海绵实芯轮胎在炼铁烧结混料机上的应用浅析

　　　　　　　　　　　　　　　　 韩文波

　　　　　　　（焦作市六邦橡塑工业有限公司，河南　焦作　454000）

　　摘要：针对海绵实芯轮胎在炼铁烧结混料机上的应用出现的问题进行了原因分析，提出相应的解决措

施；对海绵实芯轮胎在炼铁烧结混料机上使用出现的早期损坏如：胎冠磨露线、胎冠磨露沟、胎侧爆破、

轮胎刷圈，钢圈炸裂等从混料机的设计、制造、安装使用几个方面进行分析，采取的解决措施有合理的设

计、合理安装、合理调整混料机的承重夹角、合理的分布海绵实芯轮胎的安装距离，对海绵实芯轮胎在混

料机的主、被动轮在进出料口中心距的合理调整，从而来提高海绵实芯轮胎在炼铁烧结混料机上的使用寿

命。

　　关键词：海绵实芯轮胎；混料机

　　近十几年来，随着我国钢铁工业迅猛发展，如何通过减少炼铁混料机的停机维修时间来提高炼铁的产

量，从而提高钢的产量．全国各大钢铁设计院对炼铁厂烧结混料机的传动部分进行了改进，一种是由齿圈

的机械传动挂胶轮或工业轮胎承重改为齿圈机械传动海绵实芯承重；另外一种是电机、减速机通过传动轴

上的海绵实芯轮胎承重。这两种传动形式都具有使用周期长，维修量少，机械噪音小的特点。海绵实芯轮

胎良好的下沉量和承载负荷能力，避免硬接触面产生的混料机桶面上的裂纹。但海绵轮胎在炼铁烧结混料

机上的实际使用寿命因混料机的设计、制造、安装使用等原因参差不齐。为了合理地提高海绵轮胎的使用

寿命，现从混料机的设计、制造、安装使用等方面采取措施加以解决。

　　1设计

　　影响海绵实芯轮胎实际使用寿命出了不正确的使用外，混料机承重夹角的大小、混料机旋转方向、混

料机倾角、混料机长度、选用海绵实芯轮胎的规格数量等因素都是可能导致海绵轮胎使用寿命所短的原

因。

　　一般混料机的承重夹角设计为60°。其主动海绵实芯轮胎和被动海绵实芯轮胎中心距等于混料桶的半

径加海绵实芯轮胎的静负荷下的半径；但由于海绵轮胎是橡胶制品，受到负荷作用时会发生弹性型变，

造成海绵轮胎的静负荷半径减少，造成混料机承重夹角大于60°，使海绵轮胎胎面不耐磨损，生产现

场海绵轮胎胎面的打卷、冠部裂口、磨露线等早期损坏现象。因此，为了保证海绵轮胎正常的安装使用寿

命，海绵轮胎静负荷下的混料机安装承重夹角应小于60°，可根据混料机的直径进行计算，一般在56

-57°。从而，保证混料机在承重负荷的情况下承重夹角为60°。如果炼铁烧结厂的混料机的安装承重

夹角为60°，在混料机混料过程中动负荷增加，造成混料机承重夹角大于60°，使海绵轮胎的单胎负

荷超标，形成海绵轮胎冠裂、胎冠磨损严重、胎冠磨偏等损坏现象。

　　混料机设计倾斜夹角，不同机械制造厂家也不尽相同，一般在2-3°之间，倾斜夹角过小混料机的物

料停留时间相应增长，加之各炼铁烧结厂所用的混料介质不同，海绵轮胎单胎负荷增加，海绵轮胎早期

损坏；角度过大造球效果不好。

　　混料机所用的原材料的目数大小，对混料机的负荷影响也很大，当混料介质和目数大原料混合时易

造成物料粘附在混料机的衬板上，如清理不及时，越积越厚混料机的自重负荷也会增加很多，使海绵轮

胎的单胎负荷增加，造成早期损坏。包头包钢混料机就是类似上述的情况，另外包钢混料机的倾斜夹角

在1.5°左右，物料在混料机内的停留时间长，使海绵轮胎的使用寿命均在12个月左右。想进一步提高海

绵轮胎使用寿命十分困难，只有对上述原因进行合理的综合分析，制定整改措施才能提高海绵轮胎的

使用寿命。

　　混料机的相对运动方向，以面对混料机出料口观察位置，左边为主动轮为例，混料机顺时针转动时，

混料机的主动轮端，不但承担传动力的同时，还承担物料堆积和物料翻转离心力作用下的重力作用，使

主动端海绵轮胎的单胎负荷明显高于被动端的海绵轮胎，造成主动短的海绵轮胎早期损坏。设计混料机

时考虑将混料机主动端和被动端海绵轮胎的承重负荷均匀分布，海绵轮胎主动端只承受传动力，被动端

承重物料堆积和物料翻转离心力作用下的重力作用，使海绵轮胎的负荷均匀分布在每条海绵轮胎上，从

而进一步延长海绵轮胎的使用寿命。降低成本，提高生产效率。

　　混料机使用的海绵实芯轮胎数量从理论上讲应当尽可能的均匀分布，一般间距1米；保证每条海绵实

芯轮胎承载均匀。但是，由于混料机主动端传动机构的特定要求，在混料机的中部有减速机和数比齿

轮占据一定的间距，不可能均布。可以以减速机径向垂直混料机上下均布，保证海绵实芯轮胎均布及单

胎承载均匀。

　　有部分炼铁烧结厂使用的混料机，主动轮和被动轮进出料口采用两挂一；所谓两挂一是在混料机的

进出料口的主动端和被动端轴上有3条海绵实芯轮胎，其中2条在轴承架座内，另外1条在架座外安装在悬

空轴上；此种安装的海绵实芯轮胎主动端和被动端的第2条和第3条轮胎早期损坏。混料机混料筒加载负

荷后，由于安装在悬空轴的轮胎受负荷作用，悬空轴发生重力形变，使进出料口端的第2条和第3轮胎承

载3条轮胎的负荷，造成轮胎磨露线，严重的造成轮辋炸裂；又易造成扁担式的混料筒变形，混料筒中部

海绵实芯轮胎磨损及轻；混料筒中部易发生炸裂、裂纹等设备事故，造成混料机进出料口端的海绵实芯

轮胎的早期损坏。因此，在条件允许的情况下尽可能的选用轴承架座内安装3条海绵实芯轮胎的设计形

式，减少因混料机选型造成的损失。

　　混料机海绵实芯轮胎的设计选型，海绵实芯轮胎作为橡胶制品，有着自己的独特优点和缺陷，优

点：高弹性、承载力大、使用周期长、免维护等，缺点：承载时有形变、断面和外直径有上下公差等。

因此，设计时应充分考虑海绵实芯轮胎断面公差为±3.5％，外直径公差为±1.5％；断面选择上公差

即＋3.5％，外直径选择下公差－1.5％。断面选择上公差是为了海绵实芯轮胎维护安装时轮胎间距和

相应的散热要求，避免海绵实芯轮胎轴承架座间距不足，安装不便，磨损轮胎。外直径选择下公差是

为了混料机的承重夹角合理性以及混料机和传动部分减速机之间的安全距离，由于选择了下公差，在

海绵实芯轮胎制造过程中海绵实芯轮胎走了上公差，只会增加混料机和传动部分减速机之间的安全距

离。反之，造成混料机和传动部分减速间距小，甚至是造成混料机和传动部分减速间的磨损，使混料

筒早期损坏。只有充分的考虑以上的因素，对混料机主动轮和被动轮的中心距进行合理安装。从而，

保证海绵实芯轮胎的使用寿命。

　　2 制造

　　混料机制造厂家技术能力、制造能力；炼铁厂的资金投入，由于资金原因不少大的机械制造商将

混料筒转包给小的机械制造商，造成混料机制造质量参差不齐。

　　混料机的混料筒制造过程中，筒体钢板卷曲没有达到技术要求，混料筒断面椭圆；混料桶挡筋板

不在同一平面。混料筒断面椭圆易造成混料筒运行中的上下跳动；混料筒挡筋板不在同一平面易造

成混料筒的前后窜动。以上两种混料筒制造原因造成海绵轮胎在滚动运行中增加垂直混料筒的重力和

胎面径向力，使海绵轮胎早期损坏。

　　为了降低成本，进出料口的主被动轮选择两挂一的形式，使每套混料机减少了4套轴承架座的成

本。使混料机中部易裂纹、炸裂，海绵实芯轮胎使用寿命减短，早期损坏。

　　对于混料机的制造成本价，在一定的时期是相对稳定，不能追求成本价格而过多压价，造成机械

制造商利润下降，混料机生产过程中质量降低，偷工减料；进行二次委托加工制造，造成使用中的各

种质量问题及质量隐患，使混料机达不到设计寿命。运行中发生混料机的跳动和窜动，使海绵实芯轮

胎冠裂、侧裂、冠部磨损严重等早期损坏。

　　3安装

　　混料机设计承重夹角为60°，应理解为：安装后混料机在承载负荷情况下承重夹角为60°。首先，要

考虑海绵实芯轮胎在承载负荷下的弹性形变，也就是海绵实芯轮胎在轴向标准负荷作用下的下沉量，实际

安装中的下沉量略大于标准负荷下的下沉量；加上炼铁烧结厂的设备利用系数基本上大于1，有的取值在

1.5；超出混料机设计能力的50％，这样造成海绵实芯轮胎均超负荷工作，这种情况下，只有合理的安装

承重夹角来保证海绵实芯轮胎的使用寿命。理想状态下承重夹角：Sin30°= 主动轮和被动轮中心距

/2/海绵实芯轮胎的静负荷半径＋混料机的混料筒半径－海绵实芯轮胎的标准符合下的下沉量；在实际安

装中更确切说是主动轮和被动轮的中心距计算的问题，只有合理的安装主动轮和被动轮的中心距，才能

保证混料机的设计承重夹角。

　　合理的计算出混料机的主动轮和被动轮的中心距后，就是如何安装主动轮和被动论的问题了。第一

步在主动轮垂直于主动轮轴上拉一条直线保证减速机两端的海绵实芯轮胎在一条直线上；第二步在主动

轮轴的中心点平行地面的确定主动轮和被动轮的中心距，而后以被动轮的中心距拉一条垂直于主动轮和

被动轮中心距的直线，这条直线要与被动轮的轴线垂直。第三步保证被动的每一条海绵实芯都在垂直于

被动轮轮轴的直线上。第四步在保证上述主动轮和被动轮安装到位的情况下进行被动轮端的微调，微调

的目的是保证海绵实芯轮胎承载符合的均匀性；混料机的混料筒的进出料端的负荷是不一样的，进料端

负荷小于出料端的负荷，为了保证进出料端的负荷合理分配，可将被动端出了口的海绵实芯轮胎背离混

料筒外放3-5mm。通过以上的合理安装后，混料机可以进行试运行，在实际试运行中根据海绵实芯轮胎

的磨损情况进行调整即可。

　　混料机的倾斜夹角是按照设计院的安装要求，由土建施工来完成的。

　　4使用

　　混料机在使用中海绵实芯轮胎出现的问题很多，归纳起来不外乎以下几种：

　 （1） 混料机超设备利用系数运行；

　 （2） 混料目数小，粘料严重，清理不及时；

　 （3） 设计混料机时海绵实芯轮胎选型不合理，没有考虑海绵实芯轮胎断面和外直径的公差；

　 （4） 混料机制造时混料筒制作不规范，混料筒椭圆，挡筋板不在同一平面；主、被动轮采用两挂一

的形式；

　 （5） 混料机旋转方向不合理，造成主动轮海绵实芯轮胎超负荷运行；

　 （6） 混料机安装夹角不合理；