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4.13 回转窑


4.13.1  设备安装前应按设计图设置安装基准线,安装基准应符合下列规定:

    1  测量放线前应复核基础沉降,其沉降量应符合设计要求。

    2  基准中心线应定在基础顶面四边预埋的中心标板上,基准标高应定在基础顶面埋设的基准点上。

    3  基准中心线、基准标高点偏差应符合下列规定:

        1)沿筒体轴线方向的纵向基准中心线允许偏差为±0.5mm。

        2)相邻两挡托轮基础中心距允许偏差为±1.0mm;首尾两挡托轮基础中心距允许偏差为±3mm。

        3)各挡基础上基准标高点允许偏差为±0.5mm。

4.13.2  设备组装前应复查制造厂预组装时留下的标志和编号。现场组装时应按出厂标志和编号配装。

4.13.3  测量筒体长度时,应将所测长度换算到20℃时的长度。

4.13.4  托轮底座安装应符合下列规定:

    1  底座沿窑轴线方向中心线,其允许偏差为±0.5mm;横向中心线允许偏差为±1.5mm。

    2  相邻两座中心距离允许偏差为±1.5mm。

    3  首、尾两底座中心距离允许偏差为±4.5mm。

    4  各挡底座中心点标高允许偏差为±0.5mm;相邻两挡相对高差值不应大于0.5mm。

    5  底座横向水平度偏差不应大于0.1‰。

4.13.5  托轮轴承组安装应符合下列规定:

    1  滚动轴承组安装应按图纸要求调整窜动量;开式轴承座应按现行国家标准《机械设备安装工程施工及验收通用规范》GB 50231的有关规定研刮轴瓦。

    2  滑动轴承各摩擦面配合应符合下列规定:

        1)球面瓦与轴承座每25mm×25mm面积内接触点数不应少于2点,接触角应为60°~90°;球面瓦四周应留有楔形间隙,边缘间隙应为0.4mm~0.7mm。

        2)球面瓦与铜瓦背每25mm×25mm面积内接触点数不应少于3点,接触角应为110°~120°。

        3)铜瓦与轴颈每10mm×10mm面积内接触点数不应少于3点,接触角应该为110°~120°。

        4)铜瓦端面与止推面每10mm×10mm面积内接触点不应少于1点。

4.13.6  托轮安装应符合下列规定:

    1  轴承座与托轮底座之间应涂抹凡士林。

    2  托轮轴凸台端应位于低端。

    3  托轮轴高端的止推环应与铜瓦止推面相接触,低端应留有2mm间隙,同挡两托轮顶面中心的连线与托轮底座横向中心线应平行,其允许偏差为0.5mm。

    4  同挡两轮轴心线应互相平行,且应平行于托轮底座纵向中心线,在托轮宽度内,轴心线与中心基准线距离允许偏差为0.5mm。

    5  托轮顶面斜度及顶面中心点标高应符合下列规定:

        1)顶面斜度偏差不应大于0.05‰。

        2)同挡两轮顶面中心连线应呈水平,其水平度偏差不应大

        3)托轮顶面中心点标高,相邻两挡高允许偏差为0.5mm;首、尾两挡高差允许偏差为2mm。

    6  经检查托轮顶面高度或斜度超差时,应调整托轮轴承底座下斜板。

4.13.7  挡轮安装应符合下列规定:

    1  挡轮芯轴与铜套之间的间隙应为挡轮芯轴直径的0.20%~0.25%;轴向窜动量应为0.5mm~1.0mm。

    2  挡轮芯轴端应与推铜垫配研,每25mm×25mm面积内接触点不应少于2点~3点。

    3  滚圈中心与托轮中心重合时,两侧挡轮与滚圈间隙应一致。

    4  挡轮与滚圈的接触长度不应小于挡轮厚度的50%。

4.13.8  筒体大段节组对应在转胎上进行,组对时应符合下列规定:

    1  筒体应按制造厂预组对标记组对。

    2  组对前各段节筒体制作偏差应按下列要求进行复核:

        1)在现场组对的各环向接口圆周长度允许偏差应为筒体内径的1‰~1.5‰,端面跳动不应大于1mm。

        2)各输送段长度及偏差应符合图纸要求。

        3)筒体圆度误差在大齿圈及滚圈部位不应大于筒体内径的1.5‰,其他部位不应大于‰。

        4)段节形状综合检查,其中心线、直线度及椭圆度,以各段节端面有支撑的截面中心点连接线为基准轴线,以每道环向接口两侧100mm处为检查截面,每个截面按八等分检查,测量轴线至内壁间各点半径,其偏差不应大于筒体内径的1.5%。

        5)筒体焊接前不宜拆除筒体内临时支撑架。

4.13.9  筒体整体组对应套上滚圈后,利用托轮装置及辅助托滚架进行,整体组对应符合下列规定:

    1  各环向接口错边量不应大于该处钢板厚度的8%,且最大值不应大于3mm。

    2  接口间隙应用双头调节螺栓调正并固定,接口间隙应为2mm~4mm。

    3  各接口固定后,应检查筒体各处径向跳动值(图4.13.9),并应符合下列规定:

图4.13.9  窑筒体整体组对后检查示意

1-划针;2-筒体;3-托轮装置

        1)窑头、窑尾处不应大于10mm。

        2)齿轮及各挡滚圈不应大于4mm。

        3)各中间接口离焊缝100mm处,不应大于16mm。

4.13.10  各筒体安装、组对焊接应符合下列规定:

    1  焊接材料的选用应符合设计图纸要求,并应按焊接工艺规定烘干。

    2  应避免阳光曝晒或在强热源或其他窑体正式投产运行的干扰及辐射下施焊,并应避免在5℃以下或潮湿的环境中施焊。

    3  多道接口同时施焊时,焊缝起弧点应错开500mm,每道接口中各层焊缝的起弧点不应重叠。

    4  每层焊缝应连续焊完一圈后再停止作业。

    5  焊缝应按设计或现行国家标准《现场设备、工业管道焊接工程施工规范》GB 50236的有关规定进行无损检验并合格。

4.13.11  各挡滚圈应在筒体组对焊接完成后固定,并应符合下列规定:

    1  带挡轮的托轮装置,托轮宽度中心与滚轮宽度中心应重合。

    2  各挡滚圈宽度中心与托轮宽度中心之间的距离应符合图纸要求,其允许偏差为±3mm,同侧各相邻挡滚圈之间的距离允许偏差为±5mm。

    3  同侧挡头板与滚圈的间隙应一致,允许偏差为±0.2mm。

4.13.12  齿圈应在筒体焊接完毕并检查合格后安装,并应符合下列规定:

    1  拼接式齿圈吊装前应在地面预装检查,组装后对接处应贴合紧密,应用0.15mm塞尺检查,局部间隙插入深度不应超过20mm。

    2  联接筒体与齿圈的弹簧板,应与筒体贴合紧密,应用0.5mm塞尺检查,局部间隙插入深度不应超过30mm。

    3  弹簧板上预钻铆钉孔应与筒体上预钻铆钉孔配铰,应配铰合格后再铆接。

    4  弹簧板铆接合格后,应转动筒体检查齿圈跳动值,其径向跳动值不应大于1.5mm,端面跳动值不应大于2mm。

4.13.13  传动装置安装应符合下列规定:

    1  小齿轮安装位置应保证齿轮圈宽度中心的设计膨胀位移量,其允许偏差为2mm。

    2  小齿轮底座倾斜度误差不应超过0.1%,其标高允许偏差为±1mm。

    3  齿圈与小齿轮安装时,齿顶间隙应符合设计图纸或随机技术文件的规定,当无规定时,应按下式确定和检查齿顶间隙,偏差不应大于1.5mm:

    式中:△——齿顶间隙(mm);

          M——齿轮模数(mm)。

    4  双传动时,两小齿轮啮合位置应相差半个周期。

    5  联轴器的同轴度及端面间隙应符合表4.13.13的规定。

表4.13.13  联轴器的同轴度及端面间隙

 

 4.13.14  窑头罩下轨道安装,中心线允许偏差为±5mm,水平度偏差不应大于1.5‰。 

 

4.13.15  窑头罩、窑尾罩的安装应保证密封环的装配尺寸,并应符合下列规定:

    1  摩擦环式密封环的固定安环与活动环应同轴,其同轴度偏差不应大于5mm;转动筒体检查两环在圆周上任何位置的缝隙不应大于2mm。

    2  迷宫式密封环间隙应均匀。

4.13.16  料窑扬料板、格子板安装固定时,宜间断焊或一端焊接另一端点焊。

4.13.17  熟料窑窑尾刮料器应在筑炉、试运转合格后,再进行安装。

4.13.18  窑内衬砌筑应符合现行国家标准《工业炉砌筑工程施工及验收规范》GB 50211的有关规定。

4.13.19  冷却机托轮底座安装应符合下列规定:

    1  底座中心线沿冷却机筒体轴中心线方向应为纵向中心线,其允许偏差为±0.5mm。

    2  底座横向中心线允许偏差为±3mm。

    3  各挡托轮底座中心标高允许偏差为±1mm,相邻两挡相对高差允许偏差为1mm。

4.13.20  冷却机托轮装置安装应符合下列规定:

    1  对开式轴承座应按现行国家标准《机械设备安装工程施工及验收通用规范》GB 50231的有关规定开瓦口。

    2  托轮轴凸台端应位于低端。

    3  托轮窜动量应符合图纸要求,当无要求时,托轮窜动量宜为0.5mm~1mm。

    4  托轮顶面斜度偏差不应大于0.05‰。

    5  托轮顶面斜度允许偏差为±1mm;同挡两轮顶面中点连线应呈水平,其水平度偏差不应大于0.1‰;两挡托轮相对高差值不应大于0.5mm。

4.13.21  冷却机筒体安装组对时,应转动筒体,其径向跳动应符合下列规定:

    1  进、出料端不应大于10mm。

    2  中间接口段不应大于16mm。

    3  齿圈处不应大于4mm。

4.13.22  冷却机齿圈安装应符合下列规定:

    1  齿圈与带挡轮滚圈之间的距离允许偏差为±2mm。

    2  齿圈铆接合格后,端面跳动值不应大于2mm,径向跳动值不应大于1.5mm。

4.13.23  冷却机传动装置安装应符合下列规定:

    1  小齿轮与齿圈配装,其齿宽中心相对位置应符合设计图纸要求,允许偏差为2mm。

    2  小齿轮安装时,应保证设计图纸或随机技术文件规定的两分度圆之间的距离,当无规定时,应按本规范公式(4.13.13)确定。齿轮啮合时,常温下齿顶间隙允许偏差不应大于1.5mm。

4.13.24  挡轮、筒体的安装应按本规范第4.13.7条~第4.13.12条的规定执行。

条文说明

4.13.1  氧化铝系统的窑体安装至今没有较细致、明确的技术标准和要求。近几年氧化铝系统窑体安装较多,本条是总结了国内某铝厂工程中烧成窑、焙烧窑及与之配套的回转筒类冷却机的施工及验收经验,参照原有的水泥机械设备安装要求制定的。

    烧成窑与焙烧窑的安装特点是倾斜安装,筒体与各个相互独立的支撑装置组成一个多次超静定结构,要确保筒体的直线性,各个支撑装置精度的高低至关重要,必须有一套统一的、精度较高的、不易被破坏且使用时间较长的基准点、线,以分别控制各独立的支撑装置的位置。因此应用较精密的仪器来严格控制误差。

    复核基础的沉降观测资料,是为了确定基础的沉降量,以便于与设备安装后的沉降观察资料相比较。

4.13.2  预组装标记是设备出厂前在制造厂内设备预组装合格后,在接口或接合处留下的标记,是设备制造厂对设备质量负责的一种检查,也是对产品质量保证的一个组成部分。

    本条不适用于非成套出厂的回转窑或冷却机。

4.13.3  筒体是窑或冷却机上的一个主要部件,由于其长度近百米,环境温度对其影响十分显著,在单侧受热的情况下会引起变形,同时筒体的支撑装置分别安装在相对独立的基础上,并不受温度的影响,因此为保证筒体长度测量准确,并能准确地确定筒体与支撑装置的相对位置,对测量时的环境条件的限制是必不可少的,尤其是对已投产的扩建改造项目,条文中要求应在标准环境温度下,即环境温度为20℃,同时应避免在太阳曝晒下或在强大热源辐射下测量。若环境温度不是20℃,则应将测量数据换算到20℃。

4.13.4  托轮底座是支撑装置的重要组成部分,其安装位置决定了支撑装置的相对距离及标高,回转窑的支撑装置属超静定结构,应保障各挡支撑装置定位正确,只有这样才能保证窑体总的直线性,本条对底座的位置精度作了比较严格的规定。

    考虑到支撑装置顶面(托轮顶面)斜度误差还受到托轮、轴承座等部件加工误差的影响,还要受托轮等部件本身因素影响,底座的斜度不能最后确定偏差的方向及大小,因此本条规定仅适用于一次找正。

4.13.5  鉴于托轮轴承具有重载荷、低转速的特点,因此滑动轴承应配研,以扩大轴承实际接触面积,提高承载能力。

    本条对球面瓦接触角度的规定,是在某工程施工中配研过程发现的,随着早晚温度的变化,球面瓦接触部位也发生明显的变化,鉴于这一现象,考虑到研瓦时温度与生产前和生产中的温度不尽相同,参考通常滑动轴承接触角度和球磨机上球面瓦实际接触角度,并经计算将球面瓦接触面积略大于该球面瓦与铜瓦背实际接触面积,选择了球面瓦接触角度为110°~120°,经实际生产使用证明效果良好。 

4.13.6  托轮是支撑装置中直接与筒体上滚圈相接触的部件,托轮的位置最终决定了滚圈中心线位置,也就是说,托轮是保障筒体直线性的直接支撑部件,整个支撑装置最终由托轮表面位置来决定是否是多余支撑。由于托轮实际上是一个倾斜圆柱体,为了让安装托轮的质量标准统一,使之具有较强的可比性,本条详细地规定了托轮全方位的位置精度,并且规定了托轮检查的选择点及各挡间距离、标高、中心线等项规定的内容与精度,这些都与对托轮底座的规定一致,这是因为托轮装置的加工及装配误差不应也不能超出本条对安装位置精度的规定。

    然而,托轮的斜度精度要求极高,因为托轮斜度误差不但影响托轮与滚圈接触面积,而且还会给筒体施加额外的轴向力和径向力,所以规定托轮顶面斜度误差不应超过0.05‰。托轮装置在制造组装时也允许有一定的误差,这个误差极易影响到托轮或底座,最佳方案是要求厂家成对制造,或者利用制造厂的优势在厂内选配,由于成对制造相对误差较小,不致影响托轮或底座的斜度精度。若底座与托轮斜度不能完全满足时,考虑到托轮装置的使用周期长,安装时只能降低互换性而保障托轮斜度,可采取在托轮轴承底座下加薄钢垫片调整,以确保托轮顶面斜度安装质量,对调整情况应作好详细记录。

4.13.7  挡轮在工作时仅起指示筒体上窜、下滑或者限制筒体的轴向窜动量的作用,不起主动推力的作用,也称普通挡轮。

4.13.8  筒体各输送段节是组对而成,而吊装大段节是筒体的制作在现场的延续,现场组对是制作工作的补充和完善。筒体的制造质量是质保体系中至关重要的一步,尤其是在制造单位与安装单位相分离的情况下,必须对筒体原制造质量进行比较全面的复查,才能便于现场拼接工作连续进行,本条规定的目的主要是为了分清双方的责任。

    关于检查取点的原则,因为筒体不是机加工件,筒体上局部有不影响整体的变形(如纵向焊缝),检查中应去除这种偶然因素,而且还应使各检查结果具有较强的可比性,检查点数量过多则易碰到诸如纵向焊缝等偶然误差,过少则不能代表筒体轮廓,两检查点间最小距离不应小于筒体半径,为统一起见特规定按八等分检查。

    因为筒体内支撑架是制造厂控制筒体质量的组成部分之一,只有当该支撑架影响组对时才能去掉。

4.13.9  本条规定整体组对时要套上滚圈,并通过滚圈支撑筒体,这是为了让筒体组对时的回转基准与正式生产时的基准相一致,避免由于基准不重合造成的系统误差,从而保障筒体安装质量。

    本条制定的依据及指导思想是以同轴度概念为出发点。因为检查筒体偏摆是检查筒的轴向弯曲,所以应尽量消除和减少筒体径向变形造成的影响,考虑到滚圈加工精度高、刚性好,转动筒体时应以滚圈为支撑,将其作为回转基础,由于筒体在自重作用下始终紧贴滚圈下端,检查点也必须选择在筒体下端,这样检查结果才具有较高的重复性、可比性。

4.13.10  筒体焊接是组对工作中至关重要的一环,欲保证焊接质量,就要有良好的焊接环境,熟练的焊接技术,正确使用焊接材料、设备,制定合理的焊接工艺。

    根据实践经验,采用多条焊缝同时焊接,并控制窑头、窑尾端变形,先将中间各段焊口焊接后,再分别焊接窑头、窑尾段,这样更利于综合调整,消除变形造成的偏差,焊接效果良好。

    据此,本条对焊接方法提出应错开500mm、允许多条焊缝同时焊接等宽松要求,以适应不同层次的装备及技术的发展。

4.13.12  筒体焊接完后,去掉所有附加支撑,经转动检查合格后,方可安装齿圈,这样做的目的是为了保证大齿圈与筒体均以同一基准为回转中心,也就避免了基准不重合造成的系统误差。为了便于齿圈找正,在弹簧板上留有一定可调量,本条特规定,弹簧板应与筒体上预钻较小铆钉孔配钻、配纹至设计孔径。

4.13.13  传动装置除小齿轮与齿圈啮合外,几乎与筒体相互独立。为保障小齿轮宽度中心与齿圈宽度中心的热膨胀距离,小齿轮安装位置可以根据齿圈的实际位置适当修正。通常应由设计根据各种工艺条件直接验算出齿轮副中心距的加大量。

    在设计没有给定,又缺乏对工艺条件的了解时,应使用条文中的经验公式计算齿顶间隙。该公式使用比较简单、准确,但该公式毕竟是经验公式,使用时以窑表面温度为250℃为宜。若过高,则应让齿顶间隙偏差取正值,反之则取负值。

4.13.16  由于窑内是高温生产,筒体散热快,使得窑内扬料板、格子板温度与筒体差异较大,满焊会产生很大的热应力,甚至会使筒体开裂,因而本条规定“宜间断焊或一端焊接另一端点焊”。

4.13.17、4.13.18  刮料器的作用是刮料,在无负荷运转时无料可刮,事先安装后,不可避免地会产生过大的振动,这样既干扰了对其他传动部分运转声音的检查,又对窑内衬寿命不利。因而规定试运转合格后再安装。

4.13.20、4.13.21  由于冷却机通常只有两挡支撑,属于标准的简支梁,条文虽对其位置精度做了严格的限制,但其精度数值却比回转窑宽。这是因为托轮装置位置的偏差会影响冷却筒体位置,而对各挡受力的分配影响较小。条文还对影响接触面积、影响轴向力的斜度偏差值做了比较严格的限制。

4.13.23  由于冷却机本身温差比较大,又受其布置位置的影响,齿轮的中心距加大量就更加具有波动性,设计应直接给出中心距加大量,或齿轮热膨胀量。

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轻金属冶炼机械设备安装工程施工规范 GB50882-2013
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