濃密機(jī)使用故障探索

【摘 要】運(yùn)用質(zhì)量控制的方法分析判斷濃密機(jī)故障多的原因，指出過(guò)載是造成濃密機(jī)故障多的最主要原因，提出了解決問(wèn)題的對(duì)策及措施。

【關(guān)鍵詞】濃密機(jī)；提升裝置；過(guò)載

濃密機(jī)是利用重力使懸浮液分成澄清液和濃密礦漿的一種液固分離裝置。有色金屬冶煉廠普遍采用帶刮板的連續(xù)作業(yè)濃密機(jī)對(duì)懸浮液進(jìn)行液固分離。本文針對(duì)濃密機(jī)所發(fā)生的問(wèn)題進(jìn)行分析研究，并提出解決問(wèn)題相應(yīng)的措旌及對(duì)策。

濃密機(jī)主要由底部呈圓錐形的槽體、工作橋架、刮泥機(jī)構(gòu)傳動(dòng)裝置、傳動(dòng)主軸、主軸提升裝置、耙架及刮板等組成。其傳動(dòng)方式為電機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器帶動(dòng)行星擺線針輪減速器，減速器出軸通過(guò)一對(duì)開式齒輪帶動(dòng)蝸輪減速器傳至主軸，從而使耙子轉(zhuǎn)動(dòng)。

一、故障分析方法

運(yùn)用質(zhì)量控制的方法可以把濃密機(jī)故障因素分為兩類：一類是偶然性因素，如材質(zhì)的微小差異，設(shè)備的正常磨損、腐蝕等。這類因素既不易識(shí)別，也難以消除，不會(huì)對(duì)設(shè)備的正常使用及生產(chǎn)造成嚴(yán)重危害。另一類是系統(tǒng)性因素，如備件的規(guī)格、品種有誤，耙子嚴(yán)重變形，減速機(jī)損壞，操作不按規(guī)程，限位開關(guān)失靈等。這類因素嚴(yán)重影響濃密機(jī)使用壽命，給生產(chǎn)造成嚴(yán)重?fù)p失。但這類因素引起的故障比較明顯，容易識(shí)別，可以避免。多年的生產(chǎn)實(shí)踐表明，濃密機(jī)上述故障均在嚴(yán)重超負(fù)荷運(yùn)行以及過(guò)載安全保護(hù)裝置失效時(shí)發(fā)生。

二、提升裝置蝸殼斷裂分析

ф15 m 濃密機(jī)出現(xiàn)最頻繁的故障就是提升裝置蝸輪上蓋經(jīng)常斷裂。該提升裝置依靠螺旋副來(lái)實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)要求，同時(shí)傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，具有自鎖能力。上蓋斷裂的特征表現(xiàn)為：過(guò)載保護(hù)指針在刻度盤上來(lái)回?cái)[動(dòng)，提升裝置套筒緊固螺紋聯(lián)接部分開始逐漸松脫。螺紋連接件一般采用單線普通螺紋，螺紋升角（γ=1°42′～3°2′小于螺旋副的當(dāng)量摩擦角（γ=6°～ 9°）。因此，聯(lián)接螺紋都能滿足自鎖條件γ<ф。此外擰緊以后的螺母和螺頭部等支承面上的摩擦力也有防松作用，所以在靜載荷和工作溫度變化不大時(shí)，螺紋聯(lián)接不會(huì)自動(dòng)松脫。但在沖擊振動(dòng)或變載荷的作用下，螺旋副間的摩擦力可能減少或瞬時(shí)消失，這種現(xiàn)象重復(fù)出現(xiàn)，就會(huì)使聯(lián)接松脫。從以上特征可看出，濃密機(jī)在比較大的負(fù)荷下運(yùn)行，耙子轉(zhuǎn)動(dòng)扭矩增大，刮板運(yùn)動(dòng)摩擦阻力增大，該摩擦阻力的方向與錐底平行，與水平面成一定角度。在垂直方向會(huì)產(chǎn)生一個(gè)向上的分力，在振動(dòng)和變載荷的作用下，當(dāng)這個(gè)向上的軸向力足以克服耙子及主軸之重力后，主軸向上運(yùn)動(dòng)，由于提升裝置螺旋副的自鎖，來(lái)自主軸向上的軸向力通過(guò)絲桿及蝸輪，該力最終通過(guò)蝸輪致使蝸殼上蓋斷裂。通過(guò)分析圖紙，認(rèn)為設(shè)汁存在不合理的地方，一是主軸與提升裝置絲桿之間的間隙太小，僅為3 mm；二是設(shè)計(jì)過(guò)程中，認(rèn)為這種向上的軸向力遠(yuǎn)小十主軸及耙子的重力，可忽略不計(jì)。實(shí)踐表明，這種觀點(diǎn)是不對(duì)的，特別是對(duì)中小型濃密機(jī)更應(yīng)引起足夠重視。

三、擺線減速機(jī)機(jī)座斷裂分析

行星擺線針輪減速機(jī)機(jī)座斷裂是ф21 m 濃密機(jī)最嚴(yán)重的問(wèn)題，一般由濃密機(jī)安全保護(hù)裝置失效，長(zhǎng)時(shí)間重負(fù)荷下運(yùn)行過(guò)載所致。從電動(dòng)機(jī)到耙子整個(gè)傳動(dòng)鏈中，一旦發(fā)生減速機(jī)底座斷裂事故，將伴隨著耙子嚴(yán)重變形，傳動(dòng)主軸扭轉(zhuǎn)、彎曲變形，長(zhǎng)鍵變形，提升裝置失效，其損失之大，破壞程度之深，顯而易見。濃密機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，刮板與耙架成30°夾角，循環(huán)往復(fù)，將底流從濃密機(jī)錐底上部逐漸推入錐底中心。當(dāng)過(guò)載發(fā)生，耙架因所受阻力增大在接近主傳動(dòng)軸根部產(chǎn)生彎曲變形，變形最大夾角也為30°，在這種狀況下濃密機(jī)徹底損壞，無(wú)法將底流從錐底上部推入錐底中心，必須掏槽檢修。從近2年的設(shè)備運(yùn)行情況來(lái)看，ф21 m 濃密機(jī)未發(fā)生過(guò)大的故障，設(shè)備基本處于正常運(yùn)行，說(shuō)明該濃密機(jī)是能夠滿足正常生產(chǎn)要求的。而減速機(jī)座斷裂、耙子嚴(yán)重變形、軸扭轉(zhuǎn)、彎曲變形，并非設(shè)計(jì)強(qiáng)度不足，剛度不夠，材質(zhì)不好，而是過(guò)載所致。從另一方面分析，設(shè)計(jì)上也存在明顯不合理地方，像濃密機(jī)如此重要連續(xù)作業(yè)的設(shè)備，僅有一項(xiàng)行程開關(guān)電氣過(guò)載安全保護(hù)裝置是不夠的，在整個(gè)傳動(dòng)鏈中，必須考慮增設(shè)破壞元件式過(guò)載安全保護(hù)裝置及其它具有保護(hù)作用的傳動(dòng)方式，使設(shè)備在過(guò)載時(shí)，保證耙子、主軸、減速機(jī)等主要部件不損壞。

四、改進(jìn)措施及對(duì)策

（一）增設(shè)安全保護(hù)裝置：設(shè)破壞元件式機(jī)械安全保護(hù)裝置及采用其它具有安全保護(hù)作用的傳動(dòng)方式，使?jié)饷軝C(jī)在超負(fù)荷狀態(tài)下，一旦電氣保護(hù)裝置失效，首先破壞安全聯(lián)軸器，以保護(hù)傳動(dòng)鏈中其它部件不受損害，從而達(dá)到提高濃密機(jī)使用壽命的目的。根據(jù)對(duì)濃密機(jī)故障的分析，在整個(gè)傳動(dòng)鏈中，最薄弱的環(huán)節(jié)為擺線針輪減速器，若以擺線針輪減速器的最大許用轉(zhuǎn)矩作為傳動(dòng)裝置安全保護(hù)的關(guān)鍵控制點(diǎn)，則可計(jì)算出聯(lián)軸器限制傳遞的極限轉(zhuǎn)矩。

（二）配合間隙的修正：述分析可知，造成提升裝置失效的因素之一是孔軸配合間隙太小，因此應(yīng)按具體情況對(duì)配合間隙進(jìn)行修正，重新選擇配合，以保證提升裝置正常工作。從零件的加工過(guò)程來(lái)看，影響配合的主要因素之一是零件的尺寸分布特性。尺寸分布特性與生產(chǎn)方式有關(guān)。設(shè)計(jì)部門的圖紙按成批大量生產(chǎn)方式給出公差，設(shè)備修配部門的配件按單件小批生產(chǎn)方式進(jìn)行。成批大量生產(chǎn)時(shí)，多用調(diào)整法加工，尺寸分布可能接近正態(tài)分布；單件小批生產(chǎn)時(shí)，多用試切法加工，尺寸分布中心多偏向最大實(shí)體尺寸（如孔徑偏小，軸徑偏大）。對(duì)同樣一種配合，用調(diào)整法加工或用試切法加工，其實(shí)際配合性質(zhì)不同，后者往往比前者緊。由于零件的尺寸分布特性對(duì)所有配合性質(zhì)有影響，為了切實(shí)保證實(shí)際的配合性能更好地符合設(shè)計(jì)要求，應(yīng)控制孔、軸實(shí)際尺寸的分布。另外，從零件的裝配及運(yùn)動(dòng)特性來(lái)看，裝配時(shí)由于歪斜、形位誤差大、有軸向運(yùn)動(dòng)、潤(rùn)滑油粘度大等因素，間隙都不能太小。

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