選礦設(shè)備的振蕩、磨損與維護(hù)

季景強(qiáng)

（浙江巨化化工礦業(yè)有限公司，浙江 衢州 324403）

選礦設(shè)備產(chǎn)生問(wèn)題的原因是多方面的，既有設(shè)計(jì)不合理的因素，也有在實(shí)際應(yīng)用中管理不當(dāng)，不科學(xué)維護(hù)所帶來(lái)的影響。論文主要介紹選礦設(shè)備振蕩與磨損問(wèn)題產(chǎn)生的原因，并且提出相應(yīng)的維護(hù)建議。

1 選礦設(shè)備振蕩因素分析及應(yīng)對(duì)措施

選礦設(shè)備（機(jī)械）本身易產(chǎn)生共振的原因，有以下幾點(diǎn)：旋轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)子產(chǎn)生殘余不平衡量，軸系零件材料組織不均勻，制造上存在誤差，對(duì)中不良，基礎(chǔ)的剛性差等。

1.1 設(shè)備的共振可引起劇烈振動(dòng)

由于運(yùn)轉(zhuǎn)的軸是一個(gè)彈性體，其旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生以離心力為表征的干擾力，從而引起軸的彎曲振動(dòng)，當(dāng)這種強(qiáng)迫振動(dòng)的頻率與軸彎曲自振頻率相重合時(shí)，就出現(xiàn)彎曲共振現(xiàn)象，并引起整體上的振蕩。從理論上說(shuō)，此時(shí)軸的彎曲變形將無(wú)限制地增加，以致造成旋轉(zhuǎn)軸的破壞。對(duì)于高速旋轉(zhuǎn)的機(jī)械，設(shè)計(jì)時(shí)，一定要避開(kāi)臨界轉(zhuǎn)速，以免發(fā)生共振。

1.2 渦動(dòng)和油膜振蕩，從而產(chǎn)生劇烈振動(dòng)

滑動(dòng)軸承中發(fā)生的半速渦動(dòng)和油膜振蕩，也是高速旋轉(zhuǎn)機(jī)械產(chǎn)生劇烈振動(dòng)的重要原因。因此要注意防止和消除高速旋轉(zhuǎn)機(jī)械中滑動(dòng)軸承的半速渦動(dòng)和油膜振蕩。下面就這個(gè)問(wèn)題做一些探析。

由于載荷，以及軸頸轉(zhuǎn)速的不同，軸頸在穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，其中心的位置也不同，其變動(dòng)的軌跡近似于一個(gè)半園。當(dāng)載荷很小，軸頸轉(zhuǎn)速很高時(shí)，此時(shí)軸頤中心與軸承中心接近重合。油楔消失，油壓聚然降低，軸的運(yùn)轉(zhuǎn)很不平穩(wěn)，軸心劇烈振蕩。當(dāng)載荷很大或軸頸轉(zhuǎn)速很小時(shí)，軸頸與軸瓦接觸，油膜被破壞，處于干磨狀態(tài)，極易造成拉絲、燒瓦等破壞。

軸頸渦動(dòng)是軸頸運(yùn)轉(zhuǎn)常出現(xiàn)的情況。軸頸渦動(dòng)時(shí)的頻率約等于軸頸的轉(zhuǎn)速的一半，故稱為半速渦動(dòng)。半速渦動(dòng)一旦出現(xiàn)，就不再消失，隨著軸頸轉(zhuǎn)速的升高，半速渦動(dòng)的速度也就升高，當(dāng)軸頸轉(zhuǎn)速升高到一定高度時(shí)，半速渦動(dòng)的速度正好達(dá)到臨界轉(zhuǎn)速。半速渦動(dòng)的頻率正好與軸的固有頻率相重合，則系統(tǒng)產(chǎn)生激烈的振動(dòng)形成油膜振蕩。

若軸承發(fā)生油膜振蕩，則軸心渦動(dòng)的振幅猛增，使油膜破裂，引起軸承及其軸系零件、機(jī)組的破壞。

防止油膜振蕩的辦法有以下幾點(diǎn)：

（1）增大相對(duì)偏心距；（2）改變潤(rùn)滑油粘度或供油溫度；(3)提高供油壓力；(4)采用制振性好的軸承結(jié)構(gòu)。

2 選礦設(shè)備磨損因素分析及應(yīng)對(duì)措施

選礦設(shè)備中許多金屬機(jī)件直接加工處理高硬度的礦料，而且是連續(xù)不斷地作，處理量又大，所以受到強(qiáng)烈的磨料磨損。這類易磨件使用壽命短，需要經(jīng)常更換對(duì)于連續(xù)生產(chǎn)十分不利，而且造成大量的人力及材料的消耗。機(jī)件不抗磨時(shí)常成為各個(gè)礦山的老大難問(wèn)題。機(jī)件失效與設(shè)計(jì)、操作及材料都有關(guān)系，而材料的冶金質(zhì)量差或選材不當(dāng)時(shí)常是個(gè)十分重要的原因。

2.1 破碎機(jī)的磨損

粗碎破碎機(jī)是工作最繁重的機(jī)器，用于將開(kāi)采的原礦破碎成適于運(yùn)輸及供給中、細(xì)破碎機(jī)的大小。在金屬礦山主要使用鄂式破碎機(jī)及旋回破碎機(jī)。

（1）.鄂式破碎機(jī)齒板

在鄂式破碎機(jī)周期性的工作中，齒板受到周期性的加載及卸載，必須具有充分的強(qiáng)度，同時(shí)齒板受到高硬度礦石的浸入形變磨損產(chǎn)生斷裂及滑動(dòng)搓磨，產(chǎn)生犁削溝痕，甚至掉塊。通常，齒板是由高錳鋼襯板用螺栓固定在鑄鋼板上。使用一段時(shí)間后，高錳鋼襯板可以調(diào)頭使用或更換。近年來(lái)國(guó)外推廣使用加筋強(qiáng)化的Ni一or及高Or鑄鐵齒板，抗磨性是高錳鋼的數(shù)倍，在使用中即使出現(xiàn)開(kāi)裂，也不碎斷，值得推廣。

（2）旋回破碎機(jī)襯板

在破碎機(jī)工作中，襯板受到大沖擊能量的鑿削磨損。同樣要求旋回破碎機(jī)襯板材料具有高強(qiáng)度及抗磨性。軋臼壁襯板用高錳鋼或加筋強(qiáng)化鎳鉻白口鑄鐵制做，破碎壁襯板則用高錳鋼制做。

2.2 球磨機(jī)的磨損

研磨是選礦生產(chǎn)中主要工序，襯板、研磨介質(zhì)及電子消耗構(gòu)成很大的費(fèi)用。

造成球磨機(jī)襯板磨損失效的原因:（1）宏觀沖擊形變磨損失效。（2）微觀沖擊疲勞磨損失效。（3）犁削磨損失效。（4）宏觀表面疲勞磨損失效。（5）腐蝕磨損失效。

襯板磨損失效的主要機(jī)理不僅與磨機(jī)的大小、干式或濕式有關(guān)，而且與磨機(jī)中襯板的位置有關(guān)。一般給料端襯板的磨損就比筒體襯板的磨損更大，靠近給料端的第一圈筒體襯板的磨損又更快。對(duì)于襯板要求具有高硬度，以抵抗礦石的犁削磨損及表面疲勞磨損，而對(duì)韌性及強(qiáng)度要求不高。

2.3 分級(jí)機(jī)的磨損

螺旋分級(jí)機(jī)的葉片上襯鐵，隨著螺旋的運(yùn)轉(zhuǎn)，帶動(dòng)分級(jí)槽內(nèi)沉積的礦料，因此時(shí)時(shí)受到低應(yīng)力沖蝕磨損。抵抗這類磨損對(duì)材料主要要求高硬度的馬氏體+碳化物的組織，而殘留奧氏體量要求要盡可能少。制做這類葉片采用新型的稀土中錳白口鑄鐵，使用壽命可以比原用中錳球鐵提高6倍以上，效果顯著。改良新型抗磨鑄鋼的韌性及抗腐性，則使用壽命還可以進(jìn)一步提高。

2.4 砂漿泵的磨損

在金屬礦山，砂漿泵用于將礦石排送到加工廠及將尾礦砂排送到尾礦壩，因?yàn)樗斔驮陂L(zhǎng)途運(yùn)送固體物料時(shí)最經(jīng)濟(jì)。泵殼、葉輪及側(cè)部護(hù)板受到高壓及高速的砂漿的沖刷磨損。沖刷磨損率與砂漿濃度、砂粒的大小及硬度、泵的轉(zhuǎn)速及揚(yáng)程等都有關(guān)系。在泵腳，因?yàn)樯皾{沖向出水口，則對(duì)泵殼內(nèi)壁的沖刷磨損更為嚴(yán)重，易被磨穿。對(duì)于砂漿泵過(guò)流件用材的韌性要求不高，而對(duì)硬度要求高。最抗磨的是既有高硬度又能抗腐的高Or白口鑄鐵及Ni一Or白口鑄鐵，組織最好是90～98外馬氏體的基底上分布不連續(xù)分布的碳化物。

3 振蕩與磨損相互作用，使設(shè)備性能惡化

選礦設(shè)備易出現(xiàn)的各種問(wèn)題彼此之間都是有關(guān)聯(lián)的。振蕩會(huì)使設(shè)備某些固件錯(cuò)位，松動(dòng)，造成相應(yīng)部件不能正常關(guān)聯(lián)，如果發(fā)生在高速運(yùn)動(dòng)的部件內(nèi)部，則會(huì)造成部件之間的磨損。磨損不僅會(huì)進(jìn)一步降低設(shè)備的穩(wěn)定性，而且直接影響到設(shè)備的安全，又會(huì)造成更大范圍的松動(dòng)。振蕩與磨損的惡性效果疊加，在無(wú)法得到有效維護(hù)的情況下，使得設(shè)備進(jìn)入惡性循環(huán)，從而加速了設(shè)備的損害。

4 選礦設(shè)備選購(gòu)日常維護(hù)建議

選礦設(shè)備的正確選購(gòu)和維護(hù)都是以生產(chǎn)的高效長(zhǎng)遠(yuǎn)運(yùn)行為出發(fā)點(diǎn)。優(yōu)秀的設(shè)備是生產(chǎn)高效運(yùn)行的前提，科學(xué)的維護(hù)是生產(chǎn)長(zhǎng)遠(yuǎn)運(yùn)行的保障。具體有以下幾點(diǎn)建議：

4.1.設(shè)備的選購(gòu)要因地制宜，因礦而異。市場(chǎng)上有不同的設(shè)備，都能完成同樣的工作。選購(gòu)時(shí)要加以區(qū)分。設(shè)備的使用一定要最大限度的符合礦物的特性。即使同一種礦物也要進(jìn)行特異性檢測(cè)，以確定最佳應(yīng)用設(shè)備。

4.2.盡量使用自動(dòng)化程度高，新材料新技術(shù)應(yīng)用較多的設(shè)備。例如，面對(duì)選礦設(shè)備易磨損的問(wèn)題，相關(guān)部位應(yīng)盡量使用低合金鋼及白口鑄鐵，而不能僅僅根據(jù)舊的傳統(tǒng)，沿用高錳鋼。當(dāng)然，也要考慮經(jīng)濟(jì)成本問(wèn)題。

4.3.經(jīng)常性對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)，重點(diǎn)設(shè)備和重要部位要多關(guān)注。對(duì)于發(fā)現(xiàn)的小問(wèn)題，應(yīng)經(jīng)相關(guān)技術(shù)人員進(jìn)行不良程度的判斷和損壞后果的評(píng)估。必要時(shí)應(yīng)果斷停止工作而進(jìn)行檢修，以最大限度的避免設(shè)備的不可修復(fù)損壞和生產(chǎn)事故。

4.4.盡量選用高質(zhì)量的耗損件，對(duì)于經(jīng)常性的故障和超出正常范圍的耗損要注意發(fā)掘深層次的原因。

總結(jié)：文章介紹了選礦設(shè)備易磨損和產(chǎn)生振蕩的主要原因，并對(duì)每種設(shè)備的不同情況進(jìn)行分析。文章指出，振蕩與磨損是互相影響的，采用一定的措施可以降低振蕩與磨損對(duì)設(shè)備正常運(yùn)行的影響。同時(shí)，文章對(duì)選礦設(shè)備的選購(gòu)與維護(hù)提出了簡(jiǎn)單的建議。

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