赤泥卸料螺旋轴承损坏原因分析及整改方案的探讨

摘 要：通过对赤泥卸料螺旋轴承损坏的原因分析后，得出其轴承损坏的原因是进泥水造成的，在考虑螺旋结构、输送介质性质后，提出对赤泥卸料螺旋首尾变位安装、以及尾部轴承改造成吊轴承形式，可以较大的减少轴承的损坏率，从而提高设备的使用率、完好率。

关键词：头尾换位；轴承；进泥；改造

1 概述

赤泥卸料螺旋是氧化铝生产赤泥输送的设备，该设备采用的是贵州航天乌江机电设备有限责任公司生产的φ670*16970型螺旋，该螺旋自投料生产以来，赤泥卸料螺旋频繁出现连接轴断裂、连接轴螺栓断裂、轴承损坏事件，每次事件的发生都会进行停机检修，而且检修用时长达12-40小时，很大的降低设备完好率及运行率，严重制约赤泥输送系统生产的顺利运行，已经成为制约沉降车间生产的最大瓶颈之一，因此，保证螺旋的正常运转，成为亟待解决的重要话题。以下主要是针对赤泥卸料螺旋滚动轴承进泥水导致损坏解决方案的探讨。

2 卸料螺旋构造及滚动轴承损坏的表现形式

2.1 卸料螺旋的结构及工作原理

卸料螺旋主要用电机、减速机、螺旋轴、吊轴承、U型槽等组成，其工作原理：赤泥经卸料梳刮卸后落入U型槽内，驱动端驱动螺旋轴旋转运动使物料向前推进，最终物料从下料口进入其他相关设备，从而达到运送的效果。

2.2 滚动轴承进泥的表现形式

（1）滚动轴承损坏。拆开检查后发现：电机端轴承座内有大量泥水，滚道、滚动体生锈，其表面出现点蚀及疲劳剥片，保持架磨损严重；尾部轴承油脂乳化发白，轴承内有少量泥水，轴承生锈，保持架磨损。（2）油封损坏。

3 滚动轴承原因分析及整改措施

3.1 滚动轴承损坏原因分析

赤泥是一种平均温度有85°C的浆状尾矿，其含水量在40%左右，并含有少量的钠碱等物质，在输送其过程中伴随大量的蒸汽。而在对卸料螺旋结构分析发现：轴承密封只有一个骨架油封，其密封方向只是封油。当吊轴承发生损坏时，由于尾部螺旋轴停止运转，导致泥量迅速堆积造成轴承进泥。因此，卸料螺旋的滚动轴承损坏原因主要有：（1）恶劣的工况导致密封件急速老化损坏、铁制品急剧锈蚀。水、汽、空气混合体的情况下容易使物体发生氧化，是造成老化、锈蚀的最大因素。（2）螺旋结构不合理。轴承座直接接到U型槽上，一旦密封件损坏，轴承就会进泥水、蒸汽。（3）密封件选型不合理。其轴承的密封选用的是骨架油封，是一种橡胶制品，而赤泥是一种颗粒状矿浆物，一旦骨架油封粘上赤泥，容易发生磨粒磨损，最终造成轴承进泥水。（4）磨粒磨损。

3.2 整改措施

在对赤泥卸料螺旋改造方案设计前，要遵循几条原则：结构工艺性原则、制造工艺性原则、安装工艺性原则及经济性原则等。也就是尽量保持原有设备的结构、采用便于安装拆卸、便于制造的结构以及尽量采用现成材料以减少成本的原则完成方案的确定。

通过螺旋结构及其工作原理、现场条件、现有材料等分析后，得出以下两点整改措施：（1）螺旋轴组件受力分析。卸料螺旋尾部轴承是一盘22220CA/W33调心滚子轴承，电机端轴承由一盘22220CA/W33调心滚子轴承及一盘29420圆锥滚子轴承构成，现将对轴承进行力学分析，见图1。

其中：Fr1-尾部轴承所受的径向力；Fr2-吊轴承所受的径向力；Fr3-电机端调心轴承所受的径向力；F'r3-电机端推力调心滚子轴承所受的径向力；F'd3-电机端推力调心滚子轴承所受的径向力。

从图1可以得出，卸料螺旋的轴向力是由推力调心滚子轴承承受的，尾部轴承只受到径向力的作用，而吊轴承由轴瓦及连接轴构成，能承受较大的径向力。

（2）整改方案。方案是将驱动端移到下料口处安装，并将轴承箱与U型槽隔离处理，将螺旋尾部沿180°甩向原螺旋头部，新的尾部采用吊轴承装置，如图2所示。

卸料螺旋是单向转动输送介质，经过改动后，输送方式由原来的推动变成了拉动，与总输送螺旋输送方式完全一样，因此，此方案是可行的。

（3）改造后优点评估。经过以上两步改造后，卸料螺旋主要有以下几点优点：a、滚动轴承使用寿命大大的提高。由于轴承安装在下料口处，并与U型槽隔开，从而不会因积泥或冲洗螺旋造成轴承进泥，大大减少损坏几率。b、大大缩短吊轴承检修用时。尾部轴承改吊轴承后，在更换检修中间吊轴承时，只需要松开尾部吊轴承两颗固定螺栓，而原先是要拆出比较难以拆卸的末端轴承。c、减少冲洗时间，缩短检修准备用时。一旦中间吊轴承发生连接螺栓断裂，电机照样可以驱动前半段螺旋轴输送赤泥，减少需要冲洗的泥量，从减少为检修准备的时间。d、减少螺旋的泄漏点，保持现场环境卫生。

3.3 经济指标评估

沉降车间共有赤泥卸料螺旋12台，滚动轴承由于经常进泥损坏，其使用寿命平均约为90天/盘，改造后，预计使用寿命提高为轴承-1100天/盘，吊轴承-240天/套，改造后年可节约备件费用约202000元，减少检修次数36次/年。

4 结束语

赤泥卸料螺旋在沉降使用较多，在赤泥过滤系统一直扮演着重要的角色，然而其轴承经常进泥水，导致这个重要角色频繁瘫痪、损坏，严重影响赤泥过滤生产系统的顺利进行，这都由于卸料螺旋某些部件选型不当或结构难以适应现场生产环境的要求导致的。针对这些缺陷，我们拟出解决和改进的方案，希望能使赤泥卸料螺旋更加健康、稳定、高效的运行，更有利的服务于生产的需要。

參考文献

[1]濮良贵，纪名刚.机械设计[M].北京：高等教育出版社，2001.

[2]唐增宝，等.机械设计课程设计[M].武汉：华中科技大学出版，1999.

作者简介：陆宾洲（1983，10-），男，壮族，广西南宁马山县，广西华银铝业有限公司，研究方向：机电工程。