淺談水泥機(jī)械的設(shè)計(jì)與應(yīng)用技術(shù)

王丹

摘 要：作為建筑施工的重要原料之一，水泥獲得了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，水泥的需求量也呈日益增長(zhǎng)的趨勢(shì)，同時(shí)，對(duì)于水泥的質(zhì)量也提出了更高的要求。因此，水泥機(jī)械設(shè)備的設(shè)計(jì)和制造逐漸成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。然而，目前水泥機(jī)械設(shè)備還不能完全適應(yīng)生產(chǎn)的需求，在使用過(guò)程中也存在著這樣那樣的問(wèn)題。為此，文章針對(duì)水泥機(jī)械設(shè)備的常見(jiàn)問(wèn)題進(jìn)行了分析，尋求解決措施，從而達(dá)到優(yōu)化水泥設(shè)備，推動(dòng)生產(chǎn)順利進(jìn)行的目的。

關(guān)鍵詞：水泥機(jī)械；設(shè)計(jì)；問(wèn)題；顎式破碎機(jī)

1 水泥機(jī)械設(shè)備常見(jiàn)問(wèn)題分析

1.1 軸承故障分析與處理

滑動(dòng)軸承和滾動(dòng)軸承是水泥機(jī)械中最為常見(jiàn)的軸承?；瑒?dòng)軸承的故障形式與其潤(rùn)滑機(jī)理息息相關(guān)，同時(shí)還受到刮瓦方式的影響?；瑒?dòng)軸承的故障有很多種，而異常磨損、發(fā)熱、燒瓦則是其中較為普遍的故障形式。異常磨損通常是堅(jiān)硬的顆?；烊胼S承瓦所導(dǎo)致的，此外，如果滑動(dòng)軸承瓦的負(fù)荷超標(biāo)，也會(huì)引發(fā)軸承的異常磨損。一旦發(fā)生軸承異常磨損，必須引起高度的重視，并立即采取措施排除故障，因?yàn)檩S承的異常磨損很容易引發(fā)多種故障的產(chǎn)生，為防止發(fā)生更大的故障，發(fā)現(xiàn)異常磨損后應(yīng)盡快處理。如果更換新瓦后，軸承還沒(méi)有達(dá)到完全磨合，這時(shí)就會(huì)引起軸承發(fā)熱。此外，軸承在運(yùn)行一段時(shí)間后，如果軸承承重發(fā)生變化，也會(huì)導(dǎo)致軸承發(fā)熱，對(duì)于這種發(fā)熱的現(xiàn)象，也需要引起足夠的重視，暫停軸承的工作，并對(duì)其發(fā)熱情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)跟蹤，通常來(lái)說(shuō)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的調(diào)整，發(fā)熱現(xiàn)象就會(huì)逐漸消失。在沒(méi)有潤(rùn)滑狀態(tài)的情況下，滑動(dòng)軸承瓦干磨，進(jìn)而對(duì)軸承造成嚴(yán)重的損壞，即所謂的燒瓦，從而導(dǎo)致軸承的報(bào)廢。一旦發(fā)生燒瓦，就必須重新刮瓦，甚至需要更換新瓦，因此，應(yīng)盡量避免燒瓦的發(fā)生。相對(duì)于滑動(dòng)軸承，滾動(dòng)軸承發(fā)生故障的可能性更高，這是因?yàn)闈L動(dòng)軸承對(duì)于潤(rùn)滑劑具有很強(qiáng)的依賴性，如果潤(rùn)滑效果不佳，就會(huì)導(dǎo)致金屬之間的直接接觸，從而引起軸承故障頻發(fā)。

1.2 水泥機(jī)械潤(rùn)滑系統(tǒng)故障

水泥機(jī)械的工作環(huán)境較為惡劣，通常是在溫度高、粉塵污染嚴(yán)重的環(huán)境工作，在運(yùn)轉(zhuǎn)中會(huì)產(chǎn)生很多的沖擊和振動(dòng)，承載的載荷重，強(qiáng)度高，需要進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的連續(xù)性生產(chǎn)，這些都是由水泥機(jī)械的自身特點(diǎn)和生產(chǎn)的外部環(huán)境所決定的，非常不利于水泥機(jī)械的潤(rùn)滑，并加劇了水泥機(jī)械的磨損。水泥機(jī)械設(shè)備多種多樣，其結(jié)構(gòu)和工作環(huán)境也是千差萬(wàn)別，不同的結(jié)構(gòu)和使用環(huán)境，對(duì)潤(rùn)滑系統(tǒng)的維護(hù)也有著不同的要求，如果按照同一標(biāo)準(zhǔn)和方法對(duì)潤(rùn)滑系統(tǒng)進(jìn)行保養(yǎng)和維護(hù)，必然無(wú)法滿足系統(tǒng)潤(rùn)滑的要求。此外，由于水泥生產(chǎn)的特殊性，經(jīng)常存在不能及時(shí)進(jìn)行潤(rùn)滑維護(hù)保養(yǎng)的現(xiàn)象。這些都很容易引發(fā)潤(rùn)滑故障，進(jìn)而導(dǎo)致其他故障的發(fā)生，為水泥的安全生產(chǎn)埋下了隱患。如果潤(rùn)滑效果不好，就會(huì)引起摩擦部位的磨損，導(dǎo)致水泥機(jī)械無(wú)法正常啟動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)，或者由于摩擦部位的調(diào)整和裝配不當(dāng)，導(dǎo)致水泥機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)不均勻、不靈活，造成過(guò)大的動(dòng)力損耗，工作狀態(tài)不平穩(wěn)，產(chǎn)生較大的噪聲和異常振動(dòng)。

2 水泥機(jī)械設(shè)備參數(shù)原理及應(yīng)用技術(shù)

2.1 水泥機(jī)械設(shè)備參數(shù)原理分析

在機(jī)械設(shè)計(jì)中，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)的重心，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)得是否科學(xué)合理，在很大程度上影響了機(jī)械設(shè)備的功能和效用。機(jī)械設(shè)備服務(wù)于生產(chǎn)，根據(jù)生產(chǎn)的需要來(lái)設(shè)計(jì)和制造出不同的設(shè)備，這些設(shè)備雖然在結(jié)構(gòu)上不盡相同，但卻是根據(jù)相同的設(shè)計(jì)參數(shù)原理設(shè)計(jì)出來(lái)的。結(jié)構(gòu)參數(shù)是指各種部件的形狀、尺寸以及部件與部件之間的夾角和連接等，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)參數(shù)的設(shè)計(jì)時(shí)，必須從實(shí)際條件出發(fā)，進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，最終確定適當(dāng)?shù)某叽?，從而設(shè)計(jì)出最優(yōu)的形狀。此外，還要注意連接的科學(xué)性和合理性，避免不必要的結(jié)構(gòu)帶來(lái)的制造成本和難度的提高，做到在滿足生產(chǎn)要求的條件下，設(shè)備能夠高效運(yùn)行，還要兼顧經(jīng)濟(jì)性的原則。工作參數(shù)指的是各個(gè)部件在工作時(shí)的運(yùn)行參數(shù)以及整個(gè)設(shè)備的生產(chǎn)能力和功率，在對(duì)各個(gè)部件的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行選擇時(shí)，要根據(jù)生產(chǎn)的要求來(lái)確定，為使設(shè)備具有可用性，必須盡量滿足最大生產(chǎn)的要求，在設(shè)計(jì)中以提高設(shè)備的生產(chǎn)能力和效率為設(shè)計(jì)原則，并把降低能耗、節(jié)省資源作為設(shè)計(jì)的目標(biāo)，在追求經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，也不能忽視社會(huì)價(jià)值的體現(xiàn)。對(duì)于機(jī)械設(shè)備的整體設(shè)計(jì)，要綜合考慮到審美和環(huán)保的要求，并融入人機(jī)工程的理念，針對(duì)水泥機(jī)械噪聲大的特點(diǎn)，在設(shè)計(jì)中采取消音設(shè)計(jì)，消除噪聲污染。

2.2 顎式破碎機(jī)設(shè)計(jì)技術(shù)

顎式破碎機(jī)自19世紀(jì)50年代問(wèn)世以來(lái)，經(jīng)過(guò)科研工作者的不斷改進(jìn)和完善，發(fā)展到當(dāng)代，已經(jīng)成為一種被廣泛應(yīng)用的機(jī)械設(shè)備，無(wú)論是在礦山冶金還是在煤炭開(kāi)采行業(yè)，都展示出了其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。在進(jìn)行水泥生產(chǎn)時(shí)，離不開(kāi)原料粉碎的環(huán)節(jié)，而破碎機(jī)的應(yīng)用，則提高了原料粉碎的效率，推動(dòng)水泥生產(chǎn)的高效順利進(jìn)行。

2.2.1 顎式破碎機(jī)的結(jié)構(gòu)參數(shù)選取

在選取顎式破碎機(jī)的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)參數(shù)時(shí)，要對(duì)動(dòng)顎與固定板顎之間的夾角，即所謂的鉗角進(jìn)行科學(xué)合理的確定，綜合考慮礦口、排礦口尺寸等要素，確保不會(huì)將物料擠出，鉗角通?？梢赃x取在17～24°之間。此外，在確定動(dòng)顎的擺動(dòng)行程時(shí)，需要結(jié)合具體的情況進(jìn)行分析，如破碎機(jī)的型號(hào)和礦粒度，都是必須考慮到的設(shè)計(jì)要素。動(dòng)顎的擺動(dòng)行程確定后，接下來(lái)還要確定偏心軸的偏心距。對(duì)于簡(jiǎn)擺顎式破碎機(jī)來(lái)說(shuō)，其偏心距與動(dòng)顎擺動(dòng)行程近似相等。而復(fù)擺顎式破碎機(jī)偏心距大約為 r=s/1.33。

在進(jìn)行顎式破碎機(jī)的設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)于各種構(gòu)件尺寸要求有很高的精度。破碎腔的高度取決于實(shí)際所要求的破碎比，通常H=（2.25～2.5）B。簡(jiǎn)擺顎式破碎機(jī)動(dòng)顎軸承中心與礦口平面高度參考值為 0.2L≤h≤（0.37～0.47）L，復(fù)擺顎式破碎機(jī)參考值為h≤0.1L（L為動(dòng)顎長(zhǎng)度）。在曲柄搖桿結(jié)構(gòu)中，當(dāng)曲柄作等速的往復(fù)回轉(zhuǎn)時(shí)，搖桿來(lái)回?cái)[動(dòng)的速度并不一樣，偏心距與連桿長(zhǎng)度的比值越大就越顯著，因此連桿長(zhǎng)度不能太短。推力板的設(shè)計(jì)也與偏心距有關(guān)，在確定偏心距之后，根據(jù)Kmax=25r，Kmin=16.5r（r為偏心距，Kmax為最大值，Kmin為最小值）公式來(lái)確定推力板的長(zhǎng)度。在確定結(jié)構(gòu)參數(shù)時(shí)，破碎腔的形狀的選取也是不容忽視的，通常來(lái)說(shuō)，破碎腔分為直線型和曲線型兩種。相對(duì)于曲線型破碎腔而言，直線型破碎腔容易在排礦口發(fā)生堵塞，進(jìn)而引起襯板下端的磨損，也可能導(dǎo)致設(shè)備發(fā)生過(guò)載。而破碎腔的形狀與能源的消耗以及設(shè)備的生產(chǎn)效率關(guān)系密切，同時(shí)還影響到設(shè)備的磨損情況，因此在選擇破碎腔時(shí)要進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)慎重的設(shè)計(jì)。

2.2.2 顎式破碎機(jī)工作參數(shù)選取

顎式破碎機(jī)的結(jié)構(gòu)參數(shù)選定后，接下來(lái)還要確定其工作參數(shù)。偏心軸的轉(zhuǎn)數(shù)與設(shè)備的生產(chǎn)能力有著密切的聯(lián)系，隨著轉(zhuǎn)數(shù)的增加，生產(chǎn)能力也獲得提升。然而還要注意其相應(yīng)的參數(shù)范圍，通常來(lái)講，當(dāng)進(jìn)料口寬度B≤1.2m時(shí)，偏心軸的轉(zhuǎn)數(shù)n=310～145B；當(dāng)進(jìn)料口寬度B>1.2m時(shí)，n=160～42B。如果超過(guò)這個(gè)范圍，生產(chǎn)能力反而會(huì)下降，并伴隨著功率消耗量的急劇增加。

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