CN103292937B - 焦炉换向机传动拉条阻力测量方法 - Google Patents

焦炉换向机传动拉条阻力测量方法 Download PDF

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Abstract

焦炉换向机传动拉条阻力测量方法，属于焦炉工艺，它包括（1）测量传动拉条受力状态下的变形量△L；（2）计算传动拉条的拉力F=E×S×△L/L，式中：E——弹性模量；S——传动拉条的截面积；单位是mm2；△L——传动拉条受力状态下的变形量；L——传动拉条的原始长度。本发明可以避免交换传动系统故障的发生。本发明操作简单，仅需要直尺或卷尺，易于推广。

Description

焦炉换向机传动拉条阻力测量方法
技术领域
本发明属于焦炉工艺，具体涉及焦炉换向机传动拉条阻力测量方法。
背景技术
换向机是焦炉的关键设备之一，负责每20分钟进行一次煤气和废气交换，使焦炉温度均匀稳定。若将焦炉比作人的身体，那么换向机就是这个身体的心脏，换向机因故障停机后将对焦炉本身造成损害，严重时会影响到焦炉的寿命，因此换向机的稳定运行对于焦炉而言至关重要。
焦炉换向过程中，换向机控制液压油缸牵引传动拉条，带动加热系统的废气铊、空气门以及煤气交换旋塞等交换设备完成煤气、空气和废气气流方向的交换。
传动拉条通过链条与废气铊和空气门连接。
在交换过程中，传动拉条拉动链条在链轮的导向作用下，将废气铊和空气门提起或放下。
传动拉条的负荷受交换系统设备自身状况的影响，会受逐渐增大，甚至会导致交换系统油缸基础变形、交换行程变化、拉断传动拉条等故障，导致换向机停机。
为此，有必要对交换传动系统传动拉条的阻力进行定期检查，及早地发现拉条阻力的变化，采取相应地措施，避免换向机故障的发生。
随着现代焦炉的大型化发展，焦炉加热系统设备重量也有趋于大型化，以7.63m焦炉而言，仅废气铊的重量就达到了10t，因此对于大型焦炉而言，交换系统传动拉条阻力的变化尤其值得关注。
发明内容
本发明的目的是为了及时掌握传动拉条阻力的变化情况，在传动拉条阻力增大时及时采取措施，防止出现交换系统油缸基础变形、交换行程变化、拉断传动拉条等故障。
本发明的原理是利用传动拉条本身材质的特殊性能，通过测量拉条在交换后的变形量，计算出传动拉条的受力情况。
本发明包括（1）测量每根传动拉条的拉力，即对每根传动拉条的长度原始数据分别进行收集，即收集每根传动拉条在出厂时的原始长度。
（2）测量每根传动拉条在受力状态下的变形量△L；
（3）计算传动拉条的拉力：
F=E×S×△L/L，式中
E——弹性模量，单位是kN/mm2；
S——传动拉条的截面积，单位是mm2；
△L——传动拉条的变形量，单位是mm；
L——传动拉条的原始长度，单位是mm。
所述传动拉条的原始长度为传动拉条的出厂长度。
本发明实施例所测量的传动拉条有4根，即位于焦炉间台的交换机传动油缸两端的两根传动拉条、位于交换机一侧的一根传动拉条、以及位于焦炉端台的一根传动拉条；
分别测量两个交换的拉条拉力，然后进行对比，就可发现拉条的阻力变化情况:。    由于交换传动系统的运行环境温度一般为常温，温度对交换系统拉条的弹性模量的影响很小，忽略不计。
理论依据：对一根细杆施加一个拉力F，这个拉力除以杆的截面积S，称为“线应力”，杆的伸长量△L除以原长L，称为“线应变”。线应力除以线应变就等于弹性模量（杨氏模量），即E=( F/S)/(△L/L)。由此，拉力F=E×S×△L/L。
所述测量传动拉条受力状态下的变形量的方法是（1）先测量传动拉条不受力的自然状态下的两个端点作为基准点并作标记；（2）测量传动拉条在受力状态下的两个端点作为伸长点并作标记；（3）测量伸长点与基准点之间的距离；即两个伸长点之间的距离-两个基准点之间的距离=传动拉条受力状态下的变形量。
所述基准点是相对于每根拉条两个端点，即每根拉条有两个基准点；所述伸长点是相对于每根拉条两个端点，即每根拉条有两个伸长点；只要将每根拉条的两个基准点标记好，然后在将每根拉条的两个伸长点也标记好，测量每根拉条的两个伸长点相对于两个基准点的位置，就可以知道每根拉条两端的位移分别是多少；如果拉条两端的位移一样，则拉条的这个交换前后的阻力没变，如果拉条两端的位移有差值，则表示这个拉条的长度在交换过程中有变化，这个变化量即是传动拉条受力状态下的变形量△L。
将这个传动拉条受力状态下的变形量△L代入到公式F=E×S×△L/L中，由于其它参数都已知，可以得出拉条在这个交换过程中阻力的大小。
本发明经过太钢7#焦炉交换传动系统传动拉条进行了试验，为解决传动拉条阻力大的问题提供了数据基础。通过采取有效措施后，交换系统的最大阻力由724kN降到了472kN，消除了换向机停机故障，使焦炉加热系统稳定运行。经计算，创效达80万元，减少环保投入4万元。
采用本发明提供的方法对于大型焦炉传动拉条阻力数据进行分析，提前采取相应措施，可以避免交换传动系统故障的发生。本发明操作简单，仅需要直尺或卷尺，易于推广，可作为焦炉工艺日常检查的常规项目。
附图说明
图1是本发明实施例的交换传动系统拉条分布示意图。
图中，A、B、C、D分别为换向传动系统的四根拉条，其中A的长度是4.36米；B的长度是122.8米；C的长度是18.3米；D的长度是11.8米；C4为油缸。
具体实施方式
 实施例：图1所示，太钢焦化厂7#焦炉于2011年3月采用的拉条阻力测量步骤如下：
1、对7#炉交换传动系统的4根传动拉条A、B、C、D的长度原始数据分别进行收集。长度原始数据就是4根传动拉条出厂时的长度。其中A的长度是4.36米；B的长度是122.8米；C的长度是18.3米；D的长度是11.8米；L=4.36米+122.8米+18.3米+11.8米=157.26米；
2、确定基准点：即对每根拉条不受力情况下的两个端点位置作记号；
3、当绿向加热时，由红向转绿向后，D拉条处于受力状态，对D拉条的两端点位置进行测量；
D拉条的变形量d=31.8-11.8=20 m；
4、红向加热时，由绿向转红向后，A、B、C三根拉条处于受力状态，分别对A、B、C三根拉条的两端点位置进行测量；
A、B、C三根拉条的变形量分别是：a=14.36-4.36=10m，b=162.8-122.8=40 m，c=58.3-18.3=40 m；
6、计算：△L=a+b+c+d=10+40+40+20=110 m。
7、将变形量△L代入到公式F=E×S×△L/L中，(本实施例中，E的单位是kN/mm2，在本例中拉条的材质为因瓦合金，可以查到E值是143kN/mm2)
三根拉条的截面均呈长方形，三根拉条的截面积S=长×宽=130 mm×20 mm =2600 mm2，
F=E×S×△L/L=143kN/mm2×2600 mm2×110 m/157.26 m=371800×0.699=259888.2 kN。

Claims (1)

1.焦炉换向机传动拉条阻力测量方法，包括（1）测量传动拉条受力状态下的变形量△L；（2）计算传动拉条的拉力F=E×S×△L/L，式中：E——弹性模量；
S——传动拉条的截面积；单位是mm2；
△L——传动拉条受力状态下的的变形量；
L——传动拉条的原始长度；
所述测量传动拉条受力状态下的变形量的方法是（1）先测量传动拉条不受力的自然状态下的两个端点作为基准点并作标记；（2）测量传动拉条在受力状态下的两个端点作为伸长点并作标记；（3）测量伸长点与基准点之间的距离；即两个伸长点之间的距离-两个基准点之间的距离=传动拉条受力状态下的变形量；
其特征是所述基准点是相对于每根拉条两个端点，即每根拉条有两个基准点；所述伸长点是相对于每根拉条两个端点，即每根拉条有两个伸长点；只要将每根拉条的两个基准点标记好，然后在将每根拉条的两个伸长点也标记好，测量每根拉条的两个伸长点相对于两个基准点的位置，就可以知道每根拉条两端的位移分别是多少；如果拉条两端的位移一样，则拉条的这个交换前后的阻力没变，如果拉条两端的位移有差值，则表示这个拉条的长度在交换过程中有变化，这个变化量即是传动拉条受力状态下的变形量△L。
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