（大连华锐重工焦炉车辆设备有限公司 辽宁大连 116052）
摘要：大型焦炉推焦设备承担着推出碳化室内成熟的焦炭的任务，从目前实际应用效果来看，推焦设备存在着不同程度的振动问题。因此本文针对大型焦炉推焦设备振动机理进行分析，在介绍焦炉设备的结构和工作原理后，从推焦设备振动机理入手，借助理论模型，分析影响振动的原因，并且提出处理措施。
关键词：大型焦炉；推焦设备；振动机理；安装精度
引言：纵观国家现阶段大型焦炉成套装备来看，自动化和智能化水平已经到了世界领先地位，最常见的为6.25m捣固型焦炉成套设备。该设备中包括熄焦车、导烟车、装煤车、捣固机、拦焦车、推焦车、电机车等装备，而推焦车是其中的核心关键。如果推焦车问题不能够得到有效解决，会对焦炉设备效率产生负面影响。
一、焦炉推焦车设备的结构和工作原理
推焦车直接关系到焦炉的正常使用和寿命，其中包括支撑辊、推焦杆、吹石墨装置、推焦头、滑靴、吹扫上升管根部装置、齿条吹扫机构、推焦传动装置和应急推焦杆退回装置等，图1为推焦车三维设计图。一般情况下选择钢材料完成制作，通过焊接的方式连接各个部件。在实际运行过程中，采用轨道式行走的方式，完成侧炉门启闭，并对炉门和炉况的灰尘进行清扫。在推焦车工作中，无法避免会将一些焦粉或者其他杂物落在车轨上，继而威胁到推焦车的行驶。因此，新时期还会安排清轨器，配合推焦车完成工作。工作人员可以通过电力控制设备完成对推焦车运行，配合调频电机完成调节功能。作为一种箱体结构，其在运作过程中经常会出现振动情况，虽然目前很多企业都采取了一定的措施，但取得的效果有限，无法从根本上解决这一问题。大型焦炉推焦设备振动一个多重因素耦合作用的复杂过程，推焦阻力、速度变化、轨道摩擦等都有可能导致振动问题的出现。
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图 1 推焦车三维设计图
二、推焦设备振动机理仿真模型
（一）仿真设计
为了进一步分析大型焦炉推焦设备振动机理，借助机械系统模型原理，建立一个反映机械系统结构特征的静态模型，同时完成对仿真环境设计，完成对推焦设备振动的分析。先利用人软件建立了一个31m×6.3m的推焦车设备模型，并且完成精准装配。然后对系统驱动、推焦阻力、炭化室摩擦这个方面进行设置，借助
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求出驱动频率与驱动速度的关系，通过现场测试，得到实际的驱动速度。推焦阻力随着推焦过程的不断推进而减小，最小可为0。由上可知，钢材是推焦车的主要材料，而滑道材料的为耐火砖，最终将动摩擦和静摩擦系数分别设置为0.8和0.6。
（二）仿真结果
参考某重工企业的实际工作情况，将仿真时间设置为103s，步长为0.01，进而求出具体的仿真结果，对大型焦炉推焦设备振动机理展开分析。不仅如此，还对现场振动信号进行实测，以此保证模型的正确性。从实际仿真模拟结果来看，在推焦车运行的全过程中，均存在不同程度的振动问题，推焦车运动初期，振动幅度剧烈，最大幅值为1m/s2，随着推焦车运行，振幅逐渐缩小。对比仿真振动信号和实际振动信号来看，模型符合实际情况，二者趋于一致。
三、推焦设备振动仿真结果分析
（一）推焦杆刚度参数
从实际情况来看，推焦车是箱型结构，推焦杆是箱形截面的长杆结构，利用铆接直齿条完成前后运动。以某重工企业内部的推焦车为例，该推焦车推焦杆上下盖板的厚度分别为30mm和40mm，设备投产后，振动问题严重。从仿真分析结果来看，推焦杆刚度问题是导致其振动的主要原因。因此，对推焦车推焦杆上下盖板的厚度进行调节分别改为40mm和50mm，并且在推焦杆内增加了加强筋板，在此基础上，重新启动仿真模拟后发现，振动幅度明显缩小[1]。
（二）推焦杆安装精度
从仿真分析过程中发现，推焦杆是导致振动的主要原因，不仅是刚度问题，推焦杆的形位公差以及其和主动齿轮的安装精度也会引发振动问题。受到主动齿轮带动，推焦杆才能够实现前后移动。因此，任何角度的形位公差，都会对传动效果产生负面影响，因此，必须要对形位公差进行全面的设计，尤其是在生产制造过程中，尽可能保证推焦杆的直线度，避免出现弯折、上翘、下挠等情况，降低焊接变形。比如，某重工企业采用对称焊接的方式，完成推焦杆的焊接处理，并在焊接完成后，对整体推焦杆进行消除热应力处理，最大程度提高推焦杆质量。同时，该企业还利用大型天桥铣床对推焦杆进行进一步加工，以此保证加工精度。在完成推焦杆的制作和加工后，推焦杆和主动齿轮之间的安装精度也要提高注意，如果二者之间啮合不好，也会导致振动问题，因此在实际生产过程中，除了要保证推焦杆本身的质量之外，水平度、垂直度、啮合精度等方面内容也要得到重视。在安装过程中重点针对推焦杆和主动齿轮的安装精度进行反复检查，通过不断的调整，提高安装精度，尽可能避免焦炉推焦设备振动问题。
（三）摩擦阻力问题
除了上述两个方面之外，在仿真分析的过程中，还发现推焦滑履与炉底间的摩擦阻力及推焦滑履的结构形式也会对焦炉推焦设备产生振动的影响。这意味着，在设计安装过程中，除了要解决上述两方面的问题，还要对推焦车的阻力问题提高重视。比如，某重工企业采用高耐热性和高强度性的材料作为推焦滑轮的地步材料，以此尽可能减小推焦车阻力，降低动静摩擦系数。根据该企业已经投产的焦炉推焦设备为例，采用十字双轴结构滑履作为底部轴结构，从仿真效果来看，减振效果最佳[2]。
总结：综上所述，造成大型焦炉推焦设备振动的原因有很多，想要保证其正常稳定的运行，要从多个角度进行优化设计。根据仿真结果来看，推焦杆刚度参数、推焦杆安装精度、摩擦阻力问题是导致振动的原因，提高刚度参数，保证安装精度，严格控制参数设计，改进推焦滑履，可以避免振动问题，延长设备使用寿命。
参考文献：
[1]张紫瑞，孙桓五，向瑾，等.考虑双因素耦合的焦炉推焦设备振动机理研究[J].机械设计与制造，2018（7）.
[2]孟爽，向瑾，陈创.推焦速度对推焦装置振动特性影响分析[J].噪声与振动控制，2019，039（003）：63-66.