回轉(zhuǎn)窯的重量占整個(gè)水泥廠機(jī)械設(shè)備總重的20%～40%；它的造價(jià)占全廠投資的10%～15%；它的性能和運(yùn)轉(zhuǎn)情況在很大程度上決定著水泥的產(chǎn)質(zhì)量和成本。所以，它素有水泥廠心臟之稱。許多人這樣評(píng)價(jià)它：只要大窯轉(zhuǎn)，就有千千萬(wàn)萬(wàn)。由此可見，提高回轉(zhuǎn)窯的運(yùn)轉(zhuǎn)率是非常重要的。
　　要保證回轉(zhuǎn)窯能夠長(zhǎng)期安全穩(wěn)定地運(yùn)轉(zhuǎn)，從設(shè)備維護(hù)和正確使用方面來(lái)說(shuō)，調(diào)整好托輪是重中之重的一項(xiàng)工作。當(dāng)前，許多水泥廠最缺乏的技術(shù)工人就是經(jīng)驗(yàn)豐富的看火工和托輪工。因?yàn)檫@些工種技術(shù)比較復(fù)雜，不是在短期內(nèi)就能掌握的。許多水泥廠的回轉(zhuǎn)窯因?yàn)橥休喺{(diào)整不當(dāng)，引發(fā)了許多重大設(shè)備事故。如回轉(zhuǎn)窯下炕，也有稱為掉窯的，就是回轉(zhuǎn)窯窯體從托輪上掉下來(lái)、輪帶頂壞或頂?shù)魮蹊F、回轉(zhuǎn)窯發(fā)生劇烈振動(dòng)、托輪和輪帶表面出現(xiàn)點(diǎn)蝕、掉碴掉塊、裂紋、嚴(yán)重磨損不均、多邊形或小波紋和窯體彎曲等，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)引起托輪軸承燒瓦斷軸事故，這些都會(huì)造成巨大的損失。
　　調(diào)整托輪的目的有三：一是使窯體能夠按所要求的規(guī)律沿軸向正常地上下往復(fù)竄動(dòng)，以保證托輪和輪帶外表面均勻磨損；二是使回轉(zhuǎn)窯筒體中心線在熱態(tài)時(shí)永保一條直線，以使托輪和輪帶受力均勻，不產(chǎn)生超載現(xiàn)象，降低功率消耗；三是使各檔托輪能夠均衡地承受窯體載荷，以保證不產(chǎn)生附加應(yīng)力，減少或避免機(jī)件的過(guò)早損壞。如果通過(guò)調(diào)整托輪，達(dá)到上述目的，就必須在理論上進(jìn)行深入研究，在方法上能夠熟練掌握。但筆者在現(xiàn)場(chǎng)工作中發(fā)現(xiàn)，全面具有這方面知識(shí)的技術(shù)人員和技術(shù)工人卻較少，往往因此將回轉(zhuǎn)窯調(diào)亂，進(jìn)而引發(fā)出許多不該出現(xiàn)的問(wèn)題，甚至造成很大的損失。為此，筆者根據(jù)在生產(chǎn)調(diào)試、達(dá)產(chǎn)、監(jiān)理和處理有關(guān)問(wèn)題中的體會(huì)，對(duì)回轉(zhuǎn)窯正確調(diào)整進(jìn)行介紹，供大家參考。

1　窯體運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)軸向竄動(dòng)的分析

　　回轉(zhuǎn)窯筒體通過(guò)輪帶支承在多檔支承裝置的托輪上慢速回轉(zhuǎn)工作，一般以3%～5%的斜度傾斜布置，絕大多數(shù)在3.5%～4.0%之間。當(dāng)托輪的軸向中心線與窯體中心線平行，在窯運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)窯體就會(huì)沿軸向下竄。
　　曾有許多人提出過(guò)這個(gè)問(wèn)題，為什么窯體不轉(zhuǎn)時(shí)不下竄而轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)才下竄?下面就從理論分析上來(lái)解答這個(gè)問(wèn)題。
1.1　窯體靜止時(shí)不下竄的分析
　　設(shè)窯體重量為G，包括窯襯和輪帶，窯體的傾斜角為α，則窯體沿軸線方向有一個(gè)向下的分力G1。由圖1可見：

圖1　窯體的軸向和徑向分力

　　G1是窯體重量向下的軸向分力，即窯體的下竄力，G2是徑向分力，即作用于兩個(gè)托輪上的合力，由圖2可知輪帶傳給一個(gè)托輪上的正壓力為：

圖2　一個(gè)托輪的受力分析

　　式中β為托輪與輪帶中心連線與鉛垂線之間的夾角，一般正常情況下β＝30°。
　　托輪與輪帶接觸表面的摩擦力為：

　　窯體的斜度一般多用百分?jǐn)?shù)表示，一是因?yàn)楦G體的傾斜角α很小，二是為了計(jì)算方便，所以窯體的斜度不用tgα表示，而用sinα表示。窯體的斜度為2.5%～5%，即sinα＝0.025～0.05，則α＝1°25′57″～2°51′58″。將α值代入(1)式中，則得G1＝(0.025～0.05)G(kN)。(4)式中的μ為托輪與輪帶表面的滑動(dòng)摩擦系數(shù)，對(duì)干摩擦，μ＝0.15～0.20，當(dāng)有潤(rùn)滑時(shí)，則μ＝0.05～0.10。將β＝30°，α＝1°25′57″～2°51′58″代入(4)式中便得：

　　這就是說(shuō)，在任何時(shí)候永遠(yuǎn)存在G1＜F，即窯體下竄分力G1永遠(yuǎn)小于托輪與輪帶接觸表面間的滑動(dòng)摩擦力F0。所以，窯體在靜止時(shí)不會(huì)下竄。實(shí)踐也完全證明了這一點(diǎn)。即使窯體的斜度很大，達(dá)到5%時(shí)在靜止的情況下也不會(huì)下竄。
　　當(dāng)托輪的軸向中心線平行于窯體的軸向中心線而窯運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，托輪的受力情況發(fā)生了一些變化，與窯體靜止時(shí)有所不同。這時(shí)的輪帶除受窯體回轉(zhuǎn)部分重力產(chǎn)生的下竄力G1作用之外，還受有一個(gè)垂直于下竄力G1由傳動(dòng)大齒圈帶動(dòng)沿輪帶圓周線速度方向的圓周力Pt，見圖3。

圖3　窯體運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)輪帶的受力分析

　　這個(gè)圓周力Pt用來(lái)克服托輪軸承中的摩擦阻力矩Mf的，其值為：

　　Pt—輪帶上作用的圓周力，kN；
　　 ，一般φ＝0.25～0.40；
　　r—托輪軸頸的半徑，m；
　　R—托輪的半徑，m；
　　f—托輪軸承的摩擦系數(shù)，對(duì)稀油潤(rùn)滑的滑動(dòng)軸承，f＝0.018；對(duì)干油潤(rùn)滑的滾動(dòng)軸承f＝0.004；
　　α—窯體的傾斜角，α＝1°25′57″～2°51′58″；
　　β—意義同前，β＝30°。
　　將以上各值代入到(6)式中便得最大圓周力為

　　下竄力G1，max與圓周力Pt，max的合力Qmax為：

　　比較(8)式與(5)式可見，Qmax總是小于Fmin。這就是說(shuō)，在窯體運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，圓周力Pmax與下竄力G1的合力Qmax仍然小于托輪與輪帶表面的最小滑動(dòng)摩擦力Fmin。從一般力學(xué)分析，按“理”說(shuō)在窯體運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)輪帶與托輪間也不會(huì)產(chǎn)生相對(duì)軸向移動(dòng)，即窯體不應(yīng)下竄。但事實(shí)與此相反，在窯體運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)如果不采取措施，窯體便會(huì)緩慢地向下軸向移動(dòng)。移動(dòng)的速度與窯體的斜度有關(guān)，斜度越大，移動(dòng)越快。這種現(xiàn)象用一般的宏觀力學(xué)平衡條件就無(wú)法解釋，于是出現(xiàn)了彈性滑動(dòng)理論和當(dāng)量摩擦學(xué)說(shuō)。
1.2　彈性滑動(dòng)理論
　　窯體在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)沿軸向向下竄動(dòng)的原因，用彈性滑動(dòng)理論來(lái)解釋的第一位學(xué)者是原蘇聯(lián)人A.N.波加偌夫(БОГаНОВ)〔1〕〔2〕。
　　近代關(guān)于摩擦傳動(dòng)的理論證明：當(dāng)托輪的軸向中心線與窯體的軸向中心線平行，在窯體運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)圓周力與下竄力的合力Q雖然不足以克服宏觀的滑動(dòng)摩擦力F，但由于托輪與輪帶兩個(gè)圓柱體為直接接觸的摩擦傳動(dòng)，所以合力Q可使摩擦在接觸變形平面上沿Q方向產(chǎn)生彈性變形，從而引起沿合力Q方向的所謂彈性滑動(dòng)。將其分解后便得周向彈性滑動(dòng)和軸向彈性滑動(dòng)兩個(gè)分量。周向彈性滑動(dòng)的結(jié)果是從動(dòng)輪、即托輪的失速，軸向彈性滑動(dòng)的結(jié)果便是主動(dòng)輪，即窯體軸向下竄。
1.2.1　周向彈性滑動(dòng)分析
　　托輪在正壓力P的作用下(參見圖1、2、3)，輪帶與托輪接觸處就會(huì)產(chǎn)生彈性變形而形成一小塊接觸平面。變形平面的周向界限點(diǎn)A-C段所對(duì)應(yīng)的中心角γ稱為接觸角，如圖4a所示。當(dāng)輪帶1傳遞扭矩Mn，1時(shí)，在A-C段平面上就會(huì)產(chǎn)生摩擦阻力Pf，1。一般來(lái)說(shuō)，在接觸平面的A-B開始段內(nèi)不產(chǎn)生摩擦力，故將此段所對(duì)應(yīng)的中心角γAB稱為靜角。只在接觸平面的B-C段內(nèi)才產(chǎn)生摩擦力，存在相對(duì)滑動(dòng)，故將此段所對(duì)應(yīng)的中心角γBC稱為滑動(dòng)角。作用于主動(dòng)輪輪帶和從動(dòng)輪托輪周向接觸面上的摩擦力Pf,1和Pf,2的方向如圖4b所示。

圖4　輪帶與托輪接觸區(qū)域周向彈性滑動(dòng)分析

　　很明顯，由于摩擦力的作用在兩輪周向接觸面的表層金屬內(nèi)部將各自產(chǎn)生一定的周向應(yīng)力σt,1和σt,2。對(duì)作為主動(dòng)輪的輪帶在點(diǎn)A以前及A-B段范圍內(nèi)，因表層金屬推動(dòng)從動(dòng)輪的托輪旋轉(zhuǎn)，故其表層金屬將受到周向壓縮，同時(shí)產(chǎn)生周向壓縮應(yīng)力σt,2。從點(diǎn)B開始，由于被壓表層金屬要恢復(fù)彈性變形，故周向壓縮動(dòng)力逐漸變小，到某一點(diǎn)K時(shí)為零。這表明，表層金屬已開始出現(xiàn)周向拉伸，即內(nèi)部開始產(chǎn)生周向拉伸應(yīng)力。由于這種變形均在彈性范圍之內(nèi)，因此服從虎克定律，即呈直線規(guī)律變化，見圖4C所示。從動(dòng)輪托輪在A-C段內(nèi)的應(yīng)力與變形恰與主動(dòng)輪輪帶1相反(圖4b)。
　　綜上所述，在周向接觸區(qū)域的AB段，雖然托輪與輪帶相接觸的表層金屬各有周向拉伸與壓縮，但都一同向轉(zhuǎn)動(dòng)方向的前面運(yùn)動(dòng)，此時(shí)沒有明顯的相對(duì)滑動(dòng)現(xiàn)象產(chǎn)生。在BC段情況就不同了，主動(dòng)輪的輪帶由周向壓縮變?yōu)橹芟蚶?，沿圓周方向產(chǎn)生周向伸長(zhǎng)，而從動(dòng)輪的托輪與輪帶恰好相反，產(chǎn)生周向縮短。因而，兩者之間便產(chǎn)生了相對(duì)彈性滑動(dòng)，如圖4c和圖4d所示。這就使托輪的實(shí)際圓周速度v2低于其平均圓周速度。顯然，從動(dòng)輪——托輪所丟失的圓周速度vt就是主動(dòng)輪——輪帶的周向彈性滑動(dòng)速度。從本質(zhì)上講，這個(gè)周向彈性滑動(dòng)速度Vt就是由于周向應(yīng)力σt在單位時(shí)間內(nèi)引起的周向位移量，這也就是所說(shuō)的彈性滑動(dòng)。這在實(shí)踐中亦有所反應(yīng)，我們所見到的托輪表面出現(xiàn)的 魚鱗狀破損就是由此而造成，觀察其方向與此分析相符。
1.2.2　窯體軸向彈性滑動(dòng)及其速度計(jì)算
　　由摩擦傳動(dòng)理論可知，從動(dòng)輪——托輪所丟失的圓周速度vt可用下式計(jì)算：

式中：ε—托輪圓周速度丟失率或稱滑動(dòng)系數(shù)，對(duì)金屬摩擦輪傳動(dòng)可用下式計(jì)算：

　　 —托輪的平均圓周速度，m/min；
　　μ—托輪與輪帶接觸表面間的滑致力摩擦系數(shù)；
　　其余符號(hào)意義同前。
　　公式(10)前面的0.001～0.005系數(shù)值與輪帶和托輪的材料有關(guān)，材料的彈性模數(shù)E愈小，則應(yīng)愈取大值。由此式可見，當(dāng)托輪和輪帶的材料確定之后，滑動(dòng)系數(shù)ε與輪帶的圓周力Pt成正比，而與摩擦力成反比。即當(dāng)輪帶的圓周力Pt愈大，ε值越大；當(dāng)摩擦力F＝μG2愈大，則滑動(dòng)系數(shù)ε隨之減小。
　　周向彈性滑動(dòng)速度vt和軸向彈性滑動(dòng)速度vx是合力Q的周向分量Pt和軸向分量G1引起的，它們就是單位時(shí)間內(nèi)的周向和軸向位移。根據(jù)虎克定律有：

　　由此可得：

　　將公式(1)和公式(10)代入后得：

　　簡(jiǎn)化后得：

　　因?yàn)閺椥曰瑒?dòng)的數(shù)值很小，為計(jì)算方便，可近似地認(rèn)為托輪與輪帶的平均圓周速度相等，即，所以回轉(zhuǎn)窯筒體的下竄速度就可近似地用下式計(jì)算：

　　式中的 為輪帶的平均圓周速度，m/min。
　　由公式(15)可見，窯筒體的下竄速度vx與輪帶的平均圓周速度和窯體斜度的正切值tgα成正比，而與輪帶和托輪接觸面間的滑動(dòng)摩擦系數(shù)μ成反比。β角是兩個(gè)托輪中心與輪帶中心連線與通過(guò)輪帶中心(也是筒體中心)的鉛垂線之間的夾角，在安裝的新窯中β＝30°。在使用一段并經(jīng)更換托輪后，尤其一個(gè)托輪磨損嚴(yán)重時(shí)，β角會(huì)有稍許變化，但影響極微，所以忽略不計(jì)。系數(shù)0.001～0.005只與材料有關(guān)，當(dāng)托輪和輪帶確定之后，材料是不變的，因此它也是定值。對(duì)于活套輪帶，嚴(yán)格說(shuō)輪帶與筒體轉(zhuǎn)速并不相等，但差別極微也可忽略。所以在計(jì)算窯體的下竄速度時(shí)，輪帶的平均圓周速度就可以按下式計(jì)算：

式中：Dt，w—輪帶的外圓直徑，m；
　　　n1—回轉(zhuǎn)窯筒體的轉(zhuǎn)速，r/min；
1.2.3　計(jì)算值與實(shí)際值的比較
　　現(xiàn)以Ф3.5 m×145m回轉(zhuǎn)窯為例來(lái)說(shuō)明上述公式的適用性。已知回轉(zhuǎn)窯筒體的傾斜度為sinα＝3.5%＝0.035，α＝2°00′21″，則tgα＝tg2°00′21″＝0.03502；輪帶外徑Dt,w＝4370mm＝4.37 m；一般情況下，窯的工作轉(zhuǎn)速為n1＝1 r/min，對(duì)于新型干法預(yù)分解窯n1＝3～4r/min；托輪的材料為ZG55，輪帶材料為ZG45，表面硬度較高，彈性模數(shù)E較大，應(yīng)取較小的系數(shù)，現(xiàn)取為0.001；在有潤(rùn)滑油情況下，取輪帶與托輪接觸表面間的滑動(dòng)摩擦系數(shù)為μ＝0.11。
　　將Dt,w和n1代入到(16)式中得輪帶的平均圓周速度為 。

將 及其它已知數(shù)據(jù)代入到(15)式中則得窯筒體的下竄速度為：。這就是說(shuō)，當(dāng)托輪的軸向中心線平行于窯體中心線時(shí)，如果工作轉(zhuǎn)速為1 r/min，托輪和輪帶接觸表面又有潤(rùn)滑油，則窯筒體就以每分鐘3.8mm的速度下竄。
　　水城水泥廠的Ф3.5 m×145m回轉(zhuǎn)窯設(shè)計(jì)有液壓擋輪，因此托輪的軸向中心線與窯體中心線完全平行，其它數(shù)據(jù)與上述相同。當(dāng)擋輪油缸中的油壓下降到零時(shí)，即擋輪完全失去向上推動(dòng)窯體的作用，使其毫無(wú)阻力下竄，其下竄速度就是每分鐘4mm左右〔3〕。此與理論計(jì)算基本相吻合，這就充分證明這個(gè)理論公式是適用的。
1.2.4　兩個(gè)問(wèn)題的討論
　　在理想狀態(tài)下，托輪的摩擦阻力矩Mf是很小的?，F(xiàn)假設(shè)其為無(wú)究小時(shí)，由(6)式可知，輪帶的圓周力Pt趨近于零。托輪和輪帶的材料，其彈性模數(shù)E很大。當(dāng)將其視為絕對(duì)剛體時(shí)，其彈性模數(shù)E則變成無(wú)窮大。這時(shí)，公式(10)前面的系數(shù)也就趨近于零。這就是說(shuō)，在這兩種情況下，均會(huì)使滑動(dòng)系數(shù)ε趨近于零。于是，便不會(huì)產(chǎn)生彈性滑動(dòng)，因而窯體也不會(huì)下竄。
　　理想不是客觀，托輪的摩擦阻力矩Mf既不可能變成無(wú)窮小，托輪和輪帶材料的彈性模數(shù)E也不可能是無(wú)窮大，因此滑動(dòng)系數(shù)ε就不可能為零。但由此可使我們看到：第一應(yīng)盡量減小托輪的摩擦阻力矩Mf，如采用滾動(dòng)軸承代替滑動(dòng)軸承，便可大大降低摩擦阻力矩Mf〔4〕。雖然仍采用滑動(dòng)軸承，只要注意良好的管理，保持潤(rùn)滑油的潔凈，也是降低摩擦阻力矩Mf的有效措施。這樣，從設(shè)計(jì)角度來(lái)說(shuō)，就應(yīng)十分注意托輪軸承的密封。第二應(yīng)盡量采用較硬的材料來(lái)制造托輪和輪帶，如采用適當(dāng)?shù)臒崽幚韥?lái)提高它們的表面硬度，不僅會(huì)延長(zhǎng)其使用壽命，而且也會(huì)降低彈性滑動(dòng)。當(dāng)前，我國(guó)中小型回轉(zhuǎn)窯的托輪軸承采用滾動(dòng)軸承已比較普遍，除有降低電耗，尤其是起動(dòng)阻力，電動(dòng)機(jī)可以大大減小，調(diào)窯靈活方便、不必串水冷卻、節(jié)省潤(rùn)滑油等之外，對(duì)減小彈性滑動(dòng)來(lái)說(shuō)也是非常有益的，所以應(yīng)該大力推廣。
　　現(xiàn)在國(guó)外有采用氣墊或液壓支承的托輪裝置，使各個(gè)托輪的負(fù)荷更加均勻，避免個(gè)別托輪過(guò)載而損壞，對(duì)提高托輪和輪帶的使用壽命以及回轉(zhuǎn)窯的運(yùn)轉(zhuǎn)率等都有很大作用，非常值得重視。

　　由前面的Ф3.5 m×145 m回轉(zhuǎn)窯可知，其下竄速度為3.8 mm/min，則窯體每小時(shí)將下竄為3.8×60＝228(mm)。如果不加限制，對(duì)托輪輪帶和大小齒輪的磨損等都不利。
　　理想要求，窯筒體上下往復(fù)的竄動(dòng)速度應(yīng)為6.25～3.125 mm/h，即上竄時(shí)間為8 h，下竄時(shí)間為16h較好。對(duì)預(yù)分解窯，轉(zhuǎn)速較高，可控制3 h上，5 h下。
　　由(15)式可知，增大輪帶與托輪接觸表面間的滑動(dòng)摩擦系數(shù)μ，就可以降低窯體的下竄速度。當(dāng)滑動(dòng)摩擦系數(shù)由μ＝0.1增大到μ＝0.2時(shí)，對(duì)Ф3.5m×145 m回轉(zhuǎn)窯筒體的下竄速度就由vx＝3.8 mm/min降低到1.8mm/min。現(xiàn)在許多新型干法窯的輪帶與托輪表面由水和油潤(rùn)滑改為石墨塊潤(rùn)滑，除改善水潤(rùn)滑的弊病之外，增大滑動(dòng)摩擦系數(shù)μ也是一個(gè)重要出發(fā)點(diǎn)。
2.2　當(dāng)量摩擦學(xué)說(shuō)〔3〕
　　這一學(xué)說(shuō)認(rèn)為：當(dāng)窯體作純軸向下竄時(shí)，屬于滑動(dòng)摩擦，輪帶與托輪在圓周方向相依轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，屬于滾動(dòng)摩擦。實(shí)際上，窯體是沿合力Q方向作螺旋運(yùn)動(dòng)(圖4)，因而兼有滑動(dòng)摩擦和滾動(dòng)摩擦同時(shí)存在，并且以滾動(dòng)摩擦為主。在窯筒體轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，輪帶與托輪接觸面間常有不同程度的潤(rùn)滑存在，此時(shí)的滑動(dòng)摩擦系數(shù)為μ＝0.05～0.01，而滾動(dòng)摩擦系數(shù)k與接觸部位的變形有關(guān)，不管怎樣，滾動(dòng)摩擦系數(shù)k遠(yuǎn)小于滑動(dòng)摩擦系數(shù)μ。因此，當(dāng)窯筒體沿Q方向竄動(dòng)時(shí)的當(dāng)量摩擦系數(shù)μk也就很小。
　　由試驗(yàn)結(jié)果知道：當(dāng)回轉(zhuǎn)窯筒體的傾斜度為3.5%，即sinα＝0.035時(shí)，實(shí)際測(cè)得的摩擦阻力F只有下竄力的20%左右，即：

　　將(17)式代入到(4)式中，便可得到下式：

　　整理后得：

　　因?yàn)棣梁苄?，所以tgα≈sinα＝0.035，β＝30°。將其代入到(19)式中便得當(dāng)量摩擦系數(shù)μk為：

　　若將當(dāng)量摩擦系數(shù)μk代替(4)式中的輪帶與托輪接觸面間的純粹滑動(dòng)摩擦系數(shù)μ，此時(shí)的當(dāng)量摩擦力Fk為：

　　與(8)式進(jìn)行比較便知，當(dāng)量摩擦力Fk遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于合力Q＝(0.0256～0.0507)G，即：

這就是說(shuō)，當(dāng)量摩擦力Fk僅為合力Q的13.8%～27.3%。由此可見，在一般情況下，對(duì)任何回轉(zhuǎn)窯均可得出合力Q大于當(dāng)量摩擦力或當(dāng)量摩擦阻力Fk的結(jié)論。從而表明，轉(zhuǎn)動(dòng)的回轉(zhuǎn)窯筒體必然會(huì)沿軸向向下竄動(dòng)。
　　由圖3可見，當(dāng)輪帶的圓周力Pt減小時(shí)，合力Q減小。當(dāng)Pt→0時(shí)，Q→G1。這時(shí)的合力Q也就變得最小，等于因筒體傾斜而產(chǎn)生的下竄分力G1。輪帶的圓周力Pt是因?yàn)橥休嗇S承中存在摩擦阻力矩Mf而產(chǎn)生的，當(dāng)Pt→0時(shí)，Mf→0。由(6)式可見，應(yīng)該μ→0。這也完全可以解釋，從減小下竄力的角度出發(fā)，回轉(zhuǎn)窯托輪采用滾動(dòng)軸承比采用滑動(dòng)軸承有利。因?yàn)闈L動(dòng)軸承的摩擦系數(shù)k比滑動(dòng)軸承的摩擦系數(shù)要小得多。在一般情況下，稀油潤(rùn)滑時(shí)滑動(dòng)軸承的摩擦系數(shù)為f＝0.018，而滾動(dòng)軸承——雙列向心球面滾動(dòng)軸承的摩擦系數(shù)為fR＝0.004。由此可見，滾動(dòng)軸承的摩擦系數(shù)fR是滑動(dòng)軸承摩擦系數(shù)f的22%左右。
　　還有人認(rèn)為回轉(zhuǎn)窯靜止時(shí)，輪帶與托輪接觸表面之間的摩擦是靜摩擦，當(dāng)窯筒體轉(zhuǎn)動(dòng)以后便變?yōu)閯?dòng)摩擦。動(dòng)摩擦系數(shù)要比靜摩擦系數(shù)小。由試驗(yàn)可知，對(duì)于兩種不同材料或相同材料接觸面間的動(dòng)摩擦系數(shù)與靜摩擦系數(shù)差別不大?，F(xiàn)以相同材料，即鋼對(duì)鋼來(lái)說(shuō)，在相同潤(rùn)滑狀況下，其靜摩擦系數(shù)為0.1～0.12，而動(dòng)摩擦系數(shù)為0.05～0.10。動(dòng)摩擦系數(shù)比靜摩擦系數(shù)平均僅小了32%，用此不能解釋回轉(zhuǎn)窯筒體在靜止時(shí)不下竄而在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)就要下竄的現(xiàn)象。

2　回轉(zhuǎn)窯筒體軸向竄動(dòng)的控制

　　由前所述，回轉(zhuǎn)窯筒體因傾斜放置，在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)發(fā)生沿軸向下竄是必然的。如果不加控制就會(huì)發(fā)生掉窯或窯體下炕的重大設(shè)備事故。這種事故確實(shí)在一些水泥廠中發(fā)生過(guò)，如撫順?biāo)鄰S。但是，如果采取一定的措施，使回轉(zhuǎn)窯筒體在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)不發(fā)生竄動(dòng)是完全可能的?？墒沁@樣做會(huì)導(dǎo)致托輪和輪帶表面的磨損不均，表面母線出現(xiàn)凹凸現(xiàn)象，大小齒輪兩側(cè)很快出現(xiàn)臺(tái)棱，有時(shí)由此會(huì)引發(fā)不應(yīng)有的事故。因此必須對(duì)窯體的竄動(dòng)進(jìn)行控制。
2.1　回轉(zhuǎn)窯筒體軸向竄動(dòng)控制的要求
　　為了保證回轉(zhuǎn)窯筒體能夠有規(guī)律地作上下往復(fù)竄動(dòng)，控制的核心是竄動(dòng)速度。由上文對(duì)Φ3.5 m×145m回轉(zhuǎn)窯筒體竄動(dòng)的實(shí)例分析中可見：如果不加控制，其下竄速度是很大的，每分鐘達(dá)3.8mm。顯然，這樣大的竄動(dòng)速度必然會(huì)加劇托輪、輪帶和大小齒輪的磨損，有害無(wú)益。
　　長(zhǎng)期的使用經(jīng)驗(yàn)表明，回轉(zhuǎn)窯筒體上下一個(gè)周期往復(fù)竄動(dòng)時(shí)間，對(duì)傳統(tǒng)窯型，即1 r/min左右的回轉(zhuǎn)窯筒體控制在24h左右就能有效地避免輪帶和托輪表面以及大小齒輪磨損不均。這就是說(shuō)，在保證托輪、輪帶和大小齒輪沿寬度方向磨損均勻的前提下，窯體的竄動(dòng)速度越少越好。經(jīng)討論認(rèn)為：窯體上竄的時(shí)間為8h，下竄時(shí)間為16 h較為恰當(dāng)。在以前設(shè)計(jì)的回轉(zhuǎn)窯，窯體往復(fù)竄動(dòng)的距離為50 mm左右。因此，窯體的上竄速度為vs＝50／8＝6．25mm/h，即窯體每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)上竄為0.104 mm左右；窯體的下竄速度為vd＝50／16＝3．125mm/h，即窯體每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)下竄為0.05 mm左右。對(duì)于新型干法預(yù)分解窯，窯筒體轉(zhuǎn)速n1＝3～4r/min，即是傳統(tǒng)窯型的3～4倍。使用的時(shí)間還不算太長(zhǎng)，這方面的經(jīng)驗(yàn)還沒有總結(jié)出來(lái)。不過(guò)從磨損速率保持相當(dāng)來(lái)看，窯體上下往復(fù)一個(gè)周期的時(shí)間應(yīng)該縮短，為傳統(tǒng)窯型的1／3～1／4，即8～6h，平均為7 h，上竄時(shí)間控制在2.5～3.0 h，下竄時(shí)間控制在4.5～5.0h左右。這樣上下竄動(dòng)的速度也就同時(shí)增大了3～4倍。
　　窯體上下竄動(dòng)的距離近來(lái)有減小的趨勢(shì)發(fā)展。以前一般都設(shè)計(jì)在50 mm左右，而現(xiàn)在有設(shè)計(jì)為10～15mm的。這樣，托輪和小齒輪的寬度就都可以減小，不必像以前托輪比輪帶、小齒輪比大齒圈起碼寬50mm以上。同時(shí)也會(huì)簡(jiǎn)化窯頭和窯尾密封的結(jié)構(gòu)，從而大大改善其密封效果，還會(huì)減輕托輪和小齒輪兩側(cè)出現(xiàn)凸肩、輪帶和大齒圈兩側(cè)出現(xiàn)壓延卷邊的現(xiàn)象，從而可延長(zhǎng)它們的使用壽命。
2.2　回轉(zhuǎn)窯筒體軸向竄動(dòng)控制的方法
　　為防止回轉(zhuǎn)窯筒體因軸向竄動(dòng)不當(dāng)而產(chǎn)生事故，在結(jié)構(gòu)上設(shè)計(jì)了三種擋輪裝置：不吃力擋輪或稱信號(hào)擋輪、吃力擋輪和液壓擋輪。前兩種應(yīng)用已久，至今也仍有應(yīng)用，后一種出現(xiàn)較晚，比較先進(jìn)，現(xiàn)在在較大的回轉(zhuǎn)窯上普遍應(yīng)用。
　　不吃力擋輪和吃力擋輪沒有推動(dòng)窯筒體沿軸向向上竄動(dòng)的功能，只能當(dāng)窯體軸向下竄一定位置時(shí)阻擋其下竄。因此，如果不采取措施，回轉(zhuǎn)窯筒體通過(guò)輪帶側(cè)面與擋輪外錐面或外圓面的接觸而受到擋輪的阻擋，不再軸向下竄。這樣一來(lái)，窯體就會(huì)永遠(yuǎn)處在一個(gè)固定的軸向位置上回轉(zhuǎn)。顯然，這不是人們所期望的。況且不吃力擋輪還沒有平衡窯體下竄力的能力，即使發(fā)出信號(hào)，也使操作者束手無(wú)策。為防止將這種擋輪頂壞，只有停窯。這就必須設(shè)法使窯體產(chǎn)生一個(gè)上竄的能夠平衡下竄的作用力，當(dāng)信號(hào)擋輪發(fā)出信號(hào)時(shí)，使上竄的作用力發(fā)揮作用，迫使窯體上竄。對(duì)于吃力擋輪，雖然能夠平衡窯體的下竄力，不會(huì)造成設(shè)備事故，但窯體永遠(yuǎn)處在軸向一個(gè)固定位置上運(yùn)轉(zhuǎn)也是十分不利的。于是產(chǎn)生了歪斜托輪調(diào)整法。
2.2.1　歪斜托輪調(diào)整法
　　帶有吃力擋輪和不吃力擋輪的回轉(zhuǎn)窯，普遍采用歪斜托輪調(diào)整法使回轉(zhuǎn)窯筒體按所需要的規(guī)律上下往復(fù)竄動(dòng)。
2.2.1.1　歪斜托輪調(diào)整法的原理
　　如圖5a所示，當(dāng)托輪的軸向中心線完全平行于回轉(zhuǎn)窯筒體軸向中心線時(shí)，托輪與輪帶在接觸處的平均圓周線速度。但是，當(dāng)托輪軸向中心線調(diào)成與窯筒體軸向中心線歪斜一個(gè)很小的角度θ時(shí)，則托輪與輪帶在接觸處的平均圓周線速度。它們之間的關(guān)系變成圖5b所示的情況，托輪的平均圓周線速度 方向與托輪和輪帶橫向中心線PQ也歪斜一個(gè)θ角。將 分解為一個(gè)橫向平均分速度,s和軸向平均的速度 ,x，顯然 ,s＝v1，即與輪帶的平均圓周線速度 相等，方向也一致。而托輪的軸向平均分速度,x迫使窯體與其同向緩慢地移動(dòng)，由于周向彈性滑動(dòng)總是存在的，所以窯體便作邊回轉(zhuǎn)邊軸向的運(yùn)動(dòng)。對(duì)于輪帶上的某一點(diǎn)來(lái)說(shuō)是一個(gè)螺旋運(yùn)動(dòng)，即所謂的“螺旋效應(yīng)”。而這一點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向與相同。

a.托輪與窯體中心線平行　b.托輪中心線歪斜
圖5　歪斜托輪調(diào)整法的原理分析圖

　　為使窯筒體的位置穩(wěn)定，就必須使軸向平均分速度,x等于窯體彈性滑動(dòng)的下竄速度vx。根據(jù)圖5b所示的速度關(guān)系得：

　　將公式(15)代入到(23)式中，則有：

　　消去υ1后可得托輪軸向中心線的歪斜角θ為：

　　式中：θ就是保持通過(guò)調(diào)歪托輪所產(chǎn)生的上竄速度與窯體下竄速度平衡時(shí)托輪中心所調(diào)歪的歪斜角，單位為度。其余符號(hào)同前。
　　托輪歪斜θ角之后，托輪兩端軸承的中心其相對(duì)位移由圖5b所示的關(guān)系可利用下式計(jì)算：

式中：e—兩個(gè)托輪軸承中心的相對(duì)位移，mm；
　　　L—兩個(gè)托輪軸承中心的跨距，mm；
　　其余符號(hào)同前。
　　現(xiàn)以不帶液壓擋輪的Φ3.5 m×145 m回轉(zhuǎn)窯為例來(lái)計(jì)算托輪中心線最小的歪斜角θ和(26)式中的e。
　　Φ3.5 m×145 m回轉(zhuǎn)窯的斜度為tgα＝0.03502，cosβ＝cos30°＝0.86603，μ＝0.11，托輪材料為ZG55，輪帶材料為ZG45，故取系數(shù)為0.001，回轉(zhuǎn)窯筒體轉(zhuǎn)速n1＝1r/min，將這些已知值代入到(25)式中便可計(jì)算出θ為0°00′57″。
　　托輪兩軸承中心跨距L＝1 500 mm，將θ值代入(26)式中，可計(jì)算出兩軸承中心的相對(duì)位移量為0.42 mm。
　　對(duì)1 r/min左右的Φ3.5 m×145m回轉(zhuǎn)窯，只要將托輪的軸向中心線調(diào)斜θ＝57″，由此產(chǎn)生的上竄速度便與下竄速度平衡。這就是說(shuō)，在這種情況理論上回轉(zhuǎn)窯就能在某一軸向位置穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。因?yàn)檫@種方法是從速度平衡的角度出來(lái)分析的，所以有人又把它稱為速度分析法。
2.2.1.2　歪斜托輪調(diào)整法托輪歪斜方向的判別
　　托輪歪斜方向的調(diào)整是非常重要的。如果方向調(diào)反，會(huì)加速窯體的下竄，甚至?xí)l(fā)生掉窯事故，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。如果將兩擋托輪的方向調(diào)錯(cuò)，會(huì)造成輪帶頂壞擋鐵，加速磨損，過(guò)早失效。如魯南水泥廠Φ4m×60 m預(yù)分解窯，曾發(fā)生過(guò)一夜之間輪帶頂?shù)?塊擋鐵的事故。
　　托輪歪斜方向的判別基本上有三種方法：
　　(1)速度分析法
　　速度分析法就是將速度分解為徑向速度或橫向速度和軸向速度的方法，軸向速度υx的方向就是窯體的竄動(dòng)方向，托輪軸向中心線KL的方向就是托輪應(yīng)該歪斜的方向，參見圖5b。
　　這種方法的特點(diǎn)是不易發(fā)生錯(cuò)誤，所以比較穩(wěn)妥可靠。但比較復(fù)雜，一是需要繪圖，二是需要有一定的矢量分析知識(shí)。對(duì)一般工人來(lái)說(shuō)，判別就有一定困難。
　　(2)經(jīng)濟(jì)判別法——面對(duì)輪帶法
　　觀察者面向輪帶，托輪和輪帶接觸處的圓周線速度在水平面投影方向指向窯體的中心方向，若窯筒體需要向下竄動(dòng)，即向觀察者的右臂方向竄動(dòng)，則托輪的軸向中心線應(yīng)向以托輪軸向和橫向交叉中心點(diǎn)C為軸心的順時(shí)針方向偏斜。若窯體需要向上竄動(dòng)，即向觀察者的左臂方向竄動(dòng)，則托輪的軸向中心線應(yīng)向逆時(shí)針方向偏斜一個(gè)θ角，如圖6所示。

圖6　托輪軸向中心線歪斜方向的判別

　　(3)仰手律判別法
　　經(jīng)驗(yàn)判別法雖然比速度分析法簡(jiǎn)單一些，既不需要繪圖，也不需要失量分析的過(guò)多知識(shí)，但用起來(lái)不太方便。因?yàn)橥休嗇S向中心線圍繞C點(diǎn)的歪斜方向離開了人體，所以很容易搞錯(cuò)，最簡(jiǎn)單的方法就是把窯體的竄動(dòng)方向、窯體的轉(zhuǎn)動(dòng)方向和托輪軸向中心線應(yīng)該歪斜的方向集中在人的兩只手上。不管用左手還是右手，手心都要向上，即仰手判別。人們把這種方法的規(guī)律稱為仰手律。
　　利用這種方法判斷托輪軸向中心線應(yīng)該偏斜的方向時(shí)，首先將雙手握緊，大姆指直伸，手心向上，即仰手，如圖7所示。然后，將大姆指指向窯體需要或使其要竄動(dòng)的方向，其余四指卷曲的方向與窯體的回轉(zhuǎn)方向相同，則四指中間關(guān)節(jié)頂點(diǎn)的連線1便與大姆指平行的窯體縱向中心線2交成一個(gè)角度θ，斜線1的歪斜方向就是托輪軸向中心線應(yīng)該歪斜的方向。注意，在調(diào)整托輪時(shí)，同一檔兩個(gè)托輪軸向中心線的歪斜方向必須一致，參見圖5b。

a.左手仰手律　　b.右手仰手律
圖7　仰手律

　　在使用仰手律來(lái)判別托輪軸向中心線的歪斜方向時(shí)，最重要的就是利用左手或右手的選擇問(wèn)題。若將手選擇正確，一般就不會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤。否則，就會(huì)導(dǎo)致全錯(cuò)。將大姆指平行于窯體中心線并指向其需要竄動(dòng)的方向，若窯體繞中心線順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)就用右手參見圖7b，若窯體繞其縱向中心線逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)就用左手，參見圖7a。
　　用這種方法來(lái)判別托輪軸向中心線應(yīng)該歪斜的方向十分簡(jiǎn)單，而且還特別容易記憶，所以應(yīng)用非常廣泛。
2.2.1.3　采用歪斜托輪調(diào)整法應(yīng)注意的問(wèn)題
　　歪斜托輪調(diào)整法對(duì)控制回轉(zhuǎn)窯筒體的竄動(dòng)是非常有效的，操作也比較簡(jiǎn)單，所以應(yīng)用特別廣泛。但由于管理疏忽，往往將托輪調(diào)亂，造成窯筒體同心度偏差過(guò)大，各擋受力不合理或不均勻，導(dǎo)致托輪和輪帶磨損過(guò)快，托輪軸承燒瓦，托輪和輪帶掉碴、掉塊，嚴(yán)重時(shí)裂斷、筒體和托輪的負(fù)荷增大等。如淮海水泥廠Φ5.8m×97m回轉(zhuǎn)窯，四擋支承，曾因托輪調(diào)亂，筒體直線度嚴(yán)重超差，造成托輪軸承長(zhǎng)期高溫不下，嚴(yán)重時(shí)燒瓦，托輪邊緣已斷裂，筒體在輪帶兩側(cè)也發(fā)生多道裂紋等。將窯體找正后，托輪稍加處理，多年的托輪瓦溫過(guò)高嚴(yán)重影響生產(chǎn)的問(wèn)題得到了很好的解決。因此，指出采用歪斜托輪調(diào)整法應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題是十分必要的。
　　(1)調(diào)整擋位選擇
　　對(duì)剛安裝的新窯，托輪的調(diào)整應(yīng)從入料端檔的支承開始，盡量使窯體出料端或燒成帶附近的各擋托輪的軸向中心線與窯體中心線保持平行，盡量避免在靠近大齒圈的支承上進(jìn)行調(diào)整，如圖8所示〔5〕。

圖8　托輪調(diào)整時(shí)的合理檔位順序

　　利用負(fù)荷最大擋的托輪進(jìn)行調(diào)整，如帶多筒冷卻機(jī)回轉(zhuǎn)窯的熱端第一擋托輪，雖然調(diào)整見效快，使窯體能夠迅速竄動(dòng)，但調(diào)整時(shí)容易出現(xiàn)事故，同時(shí)托輪、輪帶、托輪軸和軸瓦等機(jī)件均易損傷，因此盡量不用。
　　(2)應(yīng)在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)調(diào)整
　　調(diào)整托輪時(shí)，應(yīng)在窯運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下進(jìn)行。否則，是調(diào)不動(dòng)的，容易破壞機(jī)件或工具。頂動(dòng)軸承下座的頂絲，每次只允許轉(zhuǎn)動(dòng)30°～60°，以達(dá)到微小移動(dòng)的目的。移動(dòng)的距離按下式計(jì)算：

式中：Ω—頂絲擰動(dòng)的角度，°；
　　　t—頂絲的螺距，mm。
　　在調(diào)整時(shí)，對(duì)同一個(gè)托輪兩側(cè)的軸承組，必須保證上進(jìn)下退或下進(jìn)上退，目的是保持托輪的中心位置C點(diǎn)不變。上式中的軸承下座移動(dòng)的距離l應(yīng)等于由(26)式所計(jì)算的兩個(gè)軸承相對(duì)位移量e的一半，即：

　　將(28)式代入到(27)式中，則得：

　　在同一擋中的另一個(gè)相對(duì)的托輪兩側(cè)的軸承下座，將其頂絲擰動(dòng)相同的角度，也必須保證下進(jìn)上退或上進(jìn)下退，以使兩個(gè)托輪的軸向中心線歪斜方向相同，如圖9所示。

a.托輪調(diào)整之前的位置　　b.托輪調(diào)整后的位置
圖9　托輪調(diào)整前后的方位

　　向窯筒體中心線方向移近的托輪軸承下座頂絲應(yīng)擰緊，而遠(yuǎn)離的托輪軸承下座頂絲應(yīng)擰松，然后采取措施或靠輪帶推力使下座外移，直至與頂絲端頭緊密靠嚴(yán)。
　　(3)托輪最大歪斜角度的限制
　　在調(diào)整托輪時(shí)，托輪的軸向中心線歪斜角度不宜過(guò)大，一般應(yīng)控制在15′以下。有的資料〔5〕規(guī)定不超過(guò)30′，根據(jù)筆者的經(jīng)驗(yàn)，此值過(guò)大?，F(xiàn)以Φ3.5m×145 m回轉(zhuǎn)窯為例，L＝1 500 mm，則e＝1 500 Sinθ＝1 500 Sin30′＝13.09 mm，l＝6.545mm。這樣就會(huì)帶來(lái)一系列的不良后果，具體內(nèi)容將在后面評(píng)述。
　　(4)不允許采用的調(diào)整法
　　在調(diào)整托輪時(shí)，不允許出現(xiàn)“大八字”和“小八字”的形式，見圖10所示。相鄰兩擋支承裝置的托輪軸向中心線歪斜方向相反，從投影面上看，托輪的軸向中心線對(duì)窯體橫向形成兩個(gè)“八”字形。因?yàn)檫@個(gè)八字的一撇一捺距離較大，故稱為大八字調(diào)整法，如圖10a所示。如果相鄰兩擋托輪軸向中心線的歪斜角度相同，但因?yàn)橥嵝狈较蛳喾?，所以它們產(chǎn)生的軸向分速度υ2，x方向亦相反，故對(duì)窯筒體的竄動(dòng)力互相平衡掉了。這樣，一是從窯體的竄動(dòng)角度來(lái)說(shuō)等于沒調(diào)；二是會(huì)產(chǎn)生許多不利的作用。如加速輪帶兩側(cè)及擋鐵或擋圈的磨損；嚴(yán)重時(shí)會(huì)把擋鐵或擋圈頂?shù)簦斐芍卮蟮脑O(shè)備事故，如前述魯南水泥廠的實(shí)例；因?yàn)橥ㄟ^(guò)輪帶對(duì)筒體的作用力方向相反，使筒體在兩跨之間增加了拉伸應(yīng)力，容易引起斷裂事故；增大了托輪軸端或軸根擋圈或止推環(huán)與滑動(dòng)軸瓦端面的作用力，對(duì)滾動(dòng)軸承則增大了止推軸承的負(fù)荷，其結(jié)果都要縮短它們的使用壽命，嚴(yán)重時(shí)會(huì)出現(xiàn)事故；對(duì)托輪和輪帶本身也極為不利。
　　對(duì)同一擋兩個(gè)托輪而言，其軸向中心線的歪斜方向相反，與窯體軸向中心線對(duì)稱形成一個(gè)“八”字形。因?yàn)檫@個(gè)八字僅局限在一擋支承中，其一撇一捺又較近，所以稱為“小八字”形調(diào)整法。如圖10b所示，如果兩個(gè)托輪軸向中心線的歪斜角度相同，則它們所產(chǎn)生軸向的速度V2,x大小相等，而方向恰好相反。這樣，一是對(duì)窯體的軸向竄動(dòng)來(lái)說(shuō)互相平衡，等于沒有調(diào)整；二是同樣會(huì)產(chǎn)生一些不利影響。如會(huì)使輪帶產(chǎn)生附加的扭曲變形，托輪和輪帶的接觸面積減小，負(fù)荷增大；托輪軸端或軸根止推壞與軸瓦端面的接觸壓力增大，懷北水泥廠Φ3m×48m的回轉(zhuǎn)窯曾發(fā)生將軸瓦側(cè)面全部磨光的事故。對(duì)筒體而言，由于輪帶偏斜，不僅增大了擋鐵或擋圈的負(fù)荷加速磨損，而且筒體會(huì)產(chǎn)生局部彎曲應(yīng)力等。當(dāng)其嚴(yán)重時(shí)就會(huì)引發(fā)事故。
　　以上所討論的都是在假定托輪軸向中心線歪斜角度相同的情況下，如果歪斜角度不同，則所產(chǎn)生的問(wèn)題就會(huì)更加嚴(yán)重，不利影響更大。
　　這兩種不正確的托輪調(diào)整法雖然不允許采用，然而由于認(rèn)識(shí)不足，經(jīng)驗(yàn)不夠，在許多水泥廠還屢見不鮮。如江西水泥廠Φ4 m×60m回轉(zhuǎn)窯就曾經(jīng)出現(xiàn)過(guò)由此而產(chǎn)生的一系列非常現(xiàn)象，一時(shí)還都難以解釋，即廠里所說(shuō)的“怪現(xiàn)象”。
　　(5)在特殊情況下不許調(diào)整
　　沒有輔助傳動(dòng)的回轉(zhuǎn)窯，或者有輔助傳動(dòng)但忘記翻窯，較長(zhǎng)時(shí)間停窯以后，由于窯體自重會(huì)引起“載荷彎曲”，由于筒體上下溫差還會(huì)引起“熱彎曲”，因下暴雨會(huì)使運(yùn)轉(zhuǎn)著的窯體發(fā)生“突然彎曲”，在重新起動(dòng)時(shí)或正在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)都會(huì)造成一個(gè)或幾個(gè)托輪與輪帶不接觸的現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)會(huì)脫開10～20mm。遇到這些特殊情況時(shí)，千萬(wàn)不要急于調(diào)整托輪，應(yīng)使回轉(zhuǎn)窯繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，一般經(jīng)過(guò)2～3班后窯體便會(huì)自行恢復(fù)直線度，脫開的托輪自然與輪帶重新接觸。這時(shí)如果隨意調(diào)整托輪，待筒體伸直以后，托輪上的作用力將突然變大，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成托輪軸突然折斷的重大設(shè)備事故。即使托輪軸不折斷，托輪與輪帶的接觸應(yīng)力亦會(huì)突然成倍地加大。不僅會(huì)加劇它們的磨損，而且容易產(chǎn)生掉碴掉塊，裂紋和兩瓣；托輪軸承發(fā)熱，甚至引起燒瓦；大齒圈頂齒、破壞齒輪的齒形，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成打齒現(xiàn)象；筒體應(yīng)力增大，甚至?xí)雇搀w產(chǎn)生裂紋，墊板焊縫開裂撕落等嚴(yán)重后果。

a.大八字形調(diào)整法　　b.小八字形調(diào)整法
圖10　錯(cuò)誤的歪斜托輪調(diào)整法

　　(6)避免刻面出現(xiàn)
　　對(duì)于一些較高的基礎(chǔ)，尤其建筑在耐力較低土壤中的基礎(chǔ)，當(dāng)托輪所受到的軸向推力過(guò)大，就會(huì)使基礎(chǔ)頂部連同支承裝置的底板、軸承和托輪發(fā)生較小的位移。這時(shí)，如果軸向力大于托輪與輪帶間的摩擦阻力時(shí)，托輪與輪帶便會(huì)發(fā)生突然地軸向滑動(dòng)，使基礎(chǔ)頂部等恢復(fù)原位，位移消失。由于這種突然軸向滑動(dòng)，在托輪和輪帶的接觸母線上便會(huì)拉出一條亮印，久而久之，托輪和輪帶的表面就會(huì)被磨出一個(gè)個(gè)的小平面，稱為“刻面”。這種刻面的產(chǎn)生往往是由于托輪調(diào)整不當(dāng)所致。另外窯體的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)也會(huì)產(chǎn)生這種刻面，因?yàn)楦G體的跨距很大，筒體會(huì)有扭轉(zhuǎn)變形。當(dāng)托輪調(diào)整不當(dāng)或某些結(jié)構(gòu)的阻力過(guò)大，便會(huì)造成某一擋的輪帶不能連續(xù)均勻地轉(zhuǎn)動(dòng)，而是一下一下地轉(zhuǎn)動(dòng)，從而也會(huì)產(chǎn)生刻面現(xiàn)象。如果遇有這樣情況不及時(shí)調(diào)整托輪，使刻面繼續(xù)發(fā)展，就會(huì)使托輪和輪帶表面出現(xiàn)多邊形，產(chǎn)生嚴(yán)重的振動(dòng)現(xiàn)象。
　　營(yíng)口市水泥廠Φ3.5 m×60 m余熱發(fā)電窯，因托輪和輪帶表面曾一度磨成多邊形(照片略)，產(chǎn)生了劇烈的振動(dòng)，基礎(chǔ)頂面的振幅達(dá)10mm。當(dāng)時(shí)廠里十分擔(dān)心，擬采用加固基礎(chǔ)和車削托輪和輪帶表面解決。筆者到廠后，詳細(xì)觀察了運(yùn)轉(zhuǎn)情況，認(rèn)為不須加固基礎(chǔ)，托輪和輪帶表面也沒有必要車削。分析后認(rèn)為主要是托輪調(diào)整不當(dāng)，窯尾密封阻力過(guò)大，造成扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的結(jié)果。隨即對(duì)托輪進(jìn)行了調(diào)整，運(yùn)轉(zhuǎn)約一個(gè)月后托輪和輪帶的表面多邊形消失，已被磨圓，振動(dòng)也逐漸減小，最后消除，節(jié)省了大量資金。

3　回轉(zhuǎn)窯筒體軸向中心線變形的控制
　　回轉(zhuǎn)窯正常工作時(shí)，筒體應(yīng)盡可能地保持直而圓?？蓪?shí)際上它既不會(huì)直，也不會(huì)圓，只是在實(shí)際生產(chǎn)中采取有利措施，將誤差控制在最小的范圍內(nèi)。直是指回轉(zhuǎn)窯筒體在熱態(tài)工作時(shí)越直越好，這樣在冷態(tài)時(shí)就必然是彎曲的。否則，在熱態(tài)時(shí)就是彎曲的。關(guān)于筒體圓度的問(wèn)題不是在這里所要討論的。因?yàn)橥搀w是通過(guò)輪帶或滾圈與托輪接觸滾動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)的，所以與托輪的調(diào)整無(wú)關(guān)。
　　回轉(zhuǎn)窯筒體的直線度對(duì)保證正常運(yùn)轉(zhuǎn)至關(guān)重要，所以對(duì)其偏差都有嚴(yán)格要求。筒體的直線度偏差過(guò)大，將會(huì)導(dǎo)致許多事故發(fā)生。因此，在國(guó)家建材局的〔1992〕646號(hào)文頒發(fā)的《新型干法水泥企業(yè)設(shè)備管理實(shí)施細(xì)則》〔10〕中規(guī)定，新型干法窯筒體中心線直線度偏差最大不能超過(guò)5mm。為此，應(yīng)該每?jī)赡隀z測(cè)一次，確保窯體的直線度偏差在規(guī)定范圍之內(nèi)。筒體軸向變形，也就是筒體軸向中心線彎曲程度都是以支承中心點(diǎn)來(lái)衡量的。發(fā)現(xiàn)窯體彎曲超過(guò)規(guī)定值后，可借助于托輪的調(diào)整將其校直。這里所說(shuō)的托輪調(diào)整與前述不同，不是將某個(gè)或某幾個(gè)托輪調(diào)斜，而是將同一檔兩個(gè)托輪沿不同方向的水平移動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在檢測(cè)時(shí)一般只能得到水平和垂直兩個(gè)方向的偏差性，如圖15所示的x和y值，據(jù)此便可用下式計(jì)算出窯體彎曲的最大值：
　　 　(30)
　　如果O1O′1≤5 mm就在允許范圍之內(nèi)，否則就應(yīng)通過(guò)托輪進(jìn)行調(diào)整。

圖15　窯體彎曲允許的最大值及其表示方法

　　當(dāng)窯體彎曲后，借助于托輪調(diào)整校正時(shí)有幾種情況，在此只作簡(jiǎn)單介紹。
3.1　兩個(gè)托輪直徑相等時(shí)的情況
　　對(duì)于新的或已磨損的同一檔托輪，如果發(fā)現(xiàn)窯體彎曲，即筒體中心不在窯體的軸向中心線上且偏差值超過(guò)允許值，就應(yīng)對(duì)托輪進(jìn)行調(diào)整。
　　在調(diào)整之前應(yīng)通過(guò)檢測(cè)確認(rèn)彎曲點(diǎn)O′１的位置，基本上有三種情況。
3.1.1　在水平方向彎曲
　　經(jīng)檢測(cè)結(jié)果確認(rèn)窯體的彎曲點(diǎn)O′１在水平位置上，這時(shí)兩個(gè)托輪就應(yīng)向同一方向移動(dòng)相同的距離δ；;并且使δ＝O１O(jiān)′１，即與彎曲點(diǎn)O′１至中心點(diǎn)O1的距離相等，如圖16所示。這樣就將彎曲點(diǎn)O′１歸位到中心O1，顯然，上托輪軸承移動(dòng)多少，下托輪軸承也得跟著移動(dòng)相同的距離。因此，保持托輪支承角β不變。

表16　窯體水平彎曲

3.1.2　在垂直方向彎曲
　　回轉(zhuǎn)窯筒體中心線在水平面上的投影是直線，僅在垂直方向彎曲，即O1點(diǎn)移到了O′１點(diǎn)。這一般是因托輪磨損而產(chǎn)生，而且兩個(gè)托輪的磨損量相同。當(dāng)這種彎曲超過(guò)5mm時(shí)就應(yīng)進(jìn)行托輪調(diào)整，使兩個(gè)托輪均向筒體中心線方向里移動(dòng)相同的距離△a，如圖17所示。

圖17　窯體垂直方向彎曲時(shí)的托輪調(diào)整

　　如果經(jīng)過(guò)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)窯體垂直方向彎曲量為δ，托輪的磨損量為△r時(shí)，要使筒體中心歸回到O1點(diǎn)，就必須將兩個(gè)磨損量相同的托輪向里移動(dòng)一個(gè)△a的距離。那么，△a與δ和△r就有下列關(guān)系。由圖17可見：
　　△a1＝△a2=a1-a′1=a2-a′2　(31)
　　a1＝a2＝(R+r)sinβ　(32)
　　a′1＝a′２＝(R+r-△r)sinβ″　(33)
　　δ＝H-H′＝(R+r)cosβ-(R+r-△r)cosβ′　(34)
　　將(32)和(33)代入到(31)式中得：
　　△a1＝△a２＝(R+r)sinβ-(R+r-△r)sinβ″　(35)
　　變換(34)式得：
　　 　(36)
　　將(36)式代入(35)式中便得：
　(37)
　　 　(38)
　(39)
　　因?yàn)棣拢?0°，將 分別代入到(38)和(39)式中及(37)式中，整理后便得：
　　 　(40)
式中：△a＝△a１＝△a２——為兩個(gè)托輪需移動(dòng)的距離，mm；
　　　δ——經(jīng)檢測(cè)確定的窯體中心垂直彎曲量，即δ＝O1O′1，mm；
　　　R——輪帶的原始理論半徑，mm；
　　　r——托輪的原始理論半徑，mm；
　　　△r——兩個(gè)托輪均勻磨損量，mm。
　　公式(40)就是兩個(gè)托輪需要同時(shí)向里移動(dòng)的距離△a與筒體垂直彎曲量δ和托輪磨損量△r的關(guān)系式。
　　現(xiàn)以Φ2.4 m×45 m回轉(zhuǎn)窯為例，由檢測(cè)結(jié)果知窯體的垂直彎曲量δ＝6mm，兩個(gè)托輪均磨掉△r＝5mm，輪帶理論半徑為R＝ ＝1 550 (mm)，托輪理論半徑為r＝ ＝400(mm)。若使彎曲點(diǎn)O′1歸位到理論中心O1，則兩個(gè)托輪需要向里同時(shí)移動(dòng)的距離△a由公式(40)得：
　　
　　當(dāng)兩個(gè)托輪均無(wú)磨損時(shí)，即△r＝0，則(40)式變?yōu)椋?br />　　 　(41)
　　現(xiàn)仍以Φ2.4 m×45 m回轉(zhuǎn)窯為例，將δ＝6 mm代入到(41)式中，則得：
　　
　　當(dāng)輪帶也有磨損時(shí)，現(xiàn)設(shè)磨損量為△R,由圖18可見：

圖18　輪帶也有磨損時(shí)的托輪調(diào)整分析

　(42)
　　還以Φ2.4 m×45 m回轉(zhuǎn)窯為例，當(dāng)輪帶磨損△R=2mm，托輪磨損△r=5mm時(shí)，則兩個(gè)托輪應(yīng)向里同時(shí)移動(dòng)的距離為：
　　
3.2　兩個(gè)托輪直徑不等的情況
　　窯體既非水平彎曲，也非垂直彎曲，而是在任意方向彎曲(見圖19)。這種情況是最普遍的，托輪磨損程度不等、兩個(gè)托輪一新一舊、托輪調(diào)亂，都會(huì)使a1≠a２等產(chǎn)生這種彎曲。

圖19　窯體任意方向彎曲時(shí)托輪的調(diào)整

　　如果兩個(gè)托輪的半徑相等，但由于調(diào)整不當(dāng)，使a1≠a2，從而使窯體的彎曲點(diǎn)O′１在第Ⅲ象限內(nèi)。反言之，當(dāng)經(jīng)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)窯體彎曲點(diǎn)O′１在第Ⅲ象限內(nèi)，兩個(gè)托輪的半徑r2,1＝r2，2，這時(shí)可以立即知道a1＞a2。在這種情況下，將托輪的中心O2，1向里移動(dòng)△a1=a1-a2即可。
　　如果兩個(gè)托輪位置正確，即a1=a2，經(jīng)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)窯體的彎曲點(diǎn)O′1在第Ⅲ象限內(nèi)，這表明兩個(gè)托輪的半徑不等，即r2,1≠r2,2。一種是兩個(gè)托輪磨損不同，另一種是一個(gè)托輪為新?lián)Q的，一個(gè)仍用已經(jīng)磨損的。對(duì)調(diào)整托輪而言，這兩種情況的性質(zhì)是相同的。在這種情況下，只要將較小半徑那只托輪向里移動(dòng)一定的距離△a，就可以使O′１歸位到O1點(diǎn)。
　　由圖19可見：
　　△a1＝a1－a′1
　　∵a１＝a2＝（R+r2）sinβ，由直角三角形O1O′2，1P知：
　　 　(43)
　　仍以上窯為例，左托輪的磨損量為△r1＝5mm，右托輪新?lián)Q，輪帶無(wú)磨損，則左托輪需向里移動(dòng)量為：
　　
　　這就是說(shuō)，將左托輪向里移動(dòng)10.04 mm便可使O′1點(diǎn)歸位到O1點(diǎn)，保證筒體的直線度要求。
　　現(xiàn)根據(jù)圖19求出O′1點(diǎn)的坐標(biāo)x和y之值。由直角三角形O′1P′O2，2和O′1P′O2，1可知：
　　O′1O2，2２-O2，2P′2＝H′　(44)
　　O′1O2，1２-O2，1P′2＝H′　(45)
　　因O′1O2，2＝R+r2，O2，2P′＝a2+x，O′1O2，1＝R+r′1，O2，1P′＝a1-x，所以有：
　　(R+r2)２－(a2+x)２＝（R+r′1）２－(a1－x)２　(46)
　　(a2+x)２－（a1-x）２＝（R+r2）２-(R+r′1)２
　　〔(a2+x)＋(a1-x)〕．〔(a2+x)-(a１-x)〕
　　＝〔(R+r2)＋(R+r′1）〕．〔（R+r2）－（R+r′1）〕
　　∵a1＝a２＝a,r′1＝r1－△r1，r1＝r２＝r
　　∴2a．2x＝（2R+r2＋r′１）．(r2－r′１)
　　4ax＝2Rr2＋r22+r2r′1-2Rr′1-r2r′1-r′２1
　　　?。?Rr2＋r22+r2（r1－△r1）-2R(r1－△r1)
　　　　－r2（r1－△r）-(r1－△r１)２
　　　?。?△r1（R+r）-△r12　(47)
　　變換(47)式，將a＝（R+r）sinβ＝（R+r）sin30°＝ (R+r)代入得：
　　 　(48)
　　當(dāng)x求出后，便可按下式求出y值：
　　 　(49)
　　∵a2＝a１＝a，β＝30°，代入(49)式后，便得：
　　 　(50)
　　將△r1＝5mm，其余各值同上代入到(48)式中，則得：
　　
　　將各已知值代入到(50)式得：
　　
　　根據(jù)窯體彎曲點(diǎn)O′1的坐標(biāo)x和y值，便可按下式求出窯體的彎曲值：
　　 　(51)
　　彎曲點(diǎn)O′1點(diǎn)的位置可用下式確定：
　　 　(52)
　　將x和y值代入到(51)式中便可求出窯體的彎曲值為：
　　
　　彎曲點(diǎn)O′1與鉛垂中心線的夾角為：
　　
　　對(duì)于窯體在任意方向的彎曲，這里僅討論了彎曲點(diǎn)O′1在第Ⅲ象限的情況，若在其它象限均可按此方法進(jìn)行分析。

4　托輪調(diào)整的檢驗(yàn)
　　托輪調(diào)整以后，最重要的是要保證輪帶與托輪表面接觸均勻，受力均衡。因?yàn)榛剞D(zhuǎn)窯的輪帶與托輪接觸時(shí)的接觸應(yīng)力很大，有的甚至超過(guò)400MPa。如果托輪調(diào)整不當(dāng)，托輪與輪帶表面接觸不均，勢(shì)必加大接觸應(yīng)力，進(jìn)而會(huì)導(dǎo)致許多事故的發(fā)生，嚴(yán)重時(shí)會(huì)損壞機(jī)件。為此，國(guó)外研制了氣墊支承裝置和液壓支承裝置，并且在實(shí)際生產(chǎn)中已經(jīng)有所應(yīng)用。我國(guó)珠江水泥廠引進(jìn)丹麥?zhǔn)访芩构?000 t/d的Φ4.75 m×75m預(yù)分解回轉(zhuǎn)窯，在其支承裝置同一擋中的兩個(gè)托輪底板可以擺動(dòng)，每端各設(shè)一橡膠彈簧墊塊。當(dāng)一側(cè)托輪負(fù)荷增大后，便會(huì)自動(dòng)降低，使另一側(cè)托輪的負(fù)荷增加。就這樣自動(dòng)地自我調(diào)節(jié)，永保兩個(gè)托輪的負(fù)荷基本一致。原蘇聯(lián)還發(fā)明了在回轉(zhuǎn)窯運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)托輪負(fù)荷監(jiān)測(cè)儀，一旦某個(gè)托輪超負(fù)荷，使操作者馬上能夠發(fā)現(xiàn)，采取適當(dāng)措施進(jìn)行及時(shí)處理，避免發(fā)生事故。
　　我國(guó)現(xiàn)在既未采用這樣的先進(jìn)設(shè)計(jì)，也沒有研制托輪負(fù)荷監(jiān)測(cè)儀。但是國(guó)內(nèi)多采用壓鉛絲法來(lái)檢驗(yàn)回轉(zhuǎn)窯托輪位置是否正確、窯體的直線度是否良好和托輪調(diào)整前后的實(shí)際狀態(tài)，如果檢驗(yàn)者比較有經(jīng)驗(yàn)，這種辦法簡(jiǎn)單，不需任何投資。
　　壓鉛絲法(簡(jiǎn)稱鉛絲法)，就是用比托輪寬150～200 mm長(zhǎng)Φ4～6mm粗細(xì)的保險(xiǎn)絲與托輪母線平行地放入轉(zhuǎn)動(dòng)的托輪與輪帶表面之間，隨著輪帶和托輪的轉(zhuǎn)動(dòng)將鉛絲咬入，通過(guò)吃力點(diǎn)A和B后便被碾壓成各種不同的基本形狀，見圖20b。根據(jù)壓出的鉛絲形狀和薄厚程度分析，就可以判斷出窯體中心線是否彎曲、托輪與輪帶接觸是否均勻和托輪負(fù)荷的大小等。

a　鉛絲的喂入位置　　b　碾壓后鉛絲的基本形狀
圖20　鉛絲檢驗(yàn)法示意圖及壓出鉛絲的基本形狀

4.1　鉛絲檢驗(yàn)法的操作
　　(1)鉛絲直徑和長(zhǎng)度的確定。鉛絲直徑越大，壓出的形狀越明顯，所以應(yīng)選用直徑Φ4～6mm的保險(xiǎn)絲為宜。這種保險(xiǎn)絲一般企業(yè)均有，再粗的保險(xiǎn)絲就比較難找。如實(shí)在沒有這么粗的保險(xiǎn)絲，用稍細(xì)些的也可以，就是不太明顯。鉛絲的長(zhǎng)度應(yīng)按下式切割：
　　L＝B2+(150～200) mm(53)
　　式中的B2是托輪寬度，一般來(lái)說(shuō)托輪寬度B2比輪帶寬度B1要大50 mm左右。鉛絲太短容易出現(xiàn)危險(xiǎn)，太長(zhǎng)又會(huì)造成浪費(fèi)。
　　(2)輪帶標(biāo)記。在進(jìn)行壓鉛絲之前，輪帶應(yīng)進(jìn)行等分并打上標(biāo)記。在壓鉛絲時(shí)應(yīng)在輪帶標(biāo)記處碾壓，因?yàn)檩啂У谋砻娌⒉皇窃谡麄€(gè)圓周上都相同。等分越多，壓出的鉛絲就越能說(shuō)明問(wèn)題。作標(biāo)記時(shí)，一是要在一個(gè)輪帶的兩側(cè)對(duì)應(yīng)，二是全窯所有輪帶對(duì)應(yīng)，即在縱向同一母線上。
　　(3)保持與托輪母線平行。在支承裝置兩側(cè)的兩個(gè)人應(yīng)協(xié)調(diào)配合，盡量使鉛絲平行地同時(shí)喂入，避免傾斜。檢驗(yàn)一臺(tái)窯時(shí)，最好不要換人，這樣會(huì)準(zhǔn)確一些。
　　(4)碾壓后的鉛絲應(yīng)打上標(biāo)記，不要搞亂，用劃針刻在鉛絲上即可。標(biāo)記包括擋位號(hào)、高低端、托輪號(hào)、輪帶標(biāo)記號(hào)等。
　　(5)碾壓后鉛絲的測(cè)量。將碾壓后的鉛絲用千分尺和卡尺，對(duì)其厚度和寬度進(jìn)行測(cè)量。將所測(cè)得的數(shù)值填在記錄表格中，以便分析，詳見后面的舉例。
　　(6)最好在新裝調(diào)整好的窯就碾壓一次，以便于與以后再次檢驗(yàn)時(shí)進(jìn)行比較，對(duì)分析判斷更為有利。
4.2　鉛絲檢驗(yàn)法的分析
　　這個(gè)問(wèn)題比較復(fù)雜，現(xiàn)以圖21為例加以分析。

圖21　各種不同托輪與輪帶的接觸情況

　　(1)托輪與輪帶的軸向中心線完全平行
　　圖20中的支承裝置Ⅰ兩個(gè)托輪上壓出的鉛絲寬度完全相同，參見圖20b1。這說(shuō)明兩個(gè)托輪受力相等，且托輪與輪帶在全寬上按觸均勻。進(jìn)而表明，窯體沒有彎曲，托輪的軸向中心線與輪帶或者筒體的軸向中心線平行。鉛絲寬度比第Ⅱ檔壓出的窄，說(shuō)明第Ⅰ檔的負(fù)荷比第Ⅱ檔小。若全窯壓出的鉛絲形狀均如此，說(shuō)明窯在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)必然要向下竄動(dòng)。對(duì)于帶液壓擋輪裝置的回轉(zhuǎn)窯，這是最希望得到的結(jié)果。對(duì)于不帶液壓擋輪裝置的回轉(zhuǎn)窯，說(shuō)明其余各檔托輪應(yīng)進(jìn)行歪斜調(diào)整，否則無(wú)法平衡窯體的下竄力。一是不能保證窯體有規(guī)律地上下往復(fù)竄動(dòng)，二是只有抵住擋輪運(yùn)轉(zhuǎn)。這樣會(huì)加劇擋輪和與其相接觸輪帶側(cè)面的磨損，對(duì)信號(hào)擋輪還容易被頂壞。尤其是長(zhǎng)期這樣運(yùn)轉(zhuǎn)后，輪帶起鼓，托輪吃力最大處凹陷，造成磨損不均。在冷窯后窯體要收縮，由于托輪凹陷的阻力很大，致使輪帶不能隨筒體的收縮而移動(dòng)，因而加大了筒體軸向的拉應(yīng)力，很容易出現(xiàn)斷裂事故。
　　(2)托輪與窯體軸向中心線歪斜
　　圖21中的支承裝置Ⅲ和Ⅳ，每檔兩個(gè)托輪與輪帶碾壓出的鉛絲形狀基本上呈菱形，參見圖20b2。如果同檔兩個(gè)托輪壓出的菱形，其形狀和尺寸都相同，說(shuō)明兩個(gè)托輪除受力相等外，還表明兩個(gè)托輪軸向中心線與窯體軸向中心線的歪斜角度θ相同。根據(jù)窯體的轉(zhuǎn)向和托輪軸向中心線歪斜的方向，由仰手律便可迅速判斷出窯體的竄動(dòng)方向。第Ⅲ檔的托輪軸向中心線向逆時(shí)針方向偏斜，將窯體向低端推動(dòng)VⅢ，即使窯體產(chǎn)生下竄的作用力。這時(shí)如果是滑動(dòng)軸承，托輪軸端擋環(huán)或止推環(huán)與軸瓦側(cè)面便在高端產(chǎn)生間隙eⅢ。這種托輪的調(diào)整是不需要的，必須避免。菱形的短軸增大，長(zhǎng)軸減小，說(shuō)明托輪與窯體的軸向中心線與窯體的軸向中心線偏斜過(guò)大，從而過(guò)大地增加了托輪和輪帶表面的接觸應(yīng)力，這也是不好的。如果因一擋托輪的歪斜所產(chǎn)生的使窯體的上竄力不足，可采用多擋托輪調(diào)歪的辦法解決，使每一檔托輪的歪斜都不大，又能保證平衡掉窯體因傾斜而產(chǎn)生的下竄力。
　　第Ⅳ檔托輪除與第Ⅲ檔托輪歪斜方向相反之外，其它沒有不同。這樣，托輪歪斜使窯體獲得上竄之力。其余分析內(nèi)容與第Ⅲ檔是完全相同的，故不再多述。
　　(3)托輪與窯體軸向中心線在通過(guò)其兩個(gè)中心平面的不平行
　　前面所討論的托輪歪斜都是是在垂直于窯體中心與托輪中心的平面內(nèi)，而現(xiàn)在則要討論托輪與窯體軸向中心線在通過(guò)其兩個(gè)中心的平面內(nèi)不平行。圖21中支承裝置V兩個(gè)托輪碾壓出的鉛絲形狀和尺寸完全相同，說(shuō)明兩個(gè)托輪的傾斜角度相同，而且表示它們的負(fù)荷也相同。這種情況比較少，一般多呈形狀相像而尺寸不同。如都是三角形且底邊也在同一方向，但底邊的尺寸不同，這時(shí)三角形的高也隨之不同，變化趨勢(shì)相反，即三角形邊增大時(shí)其高必然降低。當(dāng)托輪與輪帶的軸向中心線夾角越大時(shí)，等腰三角形的底邊就越長(zhǎng)，則高便越低。
　　如果碾壓出的鉛絲三角形方向相反，即底邊一側(cè)在上，一側(cè)在下。這表明兩個(gè)托輪與輪帶的軸向中心線傾斜方向恰好相反，這時(shí)輪帶就受到一個(gè)偏斜力矩M。使輪帶與筒體墊板接觸發(fā)生變化，一側(cè)無(wú)縫隙，而另一側(cè)縫隙很大，如圖24所示。這樣，常使墊板過(guò)早損壞，如焊縫開裂，脫落、冷焊、頂壞和頂?shù)魮蹊F等。但是，這種托輪與輪帶的接觸情況沒有推動(dòng)窯體軸向竄動(dòng)的作用。因此，托輪軸瓦兩側(cè)間隙相等。
　　碾壓出的鉛絲出現(xiàn)這種形狀時(shí)，還有一種情況不容忽視。這就是雖然托輪與窯體軸向中心線完全平行，但由于托輪和輪帶在加工時(shí)存在錐度，在安裝時(shí)又沒有注意這個(gè)問(wèn)題，那么碾壓出的鉛絲形狀就是如此，參見圖16a。
　　(4)托輪與窯體軸向中心線在空間交叉
　　圖21中的支承裝置Ⅵ和Ⅶ兩個(gè)托輪的軸向中心線與窯體軸向中心線不僅在投影底面上有偏斜，而且在托輪與窯體中心線所在平面內(nèi)也有偏斜。因此，托輪軸向中心線與窯體軸向中心線在空間交叉。
　　托輪與輪帶碾壓出的鉛絲形狀基本上也呈三角形，但由于空間歪斜方向不同，三角形的方向恰好相反。它不僅能反映托輪受力的大小、均勻程度、推動(dòng)窯體竄動(dòng)的方向，而且還能展現(xiàn)窯體軸線的彎曲情況。
　　綜上所述的七種基本形狀或者說(shuō)七種基本狀態(tài)，就可以分析出托輪調(diào)整的是否正確。

圖22　因托輪調(diào)整不當(dāng)輪帶產(chǎn)生傾斜情況

圖22　因托輪調(diào)整不當(dāng)輪帶產(chǎn)生傾斜情況

4.3　鉛絲檢驗(yàn)法的分析舉例
　　現(xiàn)以一臺(tái)四檔支承的回轉(zhuǎn)窯為例，首先在三個(gè)輪帶上每隔120°打上一個(gè)標(biāo)記，分別記為1、2、3點(diǎn)。用Φ2mm左右的鉛絲(因無(wú)Φ4～6mm的保險(xiǎn)絲)平行地逐次地按所打標(biāo)記喂入輪帶與托輪之間碾壓，碾壓后的鉛絲逐個(gè)測(cè)量后將數(shù)據(jù)填在表1中，并將基本形狀也繪在表1中，對(duì)同一個(gè)輪帶在三個(gè)標(biāo)記處碾壓的鉛絲尺寸進(jìn)行分析，為了方便以輪帶周長(zhǎng)為橫坐標(biāo)，鉛絲的碾壓最大寬度b為縱坐標(biāo)繪制一條折曲線，由此可明顯地看出鉛絲寬度在三點(diǎn)的不同變化。比較這些碾壓后的鉛絲形狀和尺寸后，便可得到以下結(jié)論。

表1　四檔托輪與輪帶幾種接觸情況分析

4.3.1　第Ⅰ檔
　　碾壓出的鉛絲形狀沿輪帶寬度B1是等寬的，即鉛絲形狀基本呈矩形，說(shuō)明兩個(gè)托輪的軸向中心線與窯體軸向中心線完全平行。這也表示托輪沒有推動(dòng)窯體上下竄動(dòng)的作用，在檢查托輪軸端止推壞與軸瓦兩側(cè)的間隙時(shí)也基本相等，進(jìn)一步證明了這個(gè)事實(shí)。與其它各檔比較，鉛絲的碾壓寬度較小。說(shuō)明此檔的負(fù)荷比其它檔為小。左托輪在輪帶三個(gè)標(biāo)記處碾壓出的鉛絲寬度稍有不同，1點(diǎn)較大，而右托輪在輪帶三個(gè)標(biāo)記處碾壓出的鉛絲寬度完全相同。這說(shuō)明左托輪在1點(diǎn)處受力稍大，可能由于兩者橢圓度相遇而引起。
4.3.2　第Ⅱ檔
　　碾壓出的鉛絲形狀基本呈菱形，說(shuō)明托輪軸向中心線與窯體軸向中心線偏斜。由托輪軸端止推環(huán)與軸瓦側(cè)面間隙出現(xiàn)在高端，可知托輪產(chǎn)生推動(dòng)窯體向低端竄動(dòng)的軸向力。右托輪碾壓出的鉛絲寬度大于左托輪，說(shuō)明右托輪靠近窯體或者窯體有彎曲現(xiàn)象。如果托輪的位置是正確的，可以通過(guò)測(cè)量證實(shí)，則說(shuō)明窯體有彎曲，且彎曲點(diǎn)凸向3點(diǎn)。
　　這種托輪的歪斜應(yīng)盡量避免，因?yàn)楦G體傾斜放置，本身即產(chǎn)生一個(gè)下竄力，為了保證窯體能夠按規(guī)律地上下往復(fù)竄動(dòng)，只需一個(gè)向高端的作用力。最理想的辦法是除低端第Ⅰ和第Ⅱ檔外，其余各檔都應(yīng)使窯體向上竄動(dòng)，這樣每檔托輪的歪斜角度均較小，對(duì)延長(zhǎng)托輪和輪帶的使用壽命有利。所以不應(yīng)使托輪的歪斜產(chǎn)生向低端推動(dòng)窯體竄動(dòng)的作用力。
4.3.3　第Ⅲ檔
　　碾壓出的鉛絲形狀也基本呈菱形，說(shuō)明托輪與窯體軸向中心線也是歪斜的。托輪軸端止推環(huán)與軸瓦側(cè)面間隙出現(xiàn)在低端，說(shuō)明托輪軸向中心線歪斜產(chǎn)生推動(dòng)窯體向高端竄動(dòng)的作用力。根據(jù)仰手律得知托輪軸向中心線圍繞接觸中心點(diǎn)向順時(shí)針方向歪斜。碾壓出來(lái)的鉛絲寬度基本相等，說(shuō)明左右兩個(gè)托輪受力基本均衡。與其它各檔比較，碾壓出的鉛絲寬度較大，說(shuō)明此檔的托輪負(fù)荷較大。這有兩種情況：如果由計(jì)算得知此檔的負(fù)荷并不比其它檔大，則說(shuō)明兩個(gè)托輪太靠近窯體中心線，筒體中心高于其它檔的的筒體中心，筒體是向上彎曲的；如果通過(guò)測(cè)量得知兩個(gè)托輪的位置是正確的，則說(shuō)明此檔的負(fù)荷肯定比其它檔大。若是由計(jì)算得知此檔的正常負(fù)荷也不大，就是在用鉛絲檢驗(yàn)時(shí)出現(xiàn)了異常情況。如窯結(jié)圈，結(jié)大塊或基礎(chǔ)下沉等，這就要根據(jù)具體情況進(jìn)行周密的分析，才能得出正確的判斷。在一般情況下，多因窯體彎曲而產(chǎn)生，這時(shí)筒體的最大彎曲點(diǎn)凸向2點(diǎn)。
4.3.4　第Ⅳ檔
　　碾壓出的鉛絲形狀是一頭大一頭小，基本呈三角形，這說(shuō)明托輪軸向中心線與窯體軸向中心線在通過(guò)兩者中心的平面內(nèi)不平行。鉛絲壓扁后的大頭均出現(xiàn)在高端，說(shuō)明低端有翹起現(xiàn)象。右托輪軸端止推環(huán)與軸瓦側(cè)隙出現(xiàn)在低端，說(shuō)明托輪的作用力使窯體向上竄動(dòng)。右托輪軸端止推環(huán)與軸瓦側(cè)面的間隙出現(xiàn)在高端，說(shuō)明托輪作用于輪帶上的力使其向下竄動(dòng)。這左右托輪在投影平面上呈小八字形式，而且托輪的軸向中心線與窯體軸向中心線是空間交叉。這種托輪軸向中心線的歪斜方向是不允許的，因?yàn)閺耐苿?dòng)窯體竄動(dòng)的角度看，左右托輪傳給輪帶的作用力方向相反。若是大小相等，則兩者平衡，對(duì)窯體的上下竄動(dòng)不起作用?？墒菍?duì)輪帶卻產(chǎn)生一個(gè)扭矩M，使輪帶與筒體歪斜。這樣，不僅增大了輪帶的內(nèi)應(yīng)力，而且增大了筒體的內(nèi)應(yīng)力，同時(shí)使一個(gè)托輪的兩個(gè)軸承受力不均，很容易發(fā)生事故。在這種情況下，由碾壓鉛絲寬度折線圖可見，窯筒體的最大彎曲點(diǎn)凸向2點(diǎn)。
　　根據(jù)鉛絲檢驗(yàn)法所得到的結(jié)果，便可以很容易地繪出各檔托輪的方位圖，同時(shí)也可以繪出窯筒體的彎曲圖，如表1中的最下面圖的雙點(diǎn)劃線所示。
　　如果發(fā)現(xiàn)窯體的最大彎曲點(diǎn)不在所打標(biāo)記處，欲找出最大彎曲點(diǎn)所處的準(zhǔn)確位置，就應(yīng)將標(biāo)記點(diǎn)細(xì)化，如在輪帶上打六個(gè)標(biāo)記點(diǎn)，并使其等距，即每隔60°打一個(gè)標(biāo)記點(diǎn)，見圖23?，F(xiàn)以第Ⅱ檔為例，由碾壓出的鉛絲寬度可知窯體的最大彎曲點(diǎn)凸向3～1點(diǎn)之間的6點(diǎn)。
　　根據(jù)鉛絲檢驗(yàn)法的結(jié)果，便可進(jìn)行托輪的調(diào)整，以保證窯筒體的軸向中心線處在最佳狀態(tài)以及托輪和輪帶表面的均勻接觸。
5　結(jié)束語(yǔ)
　　由以上的論述可見，托輪的正確調(diào)整不論在什么情況下都是非常必要的，也是異常重要的。對(duì)設(shè)計(jì)、安裝和使用維護(hù)單位等都應(yīng)能很好地掌握，才能將回轉(zhuǎn)窯的運(yùn)轉(zhuǎn)率提高，使用壽命延長(zhǎng)?？墒侨裟苁炀毜卣莆眨诶碚撋细闱宄?，還必須具有比較豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

圖23　準(zhǔn)確確定窯體最大彎曲點(diǎn)的細(xì)化圖

　　原來(lái)有人以為采用液壓擋輪的回轉(zhuǎn)窯，其托輪不需要調(diào)整，可實(shí)踐證明不是如此。即使最初不需要調(diào)整，但在托輪磨損后也是需要調(diào)整的?？梢娡休喺{(diào)整是絕對(duì)的，而不需要調(diào)整是相對(duì)的。
　　熟練而正確地掌握鉛絲檢驗(yàn)法，對(duì)管好、用好、檢修好回轉(zhuǎn)窯，尤其是指導(dǎo)托輪調(diào)整具有很重要的作用，今后應(yīng)普遍推廣。經(jīng)驗(yàn)越豐富，所能看出的問(wèn)題越多，這就好像大夫觀察X光片一樣。所以，每個(gè)有回轉(zhuǎn)窯的工廠都應(yīng)培養(yǎng)出一兩位這樣的專門人員，會(huì)取得很大的經(jīng)濟(jì)效益。

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