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      高壓輥磨機(jī)輥面磨損過程分析及新型輥面的應(yīng)用

      2019-01-03 09:29:10
      中國(guó)金屬通報(bào) 2019年5期
      關(guān)鍵詞:輥面磨機(jī)使用壽命

      王 賓

      (河北鋼鐵集團(tuán)司家營(yíng)研山鐵礦有限公司,河北 唐山 063700)

      高壓輥磨機(jī)在工作的過程中會(huì)不斷磨損,如果出現(xiàn)柱釘斷裂和脫落的情況,就會(huì)導(dǎo)致輥磨機(jī)出現(xiàn)嚴(yán)重的損傷。為此,需要了解輥面磨損的過程,并且使用新型的輥面,提升輥磨機(jī)的壽命。

      1 輥面發(fā)生磨損的原因分析

      1.1 輥面磨損的過程

      為了能夠提升高壓輥磨機(jī)輥面的壽命,避免輥面的修復(fù)周期過長(zhǎng),就需要對(duì)輥面的磨損過程進(jìn)行分析。高壓輥磨機(jī)的輥面都采用了柱釘輥面,其中柱釘都是使用了非常耐磨的硬質(zhì)合金制造,鑲嵌在滾套的基體當(dāng)中,所以在工作的過程中,如果有細(xì)粉物料由于高壓的作用被填充到了柱釘之間,就會(huì)生成墊料,從而可以達(dá)到保護(hù)的目的[1]。而裸露在外面的柱釘是硬度很高的耐磨損材料,也能夠讓整個(gè)輥面的具有更強(qiáng)的耐磨性,保證輥面的使用壽命。

      高壓輥磨機(jī)柱釘輥面在工作的過程中,形成墊料保護(hù)體,首先要經(jīng)過柱釘?shù)哪p過程,隨著柱釘逐漸磨短之后,柱釘和基體之間的高度差就會(huì)降低。如果柱釘和基體之間的高度差過小,墊料就很難繼續(xù)形成,這時(shí)基體就會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的磨損,導(dǎo)致柱釘和基體之間的高度差再次增大,從而形成穩(wěn)定的墊料層,這時(shí)就是柱釘開始磨損。輥面的磨損過程就是反復(fù)循環(huán)上述過程,經(jīng)過均勻磨損之后,直到柱釘最后磨損是到了8毫米左右,這時(shí)由于柱釘?shù)蔫偳渡疃炔蛔?,不能夠繼續(xù)鑲嵌在滾面上,柱釘就開始出現(xiàn)脫落,此時(shí)輥面也達(dá)到了使用壽命[2]。

      1.2 影響輥面磨損的因素

      根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)來看待,導(dǎo)致輥面出現(xiàn)磨損的原因主要來源于以下幾點(diǎn):

      (1)液壓系統(tǒng)的工作壓力。高壓輥面機(jī)處在很高的壓力下工作,系統(tǒng)的工作壓力越大,電機(jī)就會(huì)有更大的使用功率,這就會(huì)導(dǎo)致高壓輥磨機(jī)的磨損也會(huì)更大。由于需要進(jìn)行更多的維修,導(dǎo)致輥磨機(jī)需要投入更高的使用成本[3]。為了滿足后續(xù)破碎的需求,就需要降低系統(tǒng)壓力,也能夠有效降低使用成本。

      (2)輥磨物料是否存在大塊異物。高壓輥磨機(jī)在進(jìn)行輥磨物料的過程中,需要對(duì)物料當(dāng)中的大塊異物進(jìn)行嚴(yán)格控制,一旦存在大塊物料,就會(huì)對(duì)輥面造成嚴(yán)重的損傷。如果有大塊的異物進(jìn)入了高壓腔,大塊異物接觸的輥面就要承受全部壓力,由于受力面積過小,就會(huì)導(dǎo)致壓強(qiáng)過高,從而會(huì)對(duì)輥面基體造成嚴(yán)重的傷害。一般都是深坑式的磨損,所以使用高壓輥磨機(jī)時(shí),必須要避免過大的顆粒進(jìn)入物料。

      (3)輥磨物料的含水量。輥磨物料的含水量也會(huì)影響到輥磨機(jī)的破磨效果,含水量主要會(huì)影響到高壓輥磨機(jī)壓力強(qiáng)內(nèi)的壓力區(qū)的建立,物料水分越大,就會(huì)越難形成料墊,導(dǎo)致輥面基體在沒有物料的情況下會(huì)快速磨損[4]。如果是超細(xì)粒的物料,如果水分太低也會(huì)難以形成高壓腔,導(dǎo)致設(shè)備在工作時(shí)很容易發(fā)生震動(dòng),影響輥磨機(jī)的正常工作。所以,通常情況下物料的水分最好在5±2%左右比較合適。

      2 輥套修復(fù)及高壓輥磨機(jī)新型輥面的應(yīng)用

      2.1 輥套的修復(fù)方法

      (1) 使用過程中線上修復(fù)。在進(jìn)行高壓輥磨機(jī)使用維護(hù)工作時(shí),有一些輥面的柱釘是可以更換的,如果發(fā)生了柱釘出現(xiàn)折斷、崩裂和脫落的情況,就可以采用更換柱釘?shù)姆椒▽?duì)輥面進(jìn)行修補(bǔ),保證輥面能夠始終保持良好的工作狀態(tài)。這種方式雖然在理論上可以進(jìn)行,但是也對(duì)使用時(shí)的維護(hù)工作提出了很高的要求,工廠的維護(hù)工作必須要建立在對(duì)輥面進(jìn)行了全面檢查的基礎(chǔ)上,保證柱釘發(fā)生損傷和脫落的時(shí)候,能夠及時(shí)地開展修補(bǔ)工作,避免輥面長(zhǎng)期帶病工作,演變成更加嚴(yán)重的問題。

      在采用更換柱釘這種方法進(jìn)行輥面的修補(bǔ)時(shí),必須要將損壞的殘余柱釘取出。所以輥面加工的過程中,柱釘和輥面孔之間不能太緊,否則在修補(bǔ)的過程中柱釘就很難取出[5]。所以,柱釘和輥面孔之間一般都是做間隙配合,在安裝柱釘?shù)倪^程中也需要涂抹金屬膠。在取出殘余柱釘?shù)臅r(shí)候,首先要給輥面加熱,金屬膠在高溫的情況下就會(huì)失效,然后就可以將殘余的柱釘全部取出。之后在進(jìn)行鉆孔,并且重新栽入新的柱釘,或者使用短柱釘,保證輥面的外圓不變形。但是,這樣進(jìn)行修復(fù)也會(huì)引發(fā)其他的問題。

      首先,由于輥面孔和柱釘是間隙配合的,所以在使用的過程中,如果進(jìn)料溫度比較高,就很容易出現(xiàn)柱釘斷裂的情況,如果不及時(shí)修補(bǔ),就會(huì)對(duì)輥面造成深坑式的磨損。其次,由于取出殘余柱釘?shù)臅r(shí)候需要對(duì)輥面的局部進(jìn)行加熱,加熱的過程中,必然會(huì)由于金屬膠的汽化形成高壓,有時(shí)甚至?xí)堄嗟闹攺棾?,?huì)給操作人員造成傷害,是具備一定安全隱患的。最后,加熱的也會(huì)導(dǎo)致?lián)Q釘?shù)奈恢眯阅馨l(fā)生改變,由于是局部高溫,冷卻的過程中就會(huì)產(chǎn)生熱應(yīng)力,導(dǎo)致輥面的表面變形,如果比較嚴(yán)重,甚至可能會(huì)出現(xiàn)裂紋,導(dǎo)致輥面的基體強(qiáng)度發(fā)生轉(zhuǎn)變。

      (2)滾套達(dá)到使用壽命之后返廠修復(fù)。滾套達(dá)到使用壽命之后,可以將需要原來的滾套拆卸下來,對(duì)輥軸進(jìn)行探傷檢測(cè),如果確認(rèn)原來的輥軸沒有損傷,就可以將新加工好的滾套安裝在原來的輥軸上面。由于高壓輥磨機(jī)的滾套是一種消耗品,所以需要結(jié)合實(shí)際的工作強(qiáng)度,每隔一段時(shí)間就進(jìn)行一次更換。在更換滾套時(shí),需要將輥軸和滾套都運(yùn)送回原廠進(jìn)行修復(fù)[6]。這種方式雖然能夠獲得較好的修復(fù)效果,但是維修周期非常長(zhǎng),并且也造成單次修復(fù)工作需要付出較高的維修費(fèi)用。因此,如何能夠提高輥面的使用壽命,有效降低滾套的費(fèi)用,減少維修時(shí)間,提高服務(wù)質(zhì)量也都成為了目前行業(yè)普遍關(guān)注的問題。

      2.2 新型免維護(hù)輥面的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)

      根據(jù)生產(chǎn)過程中的經(jīng)驗(yàn),如果出現(xiàn)柱釘這段的情況,并不會(huì)對(duì)修補(bǔ)有太過急切的需求,但是如果出現(xiàn)了柱釘脫落的情況,就必須要馬上進(jìn)行修補(bǔ)。柱釘脫落后,缺少柱釘?shù)奈恢脮?huì)出現(xiàn)柱釘間隙過大的情況,并不容易形成材料的保護(hù)層,這時(shí)如果繼續(xù)工作,就會(huì)出現(xiàn)巨大的液壓力和物料磨損,缺少有料墊的輥面基體就會(huì)很快磨損。并且,基體在出現(xiàn)了磨損以后,周圍的柱釘也會(huì)受到影響開始脫落,造成問題變得更加嚴(yán)重,甚至?xí)?dǎo)致深坑式磨損的出現(xiàn)。為此,就需要及時(shí)地維護(hù)輥面,尤其是在輥面的工作任務(wù)比較繁重的情況下,如果進(jìn)行頻繁的檢查,就會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)的效率嚴(yán)重降低。所以需要使用免維護(hù)輥面來降低勞動(dòng)強(qiáng)度,減少檢查所占據(jù)的時(shí)間,提升工作效率。

      某公司采用了柱釘和滾面孔過硬配合的方法,并且對(duì)過盈量也進(jìn)行了精確的控制,可以避免在工作的過程中出現(xiàn)柱釘脫落的情況。這種方式需要具有很高的加工工藝,必須要對(duì)孔壁的形位尺寸和孔壁的粗糙度進(jìn)行控制,避免出現(xiàn)結(jié)合不夠牢固發(fā)生脫落的情況。

      在設(shè)計(jì)輥面時(shí),為了實(shí)現(xiàn)免維護(hù)輥面,所以在設(shè)計(jì)加工時(shí)柱釘和滾面孔都采用了過盈配合的方式,通過對(duì)過盈量的精確控制,利用液壓系統(tǒng)將柱釘鑲嵌入輥面,可以避免柱釘出現(xiàn)脫落的情況。在生產(chǎn)的過程中,如果出現(xiàn)了柱釘這段的情況,也不需要更換柱釘。因?yàn)閿嗔押罄^續(xù)受損,崩斷處輥面的基體就會(huì)繼續(xù)磨損,隨后柱釘就會(huì)暴露出來,再度形成墊保護(hù)區(qū),并且也能夠保證斷裂柱釘所在位置的強(qiáng)度。

      免維護(hù)的柱釘輥面經(jīng)過了鐵礦、銅礦等不同工況,并且在不同的使用周期當(dāng)中實(shí)踐,最后證明免維護(hù)輥面的使用壽命長(zhǎng)達(dá)120000小時(shí),而且不需要進(jìn)行維護(hù)工作。通過使用免維護(hù)輥面,可以有效降低輥面的維護(hù)成本,保證機(jī)械設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定工作,降低了維護(hù)人員的工作強(qiáng)度,可以幫助企業(yè)提升經(jīng)濟(jì)效益。

      3 結(jié)語

      通過使用全新輥面,高壓輥磨機(jī)在工作的過程中不再需要進(jìn)行維護(hù),避免了由于維護(hù)工作導(dǎo)致的工作效率降低。但是,仍然需要注意物料的含水量、大塊異物和液壓系統(tǒng)的壓力,保證輥面的壽命。

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