王賓武++張立秋

[摘 要]通過對球磨機襯板功能、襯板的磨損原理介紹。闡述球磨機襯板的材料選擇、結(jié)構(gòu)設(shè)計及安裝等技術(shù)要點。

[關(guān)鍵詞]球磨機；襯板；新材料；結(jié)構(gòu)設(shè)計：安裝要求

中圖分類號：TQ051.91 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）06-0026-01

球磨機廣泛應(yīng)用于冶金、選礦等領(lǐng)域。球磨機的襯板是主要易損件，按2003年的水泥產(chǎn)量推算，實際消耗量近10萬噸。由此可見襯板的性能、壽命成為了用戶最為關(guān)心的經(jīng)濟技術(shù)指標之一，襯板的結(jié)構(gòu)形式及材料的選擇等是產(chǎn)品設(shè)計的要點。

1 球磨機襯板工作條件分析

1.1襯板的磨損分析

球磨機襯板的主要作用為保護磨機筒體，并利用襯板表面的特殊結(jié)構(gòu)，將鋼球提升到一定的高度，賦予其一定的動能，形成“拋落式”運動軌跡，對物料進行研磨和粉碎，所以襯板的主要失效形式為小能量多次沖擊下造成的磨料磨損。在工作狀態(tài)，大直徑的鋼球分布在靠近筒體側(cè)，泄落過程中大部分砸在物料的床底部，只有小部分砸在襯板上，由于物料的緩沖作用以及物料與鋼球在運動中的相互撞擊改變了鋼球的運行軌跡，造成泄落點偏離，下降高度降低，因而減緩了鋼球?qū)σr板的一次沖擊，提高了沖擊率。

球磨機的有效直徑大于沖擊點直徑，通過分析可以確定筒體內(nèi)鋼球撞擊到襯板前需經(jīng)多次撞擊折落，所以襯板所受到的沖擊遠小于（襯板的厚度按有效直徑的計）垂直下落物體所產(chǎn)生的沖擊能。國外的研究認為：襯板磨損率與鋼球的沖擊能大小成正比，而鋼球的沖擊能又與筒體的直徑成正比，因此襯板的磨損率與筒體直徑成正比：

通過以上分析及大量的生產(chǎn)實踐表明：襯板的磨損率與生產(chǎn)工藝設(shè)置、襯板結(jié)構(gòu)形式、鋼球的充填率、磨機操作方式等許多因素有關(guān)。

1.2 襯板的分類和安裝

球磨機的襯板種類各異，按連接方式可分為鑲嵌式襯板、螺栓連接襯板；按安裝位置可分為筒體襯板、端襯板、人孔襯板；按表面形狀可分為階梯形襯板、球形襯板、平襯板、溝槽襯板、波浪形襯板等。

筒體襯板多以凸棱形的外表面結(jié)構(gòu)形式為主，該結(jié)構(gòu)形式提升能力較高，并且對同一層球體的提升高度均勻，從而達到襯板表面的磨損較均勻。不論是完全光滑的或是刻有花紋的工作表面，平襯板對鋼球的提升作用，基本都是依靠鋼球與鋼球之間的靜摩擦力。濕式磨機的靜摩擦系數(shù)為，干式磨機為，由于靜摩擦系數(shù)比實際的需要小很多，從而出現(xiàn)相對滑動現(xiàn)象，致使提升高度降低。

安裝質(zhì)量對高硬度襯板的可靠性同樣起著極其重要的作用。通常襯板與筒體的固定方式有兩種：螺栓聯(lián)接和無螺栓聯(lián)接（鑲嵌式）。無螺栓聯(lián)接大多用于干式磨機，優(yōu)點是：減少筒體的鉆孔數(shù)量，有利于保護筒體強度。缺點是：襯板鑄造尺寸要求比較嚴格。螺栓聯(lián)接的應(yīng)用較廣泛，優(yōu)點是：牢固可靠、抗沖擊、耐振動，缺點是：筒體鉆孔數(shù)量較多，從而削弱了筒體的強度。其設(shè)計原則是：以保證強度為前提，盡可能的減少把合螺栓數(shù)量。

2 襯板的常用材料及主要失效形式的分析

2.1 襯板的常用材料

（1）高錳鋼：高錳鋼（）的化學(xué)成分中的含量為，原始表面硬度，在磨機運轉(zhuǎn)過程中，受到鋼球及物料的沖擊后產(chǎn)生硬化作用，表面硬度可增加到以上。對于大型磨機，高錳鋼襯板常常由于受到劇烈的沖擊而產(chǎn)生變形，造成襯板本身及筒體受到損傷，因而高錳鋼襯板易在中、小型磨機中使用。

（2）低鉻合金鑄鋼：該材質(zhì)襯板對沖擊的敏感度低，襯板不會因受到?jīng)_擊而變形，可有效地保護筒體，適合用于大型磨機。

（3）高鉻合金鑄鋼：應(yīng)用廣泛，尤其適用于高鉻鑄球為研磨介質(zhì)的磨機。

（4）高鉻合金鑄鐵：具備相當于白口鑄鐵的較高原始硬度，又有一定的韌性，沖擊力較低時具有較高的耐磨性，并且具有較高的性價比。

（5）橡膠襯板：近年橡膠襯板的應(yīng)用較多，其適用于粉磨特殊物料的磨機。

2.2 新材料的應(yīng)用

目前，隨著金屬材料領(lǐng)域的不斷發(fā)展，應(yīng)經(jīng)出現(xiàn)了幾種新材料襯板并且應(yīng)用于工業(yè)化生產(chǎn)中，比如：典鋼鐵奧克隆德有限公司生產(chǎn)的HARDOX400系列耐磨性鋼板，不但具有高耐磨性，而且該材質(zhì)可進行機械加工及焊接作業(yè)。雙金復(fù)層耐磨鋼板采用明弧自保護全自動堆焊工藝，在普通鋼板或不銹鋼板表面堆焊復(fù)合一層具有高硬度、高耐磨性的高合金耐磨層，該耐磨鋼板具有雙金屬性能，即工作層的高耐磨性和基體層的高塑韌性。

2.3 襯板失效形式及分析

斷裂失效：襯板因受到鋼球和物料的較大沖擊，特別是目前磨機大型化的發(fā)展形勢下，沖擊作用又被增大。

凸起變形： 在工作中襯板受到鋼球和物料不斷的沖擊產(chǎn)生相變，使體積增大，同時還有由于材料的延展產(chǎn)生的塑性變形，而襯板的周邊尺寸受磨機外形尺寸的限制，沒有伸縮空間使襯板凸起，可造成把合螺栓斷裂，襯板脫落等現(xiàn)象。

磨損失效：磨損時磨機襯板失效的主要形式，即使襯板材料具備沖擊硬化效果，但硬化層還是很薄，在鋼球和物料的反復(fù)作用下，被擠壓變形隆起的金屬及受大塊磨料的反復(fù)沖擊，硬化層很容易開裂或脫落。

3.結(jié)語

（1）球磨機襯板直接受到較大沖擊的幾率很小，使用具有一定強韌性的高硬度、高耐磨性的材料是安全可靠的。

（2）選材時要考慮不同直徑磨機所承受的沖擊和磨損條件不同分別考慮。

（3）高錳鋼襯板在中、小型球磨機的襯板應(yīng)用中，能很好的發(fā)揮沖擊硬化作用。

（4）大型磨機的襯板選用鉻合金鑄鋼較安全可靠，且性價比較高。

參考文獻

[1] 周恩浦. 粉碎機械的理論與應(yīng)用. 中南大學(xué)出版社， 2004年.P231-319

作者簡介：王賓武（1969-），男，籍貫遼寧省沈陽市，助理工程師，目前擔任中國有色（沈陽）冶金機械有限公司 冶礦事業(yè)部經(jīng)理職務(wù)，主要從事生產(chǎn)、技術(shù)、質(zhì)量管理工作。