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球磨機(jī)進(jìn)料器與中空軸聯(lián)接螺栓斷裂原因分析

2014-02-17

孫利波 段云
濟(jì)南鋼鐵集團(tuán)總公司張馬屯鐵礦,山東濟(jì)南 250101)
  摘 要:球磨機(jī)進(jìn)料器與中空軸聯(lián)接螺栓斷裂原因是進(jìn)料器與中空軸之間間隙過大,密封錐面受礦漿沖蝕而被破壞。根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際,找到了取出斷裂螺栓的方法,縮短了檢修時(shí)間,并提出了預(yù)防中空軸進(jìn)漿的措施。
  關(guān)鍵詞:球磨機(jī);進(jìn)料器;中空軸;聯(lián)接螺栓;斷裂
  1 問題的提出
  濟(jì)南鋼鐵集團(tuán)總公司張馬屯鐵礦(簡(jiǎn)稱張馬屯鐵礦)MQG2700×2100mm濕式格子型球磨機(jī)1994年元月投入運(yùn)行。1997年4月更換進(jìn)料器之后,僅運(yùn)行了15個(gè)月,球磨機(jī)進(jìn)料器與中空軸結(jié)合面處便出現(xiàn)了較為嚴(yán)重的甩漿、漏漿現(xiàn)象。進(jìn)料器與中空軸是由12條M30×100雙頭螺栓聯(lián)接的。在緊固螺栓時(shí)有2條螺栓被緊斷,次日發(fā)現(xiàn)又有5條螺栓在運(yùn)行過程中切斷掉落。在拆卸時(shí),其余5條螺栓也無一能夠順利擰出,全部折斷在螺栓孔內(nèi)。
  2 原因分析
  該球磨機(jī)采用鼓形給料器與泥勺給料器聯(lián)合給料,其給料部采用12條M36聯(lián)接螺栓與進(jìn)料器相連。在拆檢進(jìn)料器過程中,發(fā)現(xiàn)進(jìn)料器與中空軸形成的空腔中有礦漿,且進(jìn)料器外表與中空軸內(nèi)表面磨蝕嚴(yán)重,兩者之間的裝配尺寸處ØA、ØB間隙較大(如圖1、2所示)。ØA、ØB之間的60°的密封錐面也由于礦漿的沖蝕而遭到嚴(yán)重的破壞,不能起到密封和支撐作用。
 

圖1 球磨機(jī)進(jìn)料部
1.進(jìn)料器;2.聯(lián)接螺栓;3.端蓋;4.密封配合

圖2 中空軸內(nèi)進(jìn)漿示意圖 
  根據(jù)上述現(xiàn)象,分析認(rèn)為造成螺栓斷裂的原因是進(jìn)料器與中空軸之間的密封錐面由于礦漿沖刷被破壞,進(jìn)料器在此端失去支承,整個(gè)進(jìn)料器與給料部分的負(fù)荷基本由12條M30聯(lián)接螺栓來承載,形成以此為支點(diǎn)的兩頭懸臂結(jié)構(gòu)。由于給料部及進(jìn)料器本身自重達(dá)3t,在運(yùn)行過程中又要承受較大的負(fù)荷及泥勺鏟料瞬間的沖擊載荷,而裝配面ØC采用的裝配方式為間隙配合,且ØC軸向距離較小,接觸面較小,因此上述載荷大部分由12條聯(lián)接螺栓來承載。經(jīng)過長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)螺栓在交變載荷作用下產(chǎn)生疲勞,Z后導(dǎo)致斷裂現(xiàn)象的發(fā)生。
  從以上分析可以看出,問題的根源在于進(jìn)料器與中空軸之間裝配間隙過大,密封錐面由于礦漿的沖蝕而被破壞,從而導(dǎo)致進(jìn)料器在靠近出口處失去支承點(diǎn)。
  3 斷裂螺栓的處理
  通常取出斷裂螺栓的方法有焊接加力柄、在斷裂螺栓上鉆小孔、攻反絲及在螺栓孔處鉆大孔、重新攻絲等方法。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況分析,認(rèn)為采用焊接加力柄或攻反絲兩種方法都不可能取出斷裂的螺栓;而如果采用改大孔重新攻絲的方法,則由于現(xiàn)場(chǎng)條件所限只能人工攻絲。M36螺栓孔由人工攻絲難度大、速度慢、工期長(zhǎng),這就會(huì)嚴(yán)重影響生產(chǎn)。為此,采用了在斷裂螺栓處劃線、找正,找出螺栓的中心,利用30搖臂鉆床在斷裂螺栓上鉆Ø26mm的孔,然后再用M30絲錐攻絲的方法,成功地取出了12條斷裂螺栓。
  在操作過程中,螺栓中心的劃線、找正與確定至關(guān)重要。因?yàn)镸30螺栓孔其絲頂尺寸為Ø26.211mm,當(dāng)采用Ø26mm鉆頭鉆孔時(shí)周邊只有0.1055mm的間隙,如果稍有偏斜則螺栓孔螺紋就會(huì)被破壞。而如果采用Ø25mm鉆頭則會(huì)因攻絲余量過大而導(dǎo)致操作困難。
  采用此方法每條螺栓耗時(shí)約為30~40min,速度比較快,也能保證檢修質(zhì)量。
  4 預(yù)防措施
  從以上原因分析中可以看出,造成螺栓斷裂的根本原因在于進(jìn)料器與中空軸配合尺寸處存在問題。因此為了保證設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn),延長(zhǎng)中空軸的使用壽命,防止螺栓斷裂事故的發(fā)生,在更換進(jìn)料器時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn):
 ?。?span>1)保證ØA、ØB裝配時(shí)的間隙不能過大。
 ?。?/span>2)保證進(jìn)料器與中空軸密封錐面貼緊后,中空軸與進(jìn)料器聯(lián)接端面的間隙C留有0.5~1.5mm的間隙,以便在中空軸密封錐面出現(xiàn)磨損、變形后可以通過螺栓的緊固使進(jìn)料器軸向移動(dòng),加強(qiáng)兩者之間的密封。
 ?。?/span>3)對(duì)于中空軸已經(jīng)磨損,但尚不到報(bào)廢程度仍繼續(xù)使用的球磨機(jī),可以在更換進(jìn)料器后,在B部位的間隙處填塞鉛油麻絲或膨脹橡膠條以堵塞礦漿通道。有條件的也可以通過現(xiàn)場(chǎng)掛膠,在中空軸內(nèi)表面掛膠恢復(fù)裝配尺寸公差。

來源:《山東冶金》2000年第3期