觀察設備的螺栓連接、焊縫、構件本體是否有開裂、開焊斷裂。許多設備在最初或應用一段時間后出現問題。在結構方面還有重要的一點是要特別注意剛度分析和計算。一般穩定性計算和局部板殼穩定性計算在現有應用計算軟件中難以進行,應當進行認真分析。有的設備就是因為桿件或梁的變形或失穩發生故障或事故。對某點的各種位移在大多數應用軟件中可以得到其結果。在了解各個點位移情況后在進一步進行決策和分析。要避免設備某些梁的變形或下撓超出規定值。另外,在一些結構上經常會因設計不當發生存水積水現象,機器室電氣室也經常會發生漏雨漏水現象。

4、控制和拖動

由于現代機械設備控制和拖動系統采用了比較多的進口或合資企業制造的產品,設備控制和拖動系統的故障率相對較少,其主要表現形式是所有一次檢測儀表的可靠性。如各種限位開關的可靠性,各種編碼器的可靠性,檢測系統的機械連接的可靠性等。在設計中的確表現主要是是否控制和保護系統完備與合理。各種屏柜的布置位置是否合理,各種電纜的走向是否合理和符合規范要求。

5、輔助結構件的問題

輔助結構件是設備安全保護設施,如走臺、梯子、欄桿等。因為不是主要受力件,容易在設計和制造階段被忽視,使一定數量的輔助鋼機構件在現場安裝階段發現尺寸或安裝位置、裝配方式不合適、梯子欄桿、走臺不符合安全規范標準要求,現場焊接和安裝時焊接質量不合格。這樣的問題需要到現場進行修改或在現場進行檢查糾正。

6、其它問題

實際上,并不是所有設計或制造問題都是具有較復雜概念方可避免或解決的問題。往往越是簡單的問題越容易發生。且發生的數量還比較多,如尺寸的錯誤、數量的錯誤、材料的錯誤、最基本機械概念的錯誤。簡單低級的錯誤約占錯誤總量的百分之八十到九十。控制和減少簡單錯誤成為產品質量提高的關鍵。

散料機械與其它通用機械的特點:

散料機械是單件小批量生產的大型機械設備,大多數產品為針對某一個項目設計制造的產品,并非象汽車制造業那樣產品相對形式參數等比較固定,并切制造出數量較多的產品。所以設備的設計和制造在不同的用戶都存在一定的差異。正因為如此,設備會必然存在這樣或那樣的問題和不足,要提高設備的綜合質量就要求產品從設計就開始嚴格按照產品的規范或合同的規定進行設計。制造階段要制定嚴格的制造工藝,通過認真和仔細的設計和計算盡最大可能使設備達到最完善的要求。按照國際慣例企業在各個方面的管理要按照ISO 9000系列標準進行管理和要求。

設計工作必要的要求:

對一種產品最重要的是設計工作。在設計工作過程中應當避免如下幾個方面的問題:

在對某項技術問題并不十分了解或理解時不可應用到某項產品上;

不可因為設計工作周期較緊而取消必要的設計審查或檢查核對工作;

不可在實際設計工作中評經驗進行設計;

對所有改進的產品要進行詳細的計算和分析;

不設計無把握的產品;

他人的所設計的機構或結構要在理解后在拿過來使用,在未理解或未完全理解時不要使用。當然,這里并不是反對創新或創造,目的是要使所設計或制造的產品可靠,真正達到其應有的功能和品質。

本文是經過多年實踐經驗研究的概括總結,實際上僅僅通過一篇較短的文章將大量的問題全面的反應出來是非常困難的,這就需要從事本專業的大多數工程技術人員通過多年深入的工作積累和研究去發現問題和解決問題。作為從事本行業企業的各個方面應當從經濟和信譽兩方面來認識和處理技術與質量問題。使所設計和制造的產品真正滿足市場經濟的要求和用戶的要求。
 

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