回转筒体设备不同挡轮装置比较分析

回转窑、烘干机等回转筒体设备在水平方向倾斜一定角度安装，以便物料能从高端向低端走料。这就导致简体必然会因为自身重力分力的作用，带着滚圈一起下滑。当筒体下滑到一定部位必须予以限制，使其在合理的范围内运行。限制范围以滚圈与托轮、传动齿圈与小齿轮在全宽度范围内能均匀磨损为准，因此回转窑必须安装限位挡轮装置，以便限制设备的轴向位移。

一、工作原理比较

（1）挡轮装置主要有普通挡轮、信号挡轮和液压挡轮3种。信号挡轮和普通挡轮的工作原理基本相同。当筒体轴向运动到下限位置时限制其继续往下运动，信号挡轮就是在挡轮的下限位置安装报警装置，当筒体运动到下限时发报警信号给操作人员，然后操作人员根据现场情况，一般是采用增大滚圈与托轮摩擦因数的办法，使筒体向上运动进行下一个工作循环。普通挡轮通常只限制滚圈不往下运动，如果不采取一定的措施，将会导致托轮和滚圈磨损，表面出现凹凸现象，传动齿圈和小齿轮也会因为不均匀磨损而出现凹凸面，从而引发不应发生的事故。

（2）液压挡轮是在普通挡轮支撑的基础上加装液压缸装置，利用液压缸产生的液压力来平衡滚圈和筒体重力的分力，并控制回转窑轴向上下“游动”，以达到使用电子控制系统控制液压力，进一步控制回转窑轴线方向上运动的目的。因为回转筒体设备运行的工况都比较恶劣，液压挡轮的缺点在于液压系统的橡胶元件易老化、损坏。液压油容易进入粉尘、异物，导致油缸拉伤或液压回路液压油内漏。

二、控制方式比较

（1）信号挡轮和普通挡轮，一般是通过人工调整的方法来控制回转筒体沿轴线方向运行。通常先调整托轮的倾斜角度，即托轮轴线与筒体轴线成一定的夹角安装。使托轮和滚圈接触时产生一定向上的分力来平衡筒体向下的自重力。然后通过在托轮上涂油、洒石灰等方式来改变托轮和滚圈接触的摩擦力来增大向上分力或者向下自重力使筒体向上或者向下运动，也就是俗称的“螺旋效应”。这种调整回转窑轴向“游动”的方式工作效率很低，调窑工的劳动强度大，并且时有发生“掉窑”的事故。

（2）液压挡轮，利用基础底部的液压缸产生的液压力来平衡滚圈和筒体自重力向下的分力，控制回转窑轴向“游动”。液压回路由小流量的柱塞泵、换向阀、过滤器、油箱、节流阀等组成，依靠电子控制系统控制液压回路的液压油压力和方向，以此来控制进油时液压力大于筒体自重向下的分力，驱动筒体向上运行，到达上限时，液压回路泄压，筒体自重力向下的分力作用于挡轮，使得液压缸回油经过回路到达油箱。这种方法省时、省力、自动化程度高，人工仅需编程设定筒体运行的周期及液压力即可。

三、对整回转筒体设备支撑系统的影响

（1）在使用普通挡轮时，筒体的支持托轮需要调斜安装，由此产生托轮与滚圈摩擦向上的分力，这个分力要求正好抵消筒体自重向下的分力，如果这个角度大，分力就太大，使得筒体一直靠上部运行。如果角度小，分力就小，不能驱动滚圈向上运行。所以这就要求调整人员有一定调窑经验。调斜安装时，托轮和滚圈的接触应力计算比较复杂，可以参照力学分析推导出接触应力计算公式。

（2）当使用液压挡轮时，这时托轮轴线与筒体中心线调整平行安装。将滚圈和托轮的接触简化成为两个圆柱体的接触。并忽略托轮和滚圈长度对承载区的影响。

根据以上分析可以看出，使用普通挡轮时，托轮需要调斜安装，滚圈的较大接触应力将会增加约60000kPa，而滚圈与托轮接触的疲劳寿命将减会受到极大的影响。由此可以得出，液压挡轮比普通挡轮在整个应用形式上更优化。

四、液压挡轮优势总结

由上面陈述可以知道普通挡块和液压挡轮技术相比，液压挡轮有如下优势：

（1）改变托轮和滚圈的受力形式，减小二者之间的接触应力，有助于增加滚圈和托轮的使用寿命。

（2）能保证滚圈、托轮均匀的磨损，不会因为只在一个位置运动，而使托轮磨出凹槽，影响滚圈上下运动。并能保证传动齿圈和小齿轮均匀磨损。延长其使用寿命。

（3）使用电子控制系统代替人工调整，减小人工劳动强度，提高了劳动生产率，避免了如回转窑下炕。（也有称为“掉窑”，就是回转窑滚圈顶坏限位挡轮，继续运行直到滚圈脱离托轮。）但是液压挡轮的液压元件对工作环境有一定要求，这对液压挡轮的也推广有一定的影响，随着机械制造工业、工程材料处理的技术、电子技术、测量与检测技术等相关领域科学技术的发展，正慢慢的解决了以往液压挡轮因为液压系统故障及泄漏等而得不到推广的问题，液压挡轮技术将越来越普及。