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赤泥卸料螺旋軸承損壞原因分析及整改方案的探討

2018-06-25

陸賓洲

（廣西華銀鋁業(yè)有限公司，廣西德保，533700）

　　摘　要：通過對赤泥卸料螺旋軸承損壞的原因分析后，得出其軸承損壞的原因是進泥水造成的，在考慮螺旋結(jié)構、輸送介質(zhì)性質(zhì)后，提出對赤泥卸料螺旋首尾變位安裝、以及尾部軸承改造成吊軸承形式，可以較大的減少軸承的損壞率，從而提高設備的使用率、完好率。

　　關鍵詞：頭尾換位；軸承；進泥；改造
　　1　概述
　　赤泥卸料螺旋是氧化鋁生產(chǎn)赤泥輸送的設備，該設備采用的是貴州航天烏江機電設備有限責任公司生產(chǎn)的φ670*16970型螺旋，該螺旋自投料生產(chǎn)以來，赤泥卸料螺旋頻繁出現(xiàn)連接軸斷裂、連接軸螺栓斷裂、軸承損壞事件，每次事件的發(fā)生都會進行停機檢修，而且檢修用時長達12-40小時，很大的降低設備完好率及運行率，嚴重制約赤泥輸送系統(tǒng)生產(chǎn)的順利運行，已經(jīng)成為制約沉降車間生產(chǎn)的Z大瓶頸之一，因此，保證螺旋的正常運轉(zhuǎn)，成為亟待解決的重要話題。以下主要是針對赤泥卸料螺旋滾動軸承進泥水導致?lián)p壞解決方案的探討。

　　2　卸料螺旋構造及滾動軸承損壞的表現(xiàn)形式
　　2.1卸料螺旋的結(jié)構及工作原理
　　卸料螺旋主要用電機、減速機、螺旋軸、吊軸承、U型槽等組成，其工作原理：赤泥經(jīng)卸料梳刮卸后落入U型槽內(nèi)，驅(qū)動端驅(qū)動螺旋軸旋轉(zhuǎn)運動使物料向前推進，Z終物料從下料口進入其他相關設備，從而達到運送的效果。

　　2.2滾動軸承進泥的表現(xiàn)形式
　?。?）滾動軸承損壞。拆開檢查后發(fā)現(xiàn)：電機端軸承座內(nèi)有大量泥水，滾道、滾動體生銹，其表面出現(xiàn)點蝕及疲勞剝片，保持架磨損嚴重；尾部軸承油脂乳化發(fā)白，軸承內(nèi)有少量泥水，軸承生銹，保持架磨損。（2）油封損壞。

　　3　滾動軸承原因分析及整改措施
　　3.1滾動軸承損壞原因分析
　　赤泥是一種平均溫度有85°C的漿狀尾礦，其含水量在40%左右，并含有少量的鈉堿等物質(zhì)，在輸送其過程中伴隨大量的蒸汽。而在對卸料螺旋結(jié)構分析發(fā)現(xiàn)：軸承密封只有一個骨架油封，其密封方向只是封油。當?shù)踺S承發(fā)生損壞時，由于尾部螺旋軸停止運轉(zhuǎn)，導致泥量迅速堆積造成軸承進泥。因此，卸料螺旋的滾動軸承損壞原因主要有：（1）惡劣的工況導致密封件急速老化損壞、鐵制品急劇銹蝕。水、汽、空氣混合體的情況下容易使物體發(fā)生氧化，是造成老化、銹蝕的Z大因素。（2）螺旋結(jié)構不合理。軸承座直接接到U型槽上，一旦密封件損壞，軸承就會進泥水、蒸汽。（3）密封件選型不合理。其軸承的密封選用的是骨架油封，是一種橡膠制品，而赤泥是一種顆粒狀礦漿物，一旦骨架油封粘上赤泥，容易發(fā)生磨粒磨損，Z終造成軸承進泥水。（4）磨粒磨損。

　　3.2整改措施
　　在對赤泥卸料螺旋改造方案設計前，要遵循幾條原則：結(jié)構工藝性原則、制造工藝性原則、安裝工藝性原則及經(jīng)濟性原則等。也就是盡量保持原有設備的結(jié)構、采用便于安裝拆卸、便于制造的結(jié)構以及盡量采用現(xiàn)成材料以減少成本的原則完成方案的確定。

　　通過螺旋結(jié)構及其工作原理、現(xiàn)場條件、現(xiàn)有材料等分析后，得出以下兩點整改措施：（1）螺旋軸組件受力分析。卸料螺旋尾部軸承是一盤22220CA/W33調(diào)心滾子軸承，電機端軸承由一盤22220CA/W33調(diào)心滾子軸承及一盤29420圓錐滾子軸承構成，現(xiàn)將對軸承進行力學分析，見圖1。

　　其中：Fr1-尾部軸承所受的徑向力；Fr2-吊軸承所受的徑向力；Fr3-電機端調(diào)心軸承所受的徑向力；F'r3-電機端推力調(diào)心滾子軸承所受的徑向力；F'd3-電機端推力調(diào)心滾子軸承所受的徑向力。

　　從圖1可以得出，卸料螺旋的軸向力是由推力調(diào)心滾子軸承承受的，尾部軸承只受到徑向力的作用，而吊軸承由軸瓦及連接軸構成，能承受較大的徑向力。
　?。?）整改方案。方案是將驅(qū)動端移到下料口處安裝，并將軸承箱與U型槽隔離處理，將螺旋尾部沿180°甩向原螺旋頭部，新的尾部采用吊軸承裝置，如圖2所示。

　　卸料螺旋是單向轉(zhuǎn)動輸送介質(zhì)，經(jīng)過改動后，輸送方式由原來的推動變成了拉動，與總輸送螺旋輸送方式完全一樣，因此，此方案是可行的。
　?。?）改造后優(yōu)點評估。經(jīng)過以上兩步改造后，卸料螺旋主要有以下幾點優(yōu)點：a、滾動軸承使用壽命大大的提高。由于軸承安裝在下料口處，并與U型槽隔開，從而不會因積泥或沖洗螺旋造成軸承進泥，大大減少損壞幾率。b、大大縮短吊軸承檢修用時。尾部軸承改吊軸承后，在更換檢修中間吊軸承時，只需要松開尾部吊軸承兩顆固定螺栓，而原先是要拆出比較難以拆卸的末端軸承。c、減少沖洗時間，縮短檢修準備用時。一旦中間吊軸承發(fā)生連接螺栓斷裂，電機照樣可以驅(qū)動前半段螺旋軸輸送赤泥，減少需要沖洗的泥量，從減少為檢修準備的時間。d、減少螺旋的泄漏點，保持現(xiàn)場環(huán)境衛(wèi)生。

　　3.3經(jīng)濟指標評估
　　沉降車間共有赤泥卸料螺旋12臺，滾動軸承由于經(jīng)常進泥損壞，其使用壽命平均約為90天/盤，改造后，預計使用壽命提高為軸承-1100天/盤，吊軸承-240天/套，改造后年可節(jié)約備件費用約202000元，減少檢修次數(shù)36次/年。

　　4　結(jié)束語
　　赤泥卸料螺旋在沉降使用較多，在赤泥過濾系統(tǒng)一直扮演著重要的角色，然而其軸承經(jīng)常進泥水，導致這個重要角色頻繁癱瘓、損壞，嚴重影響赤泥過濾生產(chǎn)系統(tǒng)的順利進行，這都由于卸料螺旋某些部件選型不當或結(jié)構難以適應現(xiàn)場生產(chǎn)環(huán)境的要求導致的。針對這些缺陷，我們擬出解決和改進的方案，希望能使赤泥卸料螺旋更加健康、穩(wěn)定、高效的運行，更有利的服務于生產(chǎn)的需要。

　　參考文獻：
　　[1]濮良貴，紀名剛.機械設計[M].北京：高等教育出版社，2001.
　　[2]唐增寶，等.機械設計課程設計[M].武漢：華中科技大學出版，1999.

來源：《科技創(chuàng)新與應用》2017年11期