輥面磨損對輥壓機(jī)生產(chǎn)效率的影響探討

劉蛟

（葛洲壩石門特種水泥有限公司，湖南 常德 415302）

1 輥壓機(jī)在水泥行業(yè)的現(xiàn)象

當(dāng)前在我國，建筑行業(yè)的快速發(fā)展而促進(jìn)水泥行業(yè)的市場競爭，而水泥行業(yè)為了確保市場的供需則對生產(chǎn)效率要求較高，輥壓機(jī)的應(yīng)用促進(jìn)了水泥行業(yè)快速的發(fā)展，該設(shè)備的功耗和成本均非常低，并且產(chǎn)量大。但在現(xiàn)實(shí)中，輥面磨損是非常嚴(yán)重的一個(gè)問題，其嚴(yán)重限制了輥壓機(jī)的壽命，而頻繁維修更換輥?zhàn)觿t增加了成本投入。因此查找產(chǎn)生磨損的原因并制定相應(yīng)的措施，進(jìn)而提升生產(chǎn)的工作效率。

某水泥兩條生產(chǎn)線的帶輥壓機(jī)聯(lián)合粉磨系統(tǒng)，直徑為4.2×13m，其在建設(shè)投產(chǎn)的時(shí)間不一，并且兩條生產(chǎn)線的工藝設(shè)備也不同，兩臺(tái)輥壓機(jī)所使用的輥?zhàn)又睆椒謩e為1400mm、1700mm的輥壓機(jī)，具體參數(shù)如表1所示。

表1 輥壓機(jī)技術(shù)參數(shù)

直徑為1400mm和1700mm的輥壓機(jī)在生產(chǎn)時(shí)，1400mm輥壓機(jī)更容易產(chǎn)生工藝與設(shè)備的故障，例如串軸、輥壓機(jī)沖料等，并且動(dòng)輥的兩端軸承非常易損，傳動(dòng)的減速機(jī)同樣產(chǎn)生一定的損壞，對設(shè)備生產(chǎn)的效率造成嚴(yán)重的影響，并且臺(tái)時(shí)產(chǎn)量嚴(yán)重偏低，出料的粒度也較大；而其同樣具有一定的優(yōu)點(diǎn)，即在能耗方面非常優(yōu)秀。在下文針對輥壓機(jī)直徑和磨損的情況及表面材料的硬度開展深入主分析，并分析其對輥壓機(jī)生產(chǎn)的影響。

2 輥壓機(jī)工作的原理分析

圖1 為輥壓機(jī)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，利用兩個(gè)同步相向的擠壓輥對物料進(jìn)行粉碎，兩個(gè)擠壓輥中，一個(gè)是固定輥，一個(gè)是活動(dòng)輥，固定輥在機(jī)器的底座上安裝固定，并且不能移動(dòng)，而活動(dòng)輥則能夠進(jìn)行水平移動(dòng)，移動(dòng)主要液壓缸控制，調(diào)整液壓缸伸縮量即能夠有效的控制兩縫距離，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)物料粉碎的功能。對于輥縫的距離控制多在28～36mm，由此才能確保物料受到充足的擠壓力。而每經(jīng)過一次輥壓機(jī)的物料都必須承載高強(qiáng)的擠壓力，擠壓到粉碎，又或者擠壓為堅(jiān)實(shí)料片后從出料口予以排出。而料片則具有較小的粘聚力，通過施加外力即粉碎，但是由于是成塊的料片，因此還需要使用打碎機(jī)進(jìn)行分離，通過成品分離來避免物料過粉磨，降低能源的消耗。輥壓機(jī)核心即是輥?zhàn)樱佔(zhàn)拥倪x擇直接影響生產(chǎn)的效率，特別是對輥?zhàn)又睆酱笮『洼伱娴牟牧虾突y的選擇。

3 輥?zhàn)又睆降拇笮D壓效果的影響分析

生產(chǎn)時(shí)下料存在不均的情況，而輥?zhàn)拥哪p則基本為不規(guī)則的磨損，通常情況下，在輥?zhàn)拥闹虚g位置會(huì)磨損較為嚴(yán)重，而在其兩端則比較輕；又或者是一端嚴(yán)重和一端輕；還有就是輥?zhàn)觾啥溯p而中間磨損重。但上述的磨損不論那種現(xiàn)象均會(huì)導(dǎo)致磨損后的輥?zhàn)又睆降陀跇?biāo)準(zhǔn)。在下文通過根據(jù)輥?zhàn)拥闹睆酱笮‘?dāng)作變量開展對輥壓機(jī)生產(chǎn)受其大小的影響。

圖2 為直徑不同大小的輥?zhàn)邮芰Ψ治?。①表示大直徑的輥?zhàn)?；②表示小直徑的輥?zhàn)?；③是物料；F則是輥對物料擠壓產(chǎn)生的合力；角α和角β分別為大直徑和小直徑輥?zhàn)訉ξ锪险龎毫臀锪鲜軘D壓合力的夾角。

圖2 不同直徑的輥?zhàn)邮芰D

從幾何關(guān)系顯示，α＜β。

式中，F(xiàn)N1代表大直徑輥?zhàn)訉ξ锪系恼龎毫?；FN2代表小直徑輥?zhàn)訉ξ锪系恼龎毫Γ籪1代表物料在大輥?zhàn)右粋?cè)摩擦力：f2代表物料在小輥?zhàn)右粋?cè)摩擦力；i代表摩擦的系數(shù)。

從上述得出，F(xiàn)N1＞FN2，f1＞f2，因此當(dāng)輥?zhàn)拥闹行木嚯x不變時(shí)，大直徑輥?zhàn)拥臄D壓效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于小直徑輥?zhàn)?，大直徑輥?zhàn)赢a(chǎn)生的摩擦力大，所以下料的速度也非?？?，還可以更好更早的咬住物料而避免其出現(xiàn)滑動(dòng)。輥?zhàn)又睆皆黾訒?huì)提高輥?zhàn)拥馁|(zhì)量與動(dòng)能，并且還可以完善穩(wěn)定性。綜合可知，大直徑的輥?zhàn)幽軌驅(qū)ιa(chǎn)提供有利的幫助。1400mm輥壓機(jī)與1700mm輥壓機(jī)生產(chǎn)對比，生產(chǎn)過程運(yùn)行的相關(guān)參數(shù)如表2。

從表中的參數(shù)顯示出，1700mm輥壓機(jī)能夠完全適應(yīng)大粒度的喂料，并且出料的細(xì)料也高于1400mm輥壓機(jī)。輥徑增加之后，兩個(gè)輥?zhàn)娱g物料多，因此受重力下落的壓力大，進(jìn)而減小了物料間的空隙。此和實(shí)際的生產(chǎn)現(xiàn)象不謀而合，進(jìn)一步證明以上理論的合理性。因此在選擇輥壓機(jī)時(shí)可以選擇大直徑的輥?zhàn)幼鳛檫x擇指標(biāo)，由此可以提升生產(chǎn)的效率。

4 輥面磨損對生產(chǎn)的影響分析

輥?zhàn)拥牟牧戏钦w一致，在圓柱體內(nèi)是高強(qiáng)度鋼材，而在外表面則焊有四層不同強(qiáng)度的材料，首層是過渡層，可以阻止輥面焊接的裂紋與疲勞裂紋的延伸，確保輥體不被損壞，二層為緩沖隔離層，其和第一層產(chǎn)生較好的結(jié)合，又同時(shí)支撐第三層。三層為耐磨層，具有良好的抗裂性，以及較高的焊態(tài)硬度，具備綜合性的抗磨損與抗擠壓的能力。四層即最外層為耐磨梭條，其是一種多元高合金的強(qiáng)化材料，比第三層更加的耐磨與抗擠壓磨損的作用。每一層的強(qiáng)度與耐磨均從內(nèi)向外逐漸的提升。

新輥?zhàn)由a(chǎn)時(shí)，其梭條沒有經(jīng)過磨損，所以相對物料接觸面積低，從相關(guān)的物理知識(shí)得出：

式中，P代表物料所受壓強(qiáng)；F代表子對物料施加的力；S代表輥?zhàn)优c物料接觸面積。

從上式得知，當(dāng)液壓缸的作用在動(dòng)輥的力平穩(wěn)時(shí)，F(xiàn)保持不變，接觸面積S產(chǎn)生的變化則引起物料所受的壓強(qiáng)改變，進(jìn)而對破碎的效果造成影響。接觸面積的大小和輥表面磨損具有密切的關(guān)聯(lián)，新輥壓機(jī)的耐磨梭條尖銳，和物料接觸的面積非常小，而在其生產(chǎn)工作一段時(shí)間之后，耐磨棱條磨損而變鈍，進(jìn)而提高了輥面與物料的接觸面積，而工作較長時(shí)間后的耐磨梭條完全磨損，此時(shí)的物料和輥?zhàn)赢a(chǎn)生的接觸面積較大，而物料受到的壓強(qiáng)則是最低，因此物料破碎的效果非常差。所以，輥面磨損對粉碎的效果產(chǎn)生非常大影響，并且降低了輥壓機(jī)生產(chǎn)的效率。因此對耐磨棱條發(fā)生嚴(yán)重的磨損且表面剝落時(shí)，必須及時(shí)的開展修復(fù)，進(jìn)而避免造成出現(xiàn)更大的損害。

5 結(jié)語

綜上所述，經(jīng)過和實(shí)際生產(chǎn)進(jìn)行結(jié)合分析，明確生產(chǎn)的效率和輥?zhàn)拥闹睆接忻芮械穆?lián)系，輥?zhàn)又睆酱竽軌蛱嵘a(chǎn)的效率。而輥面磨損會(huì)降低生產(chǎn)的效率，所以需要對其進(jìn)行及時(shí)的修復(fù)。當(dāng)前大部分的水泥企業(yè)正在不斷的升級(jí)和優(yōu)化，而提升利潤最為關(guān)鍵的因素則是對技術(shù)和設(shè)備不斷的升級(jí)改造，替換不相匹配的設(shè)備，進(jìn)而提升工作的效率。