球磨机中空轴承受着整个磨体及研磨体的运转动载荷,在交变应力作用下连续运行,是磨机本体最薄弱的环节。部分水泥厂的球磨机在正常运转中,其中空轴与筒体的连接螺栓频繁出现断裂。有的是从螺栓头的根部,有的是从螺母附近,还有的是在光杆与螺纹处折断。每次螺栓断裂后更换新的螺栓时都需要停产,工人进入磨内拆开断裂螺栓处的堵头板,然后才能更换新螺栓。工人劳动强度大、耗时多,且造成不必要的停产损失。本文就螺栓断裂的原因进行分析判断,并提出相应的对策。
1、螺栓材质问题是新投产磨机出现连接螺栓断裂故障的主要原因之一。包括选材不当、螺杆的热处理工艺选择不当、淬火操作马虎、回火时间控制不当等,都易造成螺杆头根部微裂纹。如果锻制螺杆头时终锻温度太低,也易产生微裂纹。
2、螺杆头结构设计时,在螺杆头根部有一加工圆角,该圆角在车削加工时往往被忽略,在筒体法兰与此圆角相配的螺孔的相应部位未设计倒角,致使装配时螺杆头的平面很难与筒体平面贴紧,局部应力集中不易消除,导致螺栓断裂。
3、法兰平面的垂直度严重超差,或筒体制造时未按正确的制作工艺进行,以至于装配间隙较大,使螺栓连接刚度不足,造成螺栓疲劳裂纹,最终导致断裂。
4、紧固螺栓时一般是以工人的经验进行紧固,很难保证全部螺栓受力均匀,在磨机运转中也会造成螺栓断裂。
5、螺纹配合间隙过大或者螺距太大,导致自锁性能差。
6、螺纹粗糙度差,受力后牙扣之间挤压,致使螺纹中径配合间隙加大,螺母向后退移。
7、球磨机简体端盖内表面系不加工表面,在球磨机运转中,螺栓在载荷作用下,其螺栓头与筒体端盖接触平面的较高点被压平(或被压低),因而个别已拧紧的螺母相对松动,造成全部螺栓受力不均匀,磨机每转动1圈,某个或某几个螺栓就受到一次撞击,压在螺栓头下面的端盖钢板被撞击成凹坑,螺栓头变形,而且越松动的撞击力越大,凹坑变形越大,螺栓整体越松动。
8、中空轴与筒体端盖连接螺栓是右旋螺纹,球磨机转动导致螺母松动。
9、球磨机试运转中产生的螺栓松动现象,一般既不检查,也不可能采取紧固措施。投入正式生产后,螺栓松动日趋严重,法兰间的间隙随之渐大,在两法兰平面问就有了一层薄薄的物料夹层,降低了螺母连接副的刚度,增加了螺栓应力幅值,加之法兰止口的阻挡作用,物料夹层很难消除,从而加速了螺栓的疲劳破坏。
10、球磨机运转中研磨体及物料对简体的冲击,造成磨体回转部分振动,螺母松动。螺母压紧力衰减导致的螺母松动程度不完全一致,而没有松动的螺栓相对加大了负荷,如果发现不及时,螺栓就会被折断。
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