选矿设备的振荡、磨损与维护

季景强

（浙江巨化化工矿业有限公司，浙江 衢州 324403）

选矿设备产生问题的原因是多方面的，既有设计不合理的因素，也有在实际应用中管理不当，不科学维护所带来的影响。论文主要介绍选矿设备振荡与磨损问题产生的原因，并且提出相应的维护建议。

1 选矿设备振荡因素分析及应对措施

选矿设备（机械）本身易产生共振的原因，有以下几点：旋转体转子产生残余不平衡量，轴系零件材料组织不均匀，制造上存在误差，对中不良，基础的刚性差等。

1.1 设备的共振可引起剧烈振动

由于运转的轴是一个弹性体，其旋转时产生以离心力为表征的干扰力，从而引起轴的弯曲振动，当这种强迫振动的频率与轴弯曲自振频率相重合时，就出现弯曲共振现象，并引起整体上的振荡。从理论上说，此时轴的弯曲变形将无限制地增加，以致造成旋转轴的破坏。对于高速旋转的机械，设计时，一定要避开临界转速，以免发生共振。

1.2 涡动和油膜振荡，从而产生剧烈振动

滑动轴承中发生的半速涡动和油膜振荡，也是高速旋转机械产生剧烈振动的重要原因。因此要注意防止和消除高速旋转机械中滑动轴承的半速涡动和油膜振荡。下面就这个问题做一些探析。

由于载荷，以及轴颈转速的不同，轴颈在稳定运转时，其中心的位置也不同，其变动的轨迹近似于一个半园。当载荷很小，轴颈转速很高时，此时轴颐中心与轴承中心接近重合。油楔消失，油压聚然降低，轴的运转很不平稳，轴心剧烈振荡。当载荷很大或轴颈转速很小时，轴颈与轴瓦接触，油膜被破坏，处于干磨状态，极易造成拉丝、烧瓦等破坏。

轴颈涡动是轴颈运转常出现的情况。轴颈涡动时的频率约等于轴颈的转速的一半，故称为半速涡动。半速涡动一旦出现，就不再消失，随着轴颈转速的升高，半速涡动的速度也就升高，当轴颈转速升高到一定高度时，半速涡动的速度正好达到临界转速。半速涡动的频率正好与轴的固有频率相重合，则系统产生激烈的振动形成油膜振荡。

若轴承发生油膜振荡，则轴心涡动的振幅猛增，使油膜破裂，引起轴承及其轴系零件、机组的破坏。

防止油膜振荡的办法有以下几点：

（1）增大相对偏心距；（2）改变润滑油粘度或供油温度；(3)提高供油压力；(4)采用制振性好的轴承结构。

2 选矿设备磨损因素分析及应对措施

选矿设备中许多金属机件直接加工处理高硬度的矿料，而且是连续不断地作，处理量又大，所以受到强烈的磨料磨损。这类易磨件使用寿命短，需要经常更换对于连续生产十分不利，而且造成大量的人力及材料的消耗。机件不抗磨时常成为各个矿山的老大难问题。机件失效与设计、操作及材料都有关系，而材料的冶金质量差或选材不当时常是个十分重要的原因。

2.1 破碎机的磨损

粗碎破碎机是工作最繁重的机器，用于将开采的原矿破碎成适于运输及供给中、细破碎机的大小。在金属矿山主要使用鄂式破碎机及旋回破碎机。

（1）.鄂式破碎机齿板

在鄂式破碎机周期性的工作中，齿板受到周期性的加载及卸载，必须具有充分的强度，同时齿板受到高硬度矿石的浸入形变磨损产生断裂及滑动搓磨，产生犁削沟痕，甚至掉块。通常，齿板是由高锰钢衬板用螺栓固定在铸钢板上。使用一段时间后，高锰钢衬板可以调头使用或更换。近年来国外推广使用加筋强化的Ni一or及高Or铸铁齿板，抗磨性是高锰钢的数倍，在使用中即使出现开裂，也不碎断，值得推广。

（2）旋回破碎机衬板

在破碎机工作中，衬板受到大冲击能量的凿削磨损。同样要求旋回破碎机衬板材料具有高强度及抗磨性。轧臼壁衬板用高锰钢或加筋强化镍铬白口铸铁制做，破碎壁衬板则用高锰钢制做。

2.2 球磨机的磨损

研磨是选矿生产中主要工序，衬板、研磨介质及电子消耗构成很大的费用。

造成球磨机衬板磨损失效的原因:（1）宏观冲击形变磨损失效。（2）微观冲击疲劳磨损失效。（3）犁削磨损失效。（4）宏观表面疲劳磨损失效。（5）腐蚀磨损失效。

衬板磨损失效的主要机理不仅与磨机的大小、干式或湿式有关，而且与磨机中衬板的位置有关。一般给料端衬板的磨损就比筒体衬板的磨损更大，靠近给料端的第一圈筒体衬板的磨损又更快。对于衬板要求具有高硬度，以抵抗矿石的犁削磨损及表面疲劳磨损，而对韧性及强度要求不高。

2.3 分级机的磨损

螺旋分级机的叶片上衬铁，随着螺旋的运转，带动分级槽内沉积的矿料，因此时时受到低应力冲蚀磨损。抵抗这类磨损对材料主要要求高硬度的马氏体+碳化物的组织，而残留奥氏体量要求要尽可能少。制做这类叶片采用新型的稀土中锰白口铸铁，使用寿命可以比原用中锰球铁提高6倍以上，效果显著。改良新型抗磨铸钢的韧性及抗腐性，则使用寿命还可以进一步提高。

2.4 砂浆泵的磨损

在金属矿山，砂浆泵用于将矿石排送到加工厂及将尾矿砂排送到尾矿坝，因为水力输送在长途运送固体物料时最经济。泵壳、叶轮及侧部护板受到高压及高速的砂浆的冲刷磨损。冲刷磨损率与砂浆浓度、砂粒的大小及硬度、泵的转速及扬程等都有关系。在泵脚，因为砂浆冲向出水口，则对泵壳内壁的冲刷磨损更为严重，易被磨穿。对于砂浆泵过流件用材的韧性要求不高，而对硬度要求高。最抗磨的是既有高硬度又能抗腐的高Or白口铸铁及Ni一Or白口铸铁，组织最好是90～98外马氏体的基底上分布不连续分布的碳化物。

3 振荡与磨损相互作用，使设备性能恶化

选矿设备易出现的各种问题彼此之间都是有关联的。振荡会使设备某些固件错位，松动，造成相应部件不能正常关联，如果发生在高速运动的部件内部，则会造成部件之间的磨损。磨损不仅会进一步降低设备的稳定性，而且直接影响到设备的安全，又会造成更大范围的松动。振荡与磨损的恶性效果叠加，在无法得到有效维护的情况下，使得设备进入恶性循环，从而加速了设备的损害。

4 选矿设备选购日常维护建议

选矿设备的正确选购和维护都是以生产的高效长远运行为出发点。优秀的设备是生产高效运行的前提，科学的维护是生产长远运行的保障。具体有以下几点建议：

4.1.设备的选购要因地制宜，因矿而异。市场上有不同的设备，都能完成同样的工作。选购时要加以区分。设备的使用一定要最大限度的符合矿物的特性。即使同一种矿物也要进行特异性检测，以确定最佳应用设备。

4.2.尽量使用自动化程度高，新材料新技术应用较多的设备。例如，面对选矿设备易磨损的问题，相关部位应尽量使用低合金钢及白口铸铁，而不能仅仅根据旧的传统，沿用高锰钢。当然，也要考虑经济成本问题。

4.3.经常性对设备进行检测，重点设备和重要部位要多关注。对于发现的小问题，应经相关技术人员进行不良程度的判断和损坏后果的评估。必要时应果断停止工作而进行检修，以最大限度的避免设备的不可修复损坏和生产事故。

4.4.尽量选用高质量的耗损件，对于经常性的故障和超出正常范围的耗损要注意发掘深层次的原因。

总结：文章介绍了选矿设备易磨损和产生振荡的主要原因，并对每种设备的不同情况进行分析。文章指出，振荡与磨损是互相影响的，采用一定的措施可以降低振荡与磨损对设备正常运行的影响。同时，文章对选矿设备的选购与维护提出了简单的建议。

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