橋式雙斗輪混勻取料機(jī)故障的控制防范

蘇元機(jī)

（中國(guó)鋁業(yè)廣西分公司氧化鋁廠，廣西百色 531400）

0 前言

在取礦和混勻礦石的生產(chǎn)過(guò)程，雙斗輪混勻取料機(jī)很多部件同時(shí)進(jìn)行著水平、垂直方向的運(yùn)動(dòng)，磨損碰撞劇烈，工作負(fù)荷大，工作環(huán)境惡劣。而設(shè)備本身就是一種重型設(shè)備，在運(yùn)行中各部件要承受自身和其他部件的重量，受力情況復(fù)雜，零部件極易發(fā)生磨損，從而導(dǎo)致各種故障頻繁發(fā)生。因此，取料機(jī)在礦冶企業(yè)中被稱“老大難”設(shè)備。

中國(guó)鋁業(yè)廣西分公司是一家年產(chǎn)250萬(wàn)t氧化鋁的大型國(guó)有企業(yè)。橋式雙斗輪混勻取料機(jī)供礦是氧化鋁生產(chǎn)過(guò)程中的第一道工序，混勻取料機(jī)也是整個(gè)工藝中最重要的設(shè)備之一。公司2個(gè)均化庫(kù)礦的4臺(tái)取料機(jī)均已老舊，其中2臺(tái)使用時(shí)間已經(jīng)超過(guò)20 a，再加上零部件設(shè)計(jì)理念相對(duì)落后，導(dǎo)致故障率高發(fā)。

近年來(lái)，公司氧化鋁產(chǎn)量逐年增加，現(xiàn)有4臺(tái)取料機(jī)需同時(shí)工作才能滿足生產(chǎn)需求。取料機(jī)三班24 h不斷運(yùn)行，設(shè)備得不到良好的維護(hù)和保養(yǎng)，由設(shè)備磨損和疲勞導(dǎo)致的故障頻繁發(fā)生。

1 取料機(jī)故障部件原因分析

取料機(jī)主要是由機(jī)身大梁、大車系統(tǒng)、小車系統(tǒng)、受料皮帶系統(tǒng)、斗輪圈系統(tǒng)等組成（圖1）。其中，大車系統(tǒng)和小車系統(tǒng)是容易發(fā)生故障的部位。

1.1 大車系統(tǒng)

大車系統(tǒng)由大車驅(qū)動(dòng)部分、行輪組、車身、大梁等組成，驅(qū)動(dòng)部分的減速機(jī)較易出現(xiàn)故障。其實(shí)，減速機(jī)故障的發(fā)生率并不高，但是其影響很大且難以處理。較為典型的故障是高速軸斷裂，原因主要是其低速端受到了足以讓高速軸斷裂并導(dǎo)致減速機(jī)失效的巨大負(fù)荷。這種負(fù)荷的來(lái)源有2種可能。

（1）大車行進(jìn)中遇到巨大阻力。例如：行走輪軌道上有鋼鐵件異物，卡在行走輪與其他部件之間，造成行走輪不轉(zhuǎn)動(dòng)；行走軌道上積料中有大塊礦料，卡在傳動(dòng)齒輪或行走輪與軌道和其他臨近部件之間，造成行走輪運(yùn)動(dòng)卡滯。因?yàn)楦咚佥S已經(jīng)承受著取料機(jī)近百噸的重量和取礦時(shí)的動(dòng)負(fù)荷，遇到這些阻力時(shí)容易發(fā)生高速軸斷裂的情況。

圖1 橋式雙斗輪混勻取料機(jī)構(gòu)成

（2）行輪組組件損壞。行輪組主要由水平擋輪和行走輪組成，水平擋輪主要是在大車運(yùn)動(dòng)的水平方向控制大車在軌道垂直方向的串動(dòng)，如果水平擋輪發(fā)生故障（如輪體支承架脫焊、軸承損壞等），大車在水平方向運(yùn)動(dòng)中與軌道不平行，就會(huì)發(fā)生行走輪與軌道的卡滯或啃軌，從而給減速機(jī)帶來(lái)負(fù)荷。還有，如果行走輪軸承損壞，行走輪的行走阻力加大，還會(huì)發(fā)生偏歪啃軌現(xiàn)象，同樣會(huì)給減速機(jī)高速軸帶來(lái)很大負(fù)載。

高速軸損壞后，減速機(jī)必須停機(jī)、停產(chǎn)。再加上減速機(jī)的維修時(shí)間較長(zhǎng)，會(huì)給公司的正常生產(chǎn)帶來(lái)很大影響。因此，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并去除導(dǎo)致大車減速機(jī)負(fù)荷異常的異物，保證行輪組的良好狀態(tài)，是防止高速軸斷裂的有力措施。

1.2 小車系統(tǒng)

小車系統(tǒng)是取料機(jī)最重要的一部分，也是故障率較高的一部分。因?yàn)榛靹蛉×线^(guò)程是通過(guò)小車的來(lái)回往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)和斗輪的圓周運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。小車系統(tǒng)主要分為斗輪機(jī)構(gòu)和小車機(jī)構(gòu)兩部分，其中斗輪機(jī)構(gòu)由斗圈、斗圈滾道、上托輪組、側(cè)擋輪、下托輪組以及弧形耐磨板及其支架構(gòu)成。小車系統(tǒng)的典型故障及其維修措施有5種。

（1）斗圈滾道的故障主要是上橡膠托輪組和下托輪組相互磨擦導(dǎo)致的磨損，表現(xiàn)主要有2種。斗輪機(jī)機(jī)構(gòu)是由斗輪驅(qū)動(dòng)減速機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)的（它們之間是鏈條的柔性聯(lián)接），在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中斗圈有一定的晃動(dòng)空間，受此影響，固定在斗圈滾道上的沉頭螺絲也會(huì)發(fā)生斷裂乃至部分或整個(gè)滾道脫落。為避免這一故障發(fā)生，主要措施是及時(shí)發(fā)現(xiàn)并更換損壞的沉頭螺栓，并在滾道和斗圈之間的圓周上段焊一圈（起雙重加固的作用）。斗圈是由兩半部分連接而成，將它們合在一起的聯(lián)結(jié)螺栓經(jīng)常會(huì)發(fā)生斷裂和松脫的現(xiàn)象，處理措施是重新更換連接面的高強(qiáng)螺栓加彈簧墊或背冒的防松措施，并在2個(gè)結(jié)合面連接處加焊聯(lián)接鋼板。

（2）側(cè)擋輪損壞。在取料機(jī)斗圈的兩側(cè)分別有6個(gè)側(cè)擋輪，用于制約斗圈的圓周運(yùn)動(dòng)，防止其在取料過(guò)程中左右晃動(dòng)。如果側(cè)擋輪與斗圈的間隙＞（4～6 mm）的標(biāo)準(zhǔn)，斗圈左右晃動(dòng)的幅度較大，造成斗圈鏈條、鏈輪之間加劇磨損，發(fā)生脫鏈、斷鏈、掉鏈等故障。由于工作中長(zhǎng)時(shí)間受到斗圈晃動(dòng)的撞擊以及磨損，加上所取礦料水分較大、含泥量較多，泥漿水進(jìn)入軸承后加速軸承的損壞，進(jìn)而引起后側(cè)擋輪轉(zhuǎn)動(dòng)不良或不轉(zhuǎn)動(dòng)與斗圈相互間直接劇烈摩察，更會(huì)導(dǎo)致掉鏈、鏈條斷、鏈輪加劇磨損等惡性循環(huán)現(xiàn)象發(fā)生。所以斗圈側(cè)擋輪是最容易損壞的部件之一。為防止這類故障的發(fā)生，主要有2種措施：①軸承可采用密封效果較好的迷宮式密封形式；②調(diào)整側(cè)擋輪與斗圈的間隙，力求做到均勻，使斗圈和側(cè)擋輪碰觸時(shí)與多個(gè)側(cè)擋輪的滾面同時(shí)接觸。因?yàn)橹挥袃蓚?cè)12個(gè)側(cè)擋輪均勻受力并同時(shí)控制斗圈轉(zhuǎn)動(dòng)，這些部件才不易損壞。切忌只有一兩個(gè)側(cè)擋輪與斗圈面接觸情況發(fā)生。

（3）中下部側(cè)走輪損壞。每個(gè)斗圈的中下部有4個(gè)側(cè)走輪，2個(gè)斗圈共8個(gè)側(cè)走輪。側(cè)走輪主要作用是控制小車在大梁的側(cè)部軌道上作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，避免小車偏離直線走歪。側(cè)走輪與大梁側(cè)面的軌道之間的間隙非常重要，如果間隙過(guò)大（＞5 mm）或者側(cè)走輪損壞，就會(huì)導(dǎo)致小車走偏。小車走偏時(shí)，側(cè)行走輪軸承就因?yàn)槭芰^(guò)大而損壞報(bào)廢。8個(gè)側(cè)走輪中只要有1個(gè)損壞，小車就不能行走，取料機(jī)就不能運(yùn)行，因此側(cè)走輪與軌道的間隙過(guò)大是發(fā)生故障的主要原因。只要保證側(cè)走輪與軌道的間隙合適，就保證了小車直線行走、不走偏。

（4）上部側(cè)走輪損壞。斗圈中還各有4個(gè)上部行走輪，2斗圈共8個(gè)上部行走輪。它們承受了整個(gè)小車的重量，可以讓小車在大梁的上部軌道上作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。這些輪子之間、輪子與軌道之間的平行度、直線度、水平度、輪子的受力均勻度等都相當(dāng)重要，其中一個(gè)有問(wèn)題或偏差都將導(dǎo)致輪子損壞。在檢修和安裝過(guò)程中，這8個(gè)行走輪的這些指標(biāo)必須達(dá)標(biāo)，單個(gè)行走輪的損壞檢修中一定要以8個(gè)輪子為參照，作平行度和受力均勻度的檢查和檢修。因此檢修時(shí)一定要先劃定正確的基準(zhǔn)校對(duì)調(diào)整。

（5）減速機(jī)損壞。在取料過(guò)程過(guò)中，減速機(jī)為斗圈圓周運(yùn)動(dòng)提供大的扭矩和力量來(lái)完成取料工作，容易發(fā)生減速機(jī)崩壞問(wèn)題。減速機(jī)崩壞的原因主要有2個(gè)：①取料時(shí)進(jìn)給量過(guò)大，此時(shí)斗輪減速機(jī)已經(jīng)承受了很大的負(fù)荷，如果料堆里有大塊礦石或垮料等會(huì)突然加大減速機(jī)負(fù)荷，當(dāng)減速機(jī)扭矩小于取料阻力時(shí)減速機(jī)就會(huì)崩壞；②在取料過(guò)程中減速機(jī)地腳（聯(lián)接螺栓）突然松動(dòng)時(shí)，減速機(jī)的機(jī)殼將直接受力，導(dǎo)致機(jī)殼崩壞。地腳松動(dòng)也是減速機(jī)崩壞的主要原因之一。針對(duì)這些原因，可采取3個(gè)措施：①增加變頻調(diào)速保護(hù)裝置，當(dāng)取料阻力增大時(shí)，變頻裝置做出響應(yīng)使電機(jī)轉(zhuǎn)速減慢，取料動(dòng)作變慢、平緩，使減速機(jī)扭矩與阻力的對(duì)抗平緩度過(guò)，一旦過(guò)載就會(huì)保護(hù)跳停；②現(xiàn)有減速機(jī)的扭矩已明顯不足，需要選擇功率和扭矩更大質(zhì)量更穩(wěn)定的減速機(jī)，可采用SEW減速機(jī)廠家的一體式減速機(jī)；③加固減速機(jī)底座，減少底座的振動(dòng)從而改善減速機(jī)地腳松動(dòng)的情況。

2 減少取料機(jī)故障的注意事項(xiàng)

2.1 正確選用和安裝取料機(jī)

設(shè)備本身的好與否，決定于生產(chǎn)廠家的制造水平和設(shè)計(jì)理念，以及使用方是否正確選擇了設(shè)備。選型時(shí)，一定要綜合使用方的實(shí)際，考慮取料機(jī)的產(chǎn)能等因素，適應(yīng)企業(yè)中長(zhǎng)期的發(fā)展要求。對(duì)于橋式雙斗輪混勻取料機(jī)這類工作環(huán)境惡劣、受力復(fù)雜而又不穩(wěn)定的設(shè)備來(lái)說(shuō)，一定要選擇品牌響、質(zhì)量好、零部件耐用、有先進(jìn)設(shè)計(jì)理念的生產(chǎn)廠家。

設(shè)備本身的電氣保護(hù)裝置及操作軟件也非常重要。設(shè)置得當(dāng)?shù)碾姎獗Ｗo(hù)可以大幅降低故障發(fā)生率，避免減速機(jī)崩壞、張緊臂折斷等突發(fā)性的情況發(fā)生，對(duì)于一些嚴(yán)重的故障，也能在故障發(fā)生初期通過(guò)電氣的跳停及軟件報(bào)警的方式來(lái)引起操作人員的重視并及時(shí)處理故障。

設(shè)備的初期安裝良好也是橋式雙斗輪混勻取料機(jī)的重要要求。取料機(jī)在投用前的安裝要合乎嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，而且一定要在安裝完成試車運(yùn)行達(dá)標(biāo)后才能投入使用。

2.2 正確使用設(shè)備并作好維護(hù)工作

正確使用和維護(hù)是取料機(jī)正常運(yùn)行和各部件延長(zhǎng)使用壽命的保證。例如：5000 t礦料的取料最佳狀態(tài)是用時(shí)4 h，如果只用2 h完成同樣的取礦量，則進(jìn)給量負(fù)荷要達(dá)到2倍多，無(wú)疑會(huì)損傷取料機(jī)，長(zhǎng)期下去取料機(jī)將頻繁出現(xiàn)故障。但這種地使用情況卻經(jīng)常發(fā)生，特別是在夜班操作時(shí)，操作人員為早點(diǎn)完成取礦任務(wù)而以最大的取礦量取料，給設(shè)備帶來(lái)危害。因此，生產(chǎn)過(guò)程中一定要做好生產(chǎn)組織工作，如交替使用設(shè)備、正確操作設(shè)備等，給取料機(jī)留出維護(hù)條件和保養(yǎng)時(shí)間。

3 結(jié)束語(yǔ)

作為一種生產(chǎn)設(shè)備，橋式雙斗輪混勻取料機(jī)必然會(huì)出發(fā)生故障，因此設(shè)備的運(yùn)維管理關(guān)鍵是如何控制、預(yù)防故障的發(fā)生。而且，設(shè)備管理是生產(chǎn)管理人員、操作人員、設(shè)備管理人員齊抓共管的工作，取料機(jī)的管理工作也涉及到多個(gè)部門，發(fā)生故障后只要各部門人員本著各司其責(zé)、通力協(xié)作的精神去做工作、查原因，一定可以提高取料機(jī)的管理水平。

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