球磨机中空轴漏浆处理措施的改进设计

罗云峰,苏辉财

(江西铜业集团公司德兴铜矿,江西德兴 334224)

球磨机中空轴漏浆处理措施的改进设计

罗云峰,苏辉财

(江西铜业集团公司德兴铜矿,江西德兴 334224)

针对球磨机运行过程中出现的中空轴漏浆现象,分析了漏浆形成的原因和对设备造成的危害性,讨论了传统的漏浆处理措施设计,同时提出了镶套式维修新思路,并试验应用于球磨机端盖上。实践证明,采用镶套式维修方法处理后的球磨机进料端盖运行稳定安全,有效地延长了进料端盖的使用寿命,取得良好效果。

中空轴;漏浆;镶套式改进

1 问题的提出

泗州选矿厂有格子型 φ3.2×3.1M球磨机 8台。在长期的运行使用中,运转中的矿浆对中空轴内部有着相当的磨损,造成进料衬套与中空轴配合面间漏浆。由于中空轴与磨机端盖部铸造成一体,且价格昂贵,需要的维修时间长,并且漏出的矿浆渗入进主滑动轴承中,造成润滑油油质变差,被污染的润滑油经泵泵回到主滑动轴承面上,造成主滑动轴承发热,甚至缩短轴承的寿命,严重影响正常的生产。因此,深入分析中空轴漏浆的原因和危害,探索中空轴的修复及保护方法对于延长磨机的使用寿命具有十分重要的意义[1]。

2 球磨机中空轴漏浆原因分析

由于球磨机进料部的进料衬套设计时突出于端盖内表面,造成端盖衬板与端盖间存在小间隙,磨机在长期的运行中矿浆不可避免的进入到结合面,进而破坏端盖与进料衬套的配合面,久而久之配合间隙遭到破坏,矿浆进入中空轴与进料衬套形成的空腔内,对两者进行磨损。因此,造成中空轴漏浆的原因有[2-3]:

(1)进料衬套设计以及它与端盖的配合设计不合理,使磨机在运行过程中很容易磨损到端盖与进料衬套的配合面。

(2)中空轴与进料衬套间的配合间隙控制不好,间隙太小不利于进料衬套的安装和拆卸;间隙太大则会引起矿浆进入到中空轴与进料衬套形成的空腔内并对二者磨损;

(3)中空轴与进料衬套间没有进行密封处理使矿浆进入中空轴与进料衬套间所形成的空腔内成为可能,并且矿浆随磨机运行而转动,使之成为磨料,加剧了对中空轴及进料衬套的磨损;磨机内矿浆浓细度的大小也是引起矿浆进入空腔的原因之一。

总之,矿浆进入中空轴与进料衬套所形成的空腔内,对二者长期磨损破坏了中空轴与进料衬套原有的配合面是导致中空轴漏浆的直接原因。

3 球磨机中空轴进浆的危害性

矿浆磨损中空轴与进料衬套的结合部,使配合间隙增大,最终导致进料衬套失去固定支撑作用,它所受的联合给矿器的作用力全部作用于进料衬套的联接固定螺栓承上。但是在磨机带动联合给矿器连续运行中,联合给矿器传给进料衬套固定联接螺栓上的作用交变力超出联接固定螺栓组的设计的承受范围,则出现螺栓松动、撸丝和断裂现象的频频发生,这时矿浆就从中空轴和进料衬套联接处流出,如果继续运行,矿浆对中空轴及进料衬套磨损量快速增大。若如果得不到既是的处理,很快就会造成中空轴和进料衬套的配合面丧失,使进料衬套固定在中空轴上的联结螺栓全部断裂,则出现进料衬套脱出中空轴的设备故障。因此中空轴漏浆会造成以下几方面的危害[2]:

(1)中空轴严重磨损后,最直接的危害为中空轴的使用寿命,严重磨损后可导致中空轴法兰处与进料衬套配合面损害以及内螺纹的破坏,甚至从法兰处断裂、安装滑动轴承处磨漏使轴承报废等严重后果;

(2)中空轴严重磨损后,影响其与进料衬套的安装配合,降低进料衬套的运行可靠性和使用寿命,甚至造成进料衬套无法安装于中空轴上,从而导致中空轴提前报废。

(3)由于中空轴与进料衬套的配合面遭到破坏,进料衬套就失去了一端的支撑点变为悬臂梁,这样很容易造成进料衬套与中空轴的联结螺栓折断,进而引起联合给矿器和进料衬套一起脱出中空轴及主滑动轴承的损坏等事故。

(4)由于中空轴与进料衬套间的配合面已经磨损严重,因此在磨机的运行中,漏出的浆很容易进入到磨机主滑动轴承润滑系统中去,从而导致润滑油遭到污染,润滑系统油管被堵的故障,导致润滑系统故障多,主滑动轴承的巴氏合金磨损严重,严重威胁到主滑动轴承的安全运行。

4 中空轴漏浆的处理措施设计

从上面的原因分析和造成的危害性可以看出,中空轴严重磨损后发生漏浆现象使设备存在重大安全隐患,影响安全生产的顺利进行。因此,当球磨机出现漏浆后,要设计出有效地措施来保护进料端盖,以其延长端盖的使用寿命。

4.1 传统的处理措施设计

在中空轴渗浆早期,一般采用传统的处理措施[4-5]。

传统的中空轴磨损后的修补方法一般选择直接焊补方法。进料衬套与中空轴配合面的间隙较小时或者是中空轴法兰磨损较轻时,一般采用直接焊补的方法是可以避免矿浆进入到进料衬套与中空轴。其方法是先将进料衬套与空心轴用联接螺栓联接固定好后,选择适当的焊条把进料衬套和中空轴在其连接处焊死。

但是焊补的方法缺陷较多,尤其是进料衬套与空心轴均为 ZG35,属于中碳钢类,可焊性较差。容易在焊缝处产生裂纹,使用可靠性低。并且一旦产生裂纹,在冲击载荷的作用下,裂纹迅速加快扩展,从而加快进料衬套和中空轴的损坏。另外,焊补不适合进料衬套和中空轴配合面磨损损坏严重的情况。

当进料衬套和中空轴配合面磨损损坏较为严重时,简单的焊补不能保证长时间的运行安全,需要在焊补方法上进行改进。也就是在先将进料衬套用联接螺栓联接固定在中空轴上,再在进料衬套与中空轴的另一端的配合面的范围内,选择相对应的 4个点用斜铁来调整和固定,实现进料衬套的固定并且满足进料衬套与中空轴同心度达到设计的要求,调整完后,将进料衬套、端盖和斜铁焊接成一体。同时在空腔内填满填充物,防止矿浆进一步磨损空腔。在进料衬套与中空轴法兰配合面用焊条将它们焊接起来,增强联接的牢固性。

4.2 改进型处理措施设计

球磨机的中空轴与进料衬套配合面磨损的相当严重时,采用焊补的方法已经不能满足设备安全运行的要求。为了延长进料端盖和中空轴的使用寿命,经深入分析研究,决定采用镶套的维修设计新思维[6-7],将已经磨损严重的中空轴与原来进料衬套安装配合面的位置处车削成阶梯状配合面,然后重新设计镶套来补充磨损和车削掉的部分,通过设计合理的焊缝和焊接工艺,将新设计的两个位置的镶套牢固的焊接在一起,从而达到对端盖的修复的目的,以满足修复好的中空轴满足与进料衬套的配合。设计出的方案为:车削加工后的中空轴结构形状如图 1中法兰配合镶套体 3所示,重新设计的镶套与进料衬套配合面的结构设计成1∶10锥面配合如图 1中 2锥面镶套体所示;然后安装时对进料衬套和中空轴的配合面处贴上一层橡胶耐磨皮作进一步的保护。

由于进料衬套与中空轴联接配合采用的是内螺丝,内螺丝特别容易损坏造成联接螺栓联接失效,因此为了改进螺栓联接的联接强度采用同样的方法改进中空轴法兰的配合面,将原来的埋头螺钉联接改为对穿螺栓联接,重新设计法兰配合镶套体如图 1中的法兰配合镶套体结构。加强了固定联接强度,提高了进料衬套与联合给矿器的使用的安全性和稳定性。

图 1 新设计中空轴改进结构Fig.1 The new improved structure of hollow shaft

5 结束语

镶套式漏浆处理维修设计新措施在该厂的 8#φ3.2×3.1M球磨机进行了应用实验,三年多的运行证明这种处理措施安全可行,效果好,有效的延长了中空轴的使用寿命,杜绝了中空轴漏浆的情况,有效防止矿浆进入润滑系统对润滑油污染的情况的出现,主滑动轴承得到有效地保护。因此漏浆处理措施的改进设计提高了球磨机运行的安全性,是有一定价值的维修方法和思路探索与实践。

REFERENCES

[1] 江梦全.自磨机进料端漏浆问题研究[J].矿山机械,2006, (10):08-10.

[2] 徐贵贤,尹逊新,张延华.球磨机中空轴漏浆的处理方法[J].矿山机械,2006,(1):130-132.

[3] 孙利波,段云.球磨机进料器与中空轴联接螺栓断裂原因分析[J].山东冶金,2000,(3):17-18.

[4] 钟登学,郭年祥.φ3.6m×6.0m溢流型球磨机进料端和出料端的改进[J].江西有色金属,2002,(04):13-14.

[5] 贺志勇.球磨机进、出料口密封改造[J].矿山机械,2005, (03):120-121.

[6] 周恩浦等编,矿山机械 (选矿机械部分)北京:冶金工业出版社,1979.

[7] 兰小红,罗云峰.球磨机衬套与中空轴配合结构:中国, ZL2007 2 0122779 X[P].2008-01-09.

I mprovement of Leakage Treatment for the Hollow Shaft of BallM ill

LUO Yun-feng,SU Hui-cai
(Sizhou Concentrator of JCC Dexing CopperMine,Dexing 334224,Jiangxi,China)

During the ballmilloperation,there exits the problem of hollow shaft leakage.The causesofLeakage for mation and the har m to equipment are analysed.The traditional design of treatmentmeasure for leakage is discussed.And the new method of Inlay is put for ward and put into practice.The practice proves that the method of inlay can effectively extend the life of feed cover.

hollow shaft;leakage cause;inlayed type improvement

book=90,ebook=137

TD453

B

1009-3842(2010)03-0090-03

2010-05-04

罗云峰(1969-),男,江西万年人,工程师,长期从事选矿设备的研究和管理工作 ,E-mail:luo yun f@sohu.com.