浮法玻璃退火窑辊道传动不同步的危害和解决方案

浮法玻璃退火窑辊道传动不同步的危害和解决方案

摘要：浮法玻璃退火窑辊道的辊子直径通常前端选用的大一些，后端小一些。经过传动机构，实际线速度会有微小差别，造成前后不同步。这一微小差别往往被忽视。本文阐述了辊道不同步造成的危害，提出了解决方案。

关键词：浮法玻璃；退火窑；辊道；不同步；

前言：退火窑是浮法玻璃生产线中三大热工设备之一，而退火窑辊道则是退火窑的关键设备之一。退火窑辊道为玻璃的拉引成型提供动力，同时作为输送设备将玻璃带匀速输送到各功能区。退火窑辊道的辊子由吊挂式轴承支承，通过电机无级调速驱动传动轴，由固定在传动轴和辊子轴端的螺旋齿轮副带动。所有辊子是通过一个传动站传递动力的，如果各辊子的外皮线速度不一致，必将导致玻璃带与辊子之前产生滑动摩擦，同时玻璃带的运动又会与传动装置产生干涉，对设备传动不利。

1.问题的发现

退火窑辊子的轴端传动齿轮是能过胀套结构与轴头连接的，如果传动扭矩过大齿轮会移位脱出，这也是出于安全考虑的一种设计，是正常现象。本人在凌源四七五浮法玻璃厂工作期间，在一次齿轮脱出的检修过程中，我们发现齿轮的脱出方向与正常传动可能脱出的方向相反。这说明这根辊子并不是按理论设计上牵引玻璃带前进，而是由玻璃带反拖运行的。这一发现立刻引起了我们的注意，进而对整个辊道装置进行了检查。辊道前端的一段是直径305mm的辊子，后面一段采用的是直径216mm的辊子。结果发现216区段的传动副的间隙方向都与理论设计相反，越往末端越严重。

2.问题的分析

经过查阅设计图纸，和实际测量得出如下数据：传动轴上的齿轮齿数Z1=23，305mm辊子的齿轮齿数Z2=55，216mm辊子的齿轮齿数Z3＝39。这样305mm 与216mm辊子的线速度比值为=1.00126。误差率为0.126％，前端辊子线速度大于后端辊子。此误差相当微小，在设计中可能被忽略。然而退火窑辊道为实现退火降温功能往往长度达到百米左右。我们假定216mm辊子区段长度为20米，按0.126％的误差率计算，其累计误差可达25.2mm。这种误差是从第一个216mm 辊子开始，逐个积累的。这样会使玻璃带在216mm辊子上滑移。使本来应该由辊子带运动玻璃带运行的设计变成由玻璃带反推辊子运行。作用在每根216mm 辊子上的反力等于该辊子受到的摩擦力。这些反力通过齿轮反作用在传动轴上，由子辊子数目较多，所以作用在传动轴上的反力，也就是传动轴上承受的将会应力很大，如果这种应力大于传动轴之间用于传动的联轴器的设计出力，将会造成传动装置破坏失效。

3.不同步问题对玻璃生产的影响

我们知道，目前浮法玻璃的质量等级分为汽车级，制镜级，建筑级三个级别[1]，其中汽车级玻璃等级最高，对细小划伤的要求很高。玻璃带在辊子上有相对滑移会使板面产生划伤，如我们计算的结果，在216mm辊子20米长的区段相对滑移就达到了25.2mm，这种影响是很大的。这是作为我们设备专业的技术负责人分析的结果。那么与实际生产是否能相互印证呢？我们将此问题向生产工艺技术人员进行了说明。工艺技术人员告诉我们，目前玻璃生产确有不是原因的划伤。经过多次组织人员对锡槽出口进行检查，结果没有发现刮蹭，对过渡辊道及退火窑辊道的表面光洁度进行检查，也未发现辊道有划痕，氧化物等。退火窑内也无堆积碎玻璃。板面划伤问题成了技术难题，对成品质量影响很大，直接影响企业效益。经过与我们设备专业技术人员的沟通，大家一致认为辊道不同步是产生板面划伤的重要原因。

4.问题的验证

对问题有了共同的认识，有没有快速便捷的方法来验证这一观点呢。经过分析，我们提出了一个有效的方法。退火窑辊道的传动轴是通过键板套筒联轴器将每一段短轴连接在一起的，既然305mm辊子以后的传动轴已经起不到拉引的作用，我们索性将两种辊子相接段的联轴器打开，这样两个区段的辊子就不会有干涉。此方案经过领导的批准。联轴器打开以后，216mm辊子区段是被玻璃带推行的，仍然起不到拉引作用，所不同的是由原来的滚动摩擦和滑动摩擦想结合变成滚动摩擦。验证结果表明：玻璃板面的细小划伤明显减少。这就证明了我们对退火窑辊道不同步的判断是正确的。

5.问题的解决方案

5.1 方法一

就按照上述验证问题的方法，取消两种辊子过渡区段的联轴器。此方法能够起到解决设备不同步，相互干涉的问题。但是我们知道由于种种原因，可能会出现玻璃带在退火窑内断裂的情况。如果出现断板事故，216mm区段没有玻璃带的推动将失去动力，断裂的板面会互相推插，造成大面积碎裂，其后果的碎玻璃堆积在退火窑内阻挡玻璃带运行，造成重大事故。因为长期采用这种方式运行是冒险的行为，不宜采用。

5.2 方法二

辊子都已经安装好，而且窑炉已经启动，按理论计算更换辊子的方法显然是不现实的，如果能通过一种手段使两段辊道都能如理论设计一样为玻璃带提供拉引为是最理想的。将两个区段断开，在216mm辊子区段增设一个恒扭矩传动站是一种理想的方法，能够保证辊道均匀传动，又能使玻璃带内应该均匀。但由于新设传动站成本高，加之与生产同时进行的安装难度较大。所以此方法值得商榷。

5.3 方法三

在两个区段中间加装一个装置，在正常工作时还是让玻璃带推动216mm辊子区段运行，在发生断板事故时又能为辊道提供动力，将断板送出退火窑，是一种相对实用的方法。能实现这种功能的装置有摩擦式安全器合器和超越离合器两种[2]。摩擦式安全离合器是当传动扭矩大于设定值时会产生相对滑移，起到安全的作用。如果安装在过渡段传动轴上，则玻璃带反拖传动轴时，达到一定力矩会产生滑移，降低阻力，当发生断板时，其摩擦力能够推动辊道前进。超越离合器如果安装在过渡段上，则是如果玻璃带的速度比传动轴快，离合器就会脱开，慢则正常传动，超越离合器的特点就是哪个半轴的速度快就按哪个半轴的速度动转。相对比较超越离合器在正常运转时不会有附加反力，而且安装调试简单，故选择超越离合器作为解决问题的首先装置。

结束语：

实际生产中往往会因为一些小的设计偏差造成很严重的后果，如果设备专业和工艺技术专业的人员共同研究发现，将会起到事半功倍的效果。希望本文能引起相关技术人员的关注