石建國(guó)

（煙臺(tái)冀東潤(rùn)泰建材有限公司，山東煙臺(tái) 264006）

0 引言

螺旋鉸刀輸送機(jī)是礦渣立磨的物料輸送設(shè)備，它的功能是將混合物料連續(xù)地推入立磨內(nèi)部。而一旦鉸刀設(shè)備發(fā)生故障，立磨系統(tǒng)將整體處于停滯狀態(tài)，不僅維修時(shí)間長(zhǎng)、耗費(fèi)資源大，且修理費(fèi)用高。

1 JLMSK1-46.4 型礦渣立磨螺旋鉸刀輸送設(shè)備及工作原理

1.1 礦渣立磨及其配套螺旋鉸刀輸送設(shè)備

煙臺(tái)冀東潤(rùn)泰建材有限公司兩條年產(chǎn)140 萬噸礦渣粉磨生產(chǎn)線，立磨配置JLMSK1-46.4 型專用入料螺旋鉸刀輸送機(jī)，電機(jī)型號(hào)MN180L-4，額定功率22 kW，額定電壓380 V，額定轉(zhuǎn)速1470 r/min；與之相連接的擺線針減速機(jī)型號(hào)XWD10，速比35，額定功率22 kW。減速機(jī)另一側(cè)為緩沖對(duì)輪，與進(jìn)入立磨內(nèi)部的螺旋體對(duì)接。設(shè)置入料口和出料口各一個(gè)，設(shè)備整體全部坐落于通長(zhǎng)底座上，由此構(gòu)成螺旋鉸刀成套物料輸送設(shè)備。設(shè)備整體長(zhǎng)5.8 m，其中近2.4 m 的長(zhǎng)度嵌入立磨內(nèi)部。

1.2 螺旋鉸刀輸送機(jī)工作原理

礦渣立磨主電機(jī)通過主減速機(jī)帶動(dòng)磨盤轉(zhuǎn)動(dòng)，物料從螺旋鉸刀進(jìn)料口加入，當(dāng)驅(qū)動(dòng)鉸刀電機(jī)帶動(dòng)減速機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，與之同軸連接的螺旋體也隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，物料受到螺旋葉片軸向推力的作用，沿料槽軸連續(xù)移動(dòng)，經(jīng)過一段位移，物料在鉸刀出料口漏出，落入立磨磨盤上。

螺旋鉸刀輸送機(jī)采用側(cè)入料方式，入料順暢，料流連續(xù)穩(wěn)定，鎖風(fēng)效果極佳，在礦粉生產(chǎn)中得以廣泛應(yīng)用。

2 螺旋鉸刀故障現(xiàn)象及原因分析

2.1 結(jié)構(gòu)組成

螺旋鉸刀輸送機(jī)由螺旋體、電機(jī)、擺線針減速機(jī)、對(duì)輪聯(lián)軸器、底座、筒體、進(jìn)料口、出料口等部分組成（圖1）。

圖1 螺旋鉸刀輸送機(jī)結(jié)構(gòu)

2.2 故障現(xiàn)象

隨立磨配套供貨的原裝螺旋鉸刀輸送機(jī)正常使用不足4 個(gè)月，螺旋葉片磨損嚴(yán)重，已達(dá)到報(bào)廢狀態(tài)，更換同型號(hào)整套設(shè)備后不足2 個(gè)月，故障現(xiàn)象依舊，即在半年內(nèi)，2 套螺旋鉸刀輸送機(jī)失效。解體后的螺旋體如圖2 所示。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)詳細(xì)測(cè)試，發(fā)現(xiàn)失效的螺旋鉸刀輸送機(jī)均存在如下問題：螺旋葉片磨損嚴(yán)重；固定葉片的螺旋主軸有2～3 mm 不同程度的磨損；檢測(cè)后發(fā)現(xiàn)主軸呈現(xiàn)一定彎曲度；靠近下料口位于立磨內(nèi)部鉸刀頭部的萬向節(jié)軸承損壞；輸送機(jī)筒體下殼體磨損量達(dá)3 mm 以上，部分區(qū)域下殼體已經(jīng)磨漏；入料口部位磨損嚴(yán)重。

圖2 解體后的螺旋體

2.3 原因分析

（1）由于原輸送機(jī)葉片堆焊的耐磨材料選擇不當(dāng)，導(dǎo)致葉片表面硬度偏低，而且原堆焊層偏?。▋H有2 mm 左右）。礦渣物料含水量10%左右，濕料易粘接在螺旋葉片上，物料隨軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)輸送效率降低，阻力加大，更加劇螺旋葉片和螺旋體下殼體的磨損，嚴(yán)重時(shí)甚至將下殼體磨漏。

（2）由于螺旋體主軸、筒體經(jīng)物料不規(guī)則沖刷，導(dǎo)致螺旋體逐步失衡，無法維持正常水平軸向運(yùn)動(dòng)，使葉片與筒體間隙加大，造成回流沖料，后期運(yùn)行時(shí)，鉸刀葉片與筒體內(nèi)壁間斷性刮擦，使磨損加劇。

（3）鉸刀頭部伸入立磨內(nèi)部的萬向節(jié)軸承沒有甘油潤(rùn)滑補(bǔ)充，軸承被物料粉磨填充而卡滯，雖然萬向節(jié)軸承可以作為螺旋體的支撐，又可動(dòng)態(tài)調(diào)整螺旋體自身間隙，但經(jīng)過一段時(shí)期，即達(dá)到失效狀態(tài)，也會(huì)使鉸刀運(yùn)轉(zhuǎn)困難。

3 改進(jìn)方案

（1）經(jīng)專業(yè)廠家取樣理化分析，原螺旋鉸刀輸送機(jī)葉片表面焊接材料為H08Mn2Si（低合金碳鋼），內(nèi)部硬度30～38 HRC，外部焊道基本無硬度。針對(duì)葉片耐磨性問題，更換為基體材料為厚12 mm 的NM450（超高強(qiáng)度耐磨鋼）鋼板，該種材料的機(jī)械耐磨性能為原低合金碳鋼材料的3～5 倍，以此增加其整體強(qiáng)度，保證徑向推力的能效比。

（2）對(duì)已經(jīng)彎曲變形的鉸刀主軸進(jìn)行校正，磨損部位激光修復(fù)，在動(dòng)平衡機(jī)上進(jìn)行動(dòng)平衡試驗(yàn)，保證葉片與筒體間隙6～10 mm。螺旋葉片整體兩側(cè)表面堆焊合金層厚4～5 mm，外緣寬度100 mm 范圍內(nèi)堆焊2 層，頂部堆焊2 層。耐磨層選用LQ582CO2氣體保護(hù)堆焊藥芯焊絲，堆焊層硬度可達(dá)55～62 HRC，堆焊厚度＞4 mm。

（3）入料口位置將普通鋼板改為耐磨襯板，以增加入料時(shí)物料沖擊的抗磨性。

（4）原螺旋筒體已經(jīng)不具備修復(fù)價(jià)值，無法繼續(xù)使用，重新制作新筒體，為保證物料順暢通過，筒體暫無法使用耐磨材料。

（5）更換螺旋鉸刀頭部頂端的萬向節(jié)軸承，制造軸承專用支架，更換為耐高溫圓錐調(diào)心滾子軸承，并制造外部甘油加油潤(rùn)滑接口。

（6）原螺旋鉸刀的萬向節(jié)軸承沒有潤(rùn)滑通道，損壞后只能在大修時(shí)被動(dòng)更換。對(duì)此，增加自動(dòng)化甘油加油設(shè)備一套，專用油管敷設(shè)接入鉸刀內(nèi)部圓錐調(diào)心滾子軸承潤(rùn)滑加油接口，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)定時(shí)潤(rùn)滑，通過技術(shù)手段保證鉸刀軸承有效運(yùn)轉(zhuǎn)。

采用改進(jìn)方案修復(fù)后的螺旋鉸刀葉片如圖3 所示。改造后螺旋鉸刀輸送機(jī)中控運(yùn)行工藝流程見圖4。圖4 中編號(hào)為94.03g 的設(shè)備即為入磨螺旋鉸刀輸送機(jī)。改造后設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定、可靠，實(shí)測(cè)鉸刀電機(jī)電流為17 A。

4 成效與建議

設(shè)備改造前，螺旋鉸刀每半年至少更換一次，經(jīng)與其他同產(chǎn)品公司深入了解，一般均在6～8 個(gè)月就需更換整體鉸刀備件。改造后，螺旋鉸刀輸送機(jī)可連續(xù)在線運(yùn)行18 個(gè)月，設(shè)備使用壽命延長(zhǎng)至原來的2.5～3 倍，減少了備件更換次數(shù)，每年可節(jié)省維修費(fèi)、備件費(fèi)28 萬元。

圖3 改進(jìn)修復(fù)后的螺旋鉸刀

圖4 改造后螺旋鉸刀輸送機(jī)中控運(yùn)行工藝流程

在入料量相同情況下，螺旋鉸刀電機(jī)運(yùn)行電流由原來的19 A 降至17 A（頭部更換圓錐滾子軸承后的節(jié)能效果），改造后運(yùn)行3 年來，2 臺(tái)螺旋鉸刀節(jié)省電費(fèi)3.66 萬元，經(jīng)濟(jì)效益可觀。

尚未解決的問題：螺旋鉸刀筒體下殼體仍然存在一定的磨損，經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間物料沖刷，仍存在被磨漏的風(fēng)險(xiǎn)，但磨漏后物料成型堆積，形成天然的料磨料保護(hù)層，暫時(shí)可以維持生產(chǎn)，但該問題尚未完全解決。通過不斷地技術(shù)改進(jìn)與創(chuàng)新，可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備的節(jié)能降耗，提高設(shè)備的可靠性和利用率，在一定程度上也節(jié)省了資金，降低了生產(chǎn)維修成本。