高壓輥磨機(jī)輥面磨損過程分析及新型輥面的應(yīng)用

王 賓

（河北鋼鐵集團(tuán)司家營(yíng)研山鐵礦有限公司，河北 唐山 063700）

高壓輥磨機(jī)在工作的過程中會(huì)不斷磨損，如果出現(xiàn)柱釘斷裂和脫落的情況，就會(huì)導(dǎo)致輥磨機(jī)出現(xiàn)嚴(yán)重的損傷。為此，需要了解輥面磨損的過程，并且使用新型的輥面，提升輥磨機(jī)的壽命。

1 輥面發(fā)生磨損的原因分析

1.1 輥面磨損的過程

為了能夠提升高壓輥磨機(jī)輥面的壽命，避免輥面的修復(fù)周期過長(zhǎng)，就需要對(duì)輥面的磨損過程進(jìn)行分析。高壓輥磨機(jī)的輥面都采用了柱釘輥面，其中柱釘都是使用了非常耐磨的硬質(zhì)合金制造，鑲嵌在滾套的基體當(dāng)中，所以在工作的過程中，如果有細(xì)粉物料由于高壓的作用被填充到了柱釘之間，就會(huì)生成墊料，從而可以達(dá)到保護(hù)的目的[1]。而裸露在外面的柱釘是硬度很高的耐磨損材料，也能夠讓整個(gè)輥面的具有更強(qiáng)的耐磨性，保證輥面的使用壽命。

高壓輥磨機(jī)柱釘輥面在工作的過程中，形成墊料保護(hù)體，首先要經(jīng)過柱釘?shù)哪p過程，隨著柱釘逐漸磨短之后，柱釘和基體之間的高度差就會(huì)降低。如果柱釘和基體之間的高度差過小，墊料就很難繼續(xù)形成，這時(shí)基體就會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的磨損，導(dǎo)致柱釘和基體之間的高度差再次增大，從而形成穩(wěn)定的墊料層，這時(shí)就是柱釘開始磨損。輥面的磨損過程就是反復(fù)循環(huán)上述過程，經(jīng)過均勻磨損之后，直到柱釘最后磨損是到了8毫米左右，這時(shí)由于柱釘?shù)蔫偳渡疃炔蛔?，不能夠繼續(xù)鑲嵌在滾面上，柱釘就開始出現(xiàn)脫落，此時(shí)輥面也達(dá)到了使用壽命[2]。

1.2 影響輥面磨損的因素

根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)來看待，導(dǎo)致輥面出現(xiàn)磨損的原因主要來源于以下幾點(diǎn)：

（1）液壓系統(tǒng)的工作壓力。高壓輥面機(jī)處在很高的壓力下工作，系統(tǒng)的工作壓力越大，電機(jī)就會(huì)有更大的使用功率，這就會(huì)導(dǎo)致高壓輥磨機(jī)的磨損也會(huì)更大。由于需要進(jìn)行更多的維修，導(dǎo)致輥磨機(jī)需要投入更高的使用成本[3]。為了滿足后續(xù)破碎的需求，就需要降低系統(tǒng)壓力，也能夠有效降低使用成本。

（2）輥磨物料是否存在大塊異物。高壓輥磨機(jī)在進(jìn)行輥磨物料的過程中，需要對(duì)物料當(dāng)中的大塊異物進(jìn)行嚴(yán)格控制，一旦存在大塊物料，就會(huì)對(duì)輥面造成嚴(yán)重的損傷。如果有大塊的異物進(jìn)入了高壓腔，大塊異物接觸的輥面就要承受全部壓力，由于受力面積過小，就會(huì)導(dǎo)致壓強(qiáng)過高，從而會(huì)對(duì)輥面基體造成嚴(yán)重的傷害。一般都是深坑式的磨損，所以使用高壓輥磨機(jī)時(shí)，必須要避免過大的顆粒進(jìn)入物料。

（3）輥磨物料的含水量。輥磨物料的含水量也會(huì)影響到輥磨機(jī)的破磨效果，含水量主要會(huì)影響到高壓輥磨機(jī)壓力強(qiáng)內(nèi)的壓力區(qū)的建立，物料水分越大，就會(huì)越難形成料墊，導(dǎo)致輥面基體在沒有物料的情況下會(huì)快速磨損[4]。如果是超細(xì)粒的物料，如果水分太低也會(huì)難以形成高壓腔，導(dǎo)致設(shè)備在工作時(shí)很容易發(fā)生震動(dòng)，影響輥磨機(jī)的正常工作。所以，通常情況下物料的水分最好在5±2%左右比較合適。

2 輥套修復(fù)及高壓輥磨機(jī)新型輥面的應(yīng)用

2.1 輥套的修復(fù)方法

（1） 使用過程中線上修復(fù)。在進(jìn)行高壓輥磨機(jī)使用維護(hù)工作時(shí)，有一些輥面的柱釘是可以更換的，如果發(fā)生了柱釘出現(xiàn)折斷、崩裂和脫落的情況，就可以采用更換柱釘?shù)姆椒▽?duì)輥面進(jìn)行修補(bǔ)，保證輥面能夠始終保持良好的工作狀態(tài)。這種方式雖然在理論上可以進(jìn)行，但是也對(duì)使用時(shí)的維護(hù)工作提出了很高的要求，工廠的維護(hù)工作必須要建立在對(duì)輥面進(jìn)行了全面檢查的基礎(chǔ)上，保證柱釘發(fā)生損傷和脫落的時(shí)候，能夠及時(shí)地開展修補(bǔ)工作，避免輥面長(zhǎng)期帶病工作，演變成更加嚴(yán)重的問題。

在采用更換柱釘這種方法進(jìn)行輥面的修補(bǔ)時(shí)，必須要將損壞的殘余柱釘取出。所以輥面加工的過程中，柱釘和輥面孔之間不能太緊，否則在修補(bǔ)的過程中柱釘就很難取出[5]。所以，柱釘和輥面孔之間一般都是做間隙配合，在安裝柱釘?shù)倪^程中也需要涂抹金屬膠。在取出殘余柱釘?shù)臅r(shí)候，首先要給輥面加熱，金屬膠在高溫的情況下就會(huì)失效，然后就可以將殘余的柱釘全部取出。之后在進(jìn)行鉆孔，并且重新栽入新的柱釘，或者使用短柱釘，保證輥面的外圓不變形。但是，這樣進(jìn)行修復(fù)也會(huì)引發(fā)其他的問題。

首先，由于輥面孔和柱釘是間隙配合的，所以在使用的過程中，如果進(jìn)料溫度比較高，就很容易出現(xiàn)柱釘斷裂的情況，如果不及時(shí)修補(bǔ)，就會(huì)對(duì)輥面造成深坑式的磨損。其次，由于取出殘余柱釘?shù)臅r(shí)候需要對(duì)輥面的局部進(jìn)行加熱，加熱的過程中，必然會(huì)由于金屬膠的汽化形成高壓，有時(shí)甚至?xí)堄嗟闹攺棾?，?huì)給操作人員造成傷害，是具備一定安全隱患的。最后，加熱的也會(huì)導(dǎo)致?lián)Q釘?shù)奈恢眯阅馨l(fā)生改變，由于是局部高溫，冷卻的過程中就會(huì)產(chǎn)生熱應(yīng)力，導(dǎo)致輥面的表面變形，如果比較嚴(yán)重，甚至可能會(huì)出現(xiàn)裂紋，導(dǎo)致輥面的基體強(qiáng)度發(fā)生轉(zhuǎn)變。

（2）滾套達(dá)到使用壽命之后返廠修復(fù)。滾套達(dá)到使用壽命之后，可以將需要原來的滾套拆卸下來，對(duì)輥軸進(jìn)行探傷檢測(cè)，如果確認(rèn)原來的輥軸沒有損傷，就可以將新加工好的滾套安裝在原來的輥軸上面。由于高壓輥磨機(jī)的滾套是一種消耗品，所以需要結(jié)合實(shí)際的工作強(qiáng)度，每隔一段時(shí)間就進(jìn)行一次更換。在更換滾套時(shí)，需要將輥軸和滾套都運(yùn)送回原廠進(jìn)行修復(fù)[6]。這種方式雖然能夠獲得較好的修復(fù)效果，但是維修周期非常長(zhǎng)，并且也造成單次修復(fù)工作需要付出較高的維修費(fèi)用。因此，如何能夠提高輥面的使用壽命，有效降低滾套的費(fèi)用，減少維修時(shí)間，提高服務(wù)質(zhì)量也都成為了目前行業(yè)普遍關(guān)注的問題。

2.2 新型免維護(hù)輥面的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)

根據(jù)生產(chǎn)過程中的經(jīng)驗(yàn)，如果出現(xiàn)柱釘這段的情況，并不會(huì)對(duì)修補(bǔ)有太過急切的需求，但是如果出現(xiàn)了柱釘脫落的情況，就必須要馬上進(jìn)行修補(bǔ)。柱釘脫落后，缺少柱釘?shù)奈恢脮?huì)出現(xiàn)柱釘間隙過大的情況，并不容易形成材料的保護(hù)層，這時(shí)如果繼續(xù)工作，就會(huì)出現(xiàn)巨大的液壓力和物料磨損，缺少有料墊的輥面基體就會(huì)很快磨損。并且，基體在出現(xiàn)了磨損以后，周圍的柱釘也會(huì)受到影響開始脫落，造成問題變得更加嚴(yán)重，甚至?xí)?dǎo)致深坑式磨損的出現(xiàn)。為此，就需要及時(shí)地維護(hù)輥面，尤其是在輥面的工作任務(wù)比較繁重的情況下，如果進(jìn)行頻繁的檢查，就會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)的效率嚴(yán)重降低。所以需要使用免維護(hù)輥面來降低勞動(dòng)強(qiáng)度，減少檢查所占據(jù)的時(shí)間，提升工作效率。

某公司采用了柱釘和滾面孔過硬配合的方法，并且對(duì)過盈量也進(jìn)行了精確的控制，可以避免在工作的過程中出現(xiàn)柱釘脫落的情況。這種方式需要具有很高的加工工藝，必須要對(duì)孔壁的形位尺寸和孔壁的粗糙度進(jìn)行控制，避免出現(xiàn)結(jié)合不夠牢固發(fā)生脫落的情況。

在設(shè)計(jì)輥面時(shí)，為了實(shí)現(xiàn)免維護(hù)輥面，所以在設(shè)計(jì)加工時(shí)柱釘和滾面孔都采用了過盈配合的方式，通過對(duì)過盈量的精確控制，利用液壓系統(tǒng)將柱釘鑲嵌入輥面，可以避免柱釘出現(xiàn)脫落的情況。在生產(chǎn)的過程中，如果出現(xiàn)了柱釘這段的情況，也不需要更換柱釘。因?yàn)閿嗔押罄^續(xù)受損，崩斷處輥面的基體就會(huì)繼續(xù)磨損，隨后柱釘就會(huì)暴露出來，再度形成墊保護(hù)區(qū)，并且也能夠保證斷裂柱釘所在位置的強(qiáng)度。

免維護(hù)的柱釘輥面經(jīng)過了鐵礦、銅礦等不同工況，并且在不同的使用周期當(dāng)中實(shí)踐，最后證明免維護(hù)輥面的使用壽命長(zhǎng)達(dá)120000小時(shí)，而且不需要進(jìn)行維護(hù)工作。通過使用免維護(hù)輥面，可以有效降低輥面的維護(hù)成本，保證機(jī)械設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定工作，降低了維護(hù)人員的工作強(qiáng)度，可以幫助企業(yè)提升經(jīng)濟(jì)效益。

3 結(jié)語

通過使用全新輥面，高壓輥磨機(jī)在工作的過程中不再需要進(jìn)行維護(hù)，避免了由于維護(hù)工作導(dǎo)致的工作效率降低。但是，仍然需要注意物料的含水量、大塊異物和液壓系統(tǒng)的壓力，保證輥面的壽命。