輥壓機(jī)輥肩磨損與多層側(cè)擋板

沈 心

（中建材（合肥）粉體科技裝備有限公司， 安徽 合肥 230051）

輥壓機(jī)是目前廣泛應(yīng)用于水泥建材，冶金礦山等領(lǐng)域的高能效粉碎設(shè)備。輥壓機(jī)工作部件磨輥的邊緣位置我們稱為輥肩，在粉磨一些磨蝕性較大物料的時(shí)候輥肩會(huì)出現(xiàn)磨損。雖然輥肩并不承擔(dān)擠壓粉碎的主要工作，但其磨損會(huì)增大輥壓機(jī)的邊緣漏料情況，影響擠壓效果。本文對(duì)輥壓機(jī)輥肩磨損的原因、現(xiàn)場修復(fù)以及解決方法進(jìn)行簡單介紹。

1 輥壓機(jī)磨損

輥壓機(jī)采用了料層粉碎的原理，其工作方式是將物料通過兩支相向轉(zhuǎn)動(dòng)的圓形磨輥中間，使其形成料層并經(jīng)過高壓力擠壓粉碎后排出，如圖1 所示。該工作方式能效高于傳統(tǒng)單體破碎，因此輥壓機(jī)可以大幅提高粉碎作業(yè)的效率，降低能耗。

圖1:輥壓機(jī)工作示意

磨損是輥壓機(jī)磨輥的主要失效形式，如圖1 所示，磨輥在旋轉(zhuǎn)到達(dá)A 區(qū)域時(shí)，輥面受物料的滑移產(chǎn)生的磨粒磨損，磨輥旋轉(zhuǎn)達(dá)到B 區(qū)域時(shí)，輥面受物料擠壓應(yīng)力和交變作用下的疲勞磨損。為了應(yīng)對(duì)這些磨損，輥壓機(jī)磨輥輥面都是極為耐磨的。目前輥壓機(jī)用于水泥粉磨上主要是使用高鉻成分的耐磨焊條堆焊，應(yīng)用于生料，礦渣，鋼渣乃至金屬礦山等磨蝕性更大的工況會(huì)使用硬質(zhì)合金柱釘輥面。

2 輥肩磨損的原因

磨輥輥套的肩部位置稱為輥肩。上文所述的堆焊輥與柱釘輥的輥肩形式類似，都是一定厚度的耐磨堆焊層。輥面會(huì)有邊緣效應(yīng)的緣故，輥肩位置對(duì)擠壓粉碎的做功貢獻(xiàn)很少，因此正常情況下磨損很輕微，然而在一些物料磨蝕性較大的應(yīng)用環(huán)境下會(huì)發(fā)現(xiàn)輥肩磨損的現(xiàn)象。

所有的輥壓機(jī)磨輥由于邊緣效應(yīng)兩端都存在漏料現(xiàn)象，為了減少其邊緣的漏料量，控制物料逃逸，提高輥壓機(jī)擠壓效果，磨輥兩端面都設(shè)置有側(cè)擋板（如圖2所示）。

輥壓機(jī)的工作原理需要在兩磨輥中間形成密實(shí)料層，所以必須是滿料運(yùn)轉(zhuǎn)，穩(wěn)流倉及溜管里的高料位物料產(chǎn)生的壓力是各方向的，對(duì)側(cè)擋板有向外推力，容易使其往外張開而鎖不住料；另外，輥壓機(jī)在擠壓過程中，處于磨輥中間的物料有向磨輥兩端面逃逸的趨勢(shì)。為了增強(qiáng)側(cè)擋板的防漏效果，側(cè)擋板的背面設(shè)置有頂緊裝置，以控制側(cè)擋板與磨輥端面的距離。頂緊裝置一般都是加有彈簧組保護(hù)的絲桿機(jī)構(gòu)。

圖2 側(cè)擋板與輥肩磨損示意圖

因?yàn)樯鲜鲈?，無論采取何種措施總會(huì)有顆粒物料從側(cè)擋板與磨輥端面的縫隙中逃逸，側(cè)擋板與磨輥是相對(duì)運(yùn)動(dòng)的，在頂緊裝置施加的壓力作用下，逃逸的顆粒物料在側(cè)擋板與磨輥端面之間受到碾磨的效果，最終導(dǎo)致磨輥端面與側(cè)擋板接觸部位輥肩在碾磨應(yīng)力下發(fā)生摩擦，在高磨蝕性物料的粉磨系統(tǒng)中造成磨輥肩部的磨損。

為了避免這種情況的出現(xiàn)，需要注意側(cè)擋板的位置調(diào)節(jié)。普通情況下側(cè)擋板的頂緊裝置不能將側(cè)擋板緊緊貼合輥壓機(jī)磨輥的側(cè)面。需要留有一定的間隙，防止進(jìn)料之后因間隙太小而產(chǎn)生較大的碾磨應(yīng)力。一般的設(shè)定是側(cè)擋板距離輥端面5mm 左右。

但這樣依靠人為調(diào)節(jié)的方式避免輥肩磨損可靠性不高，如果在側(cè)擋板頂緊時(shí)未注意到預(yù)留間隙或者邊緣漏料增加的情況下還是會(huì)發(fā)生輥肩磨損。如沒有及時(shí)發(fā)現(xiàn)，輥肩會(huì)嚴(yán)重磨損到使得磨輥的實(shí)際寬度變窄，磨輥兩端的漏料情況會(huì)加重，輥壓機(jī)的處理量及擠壓效果會(huì)受到嚴(yán)重影響。

3 修復(fù)方法

現(xiàn)場修復(fù)輥肩磨損的方法一般是堆焊。各個(gè)輥壓機(jī)廠家使用的耐磨堆焊焊材不同，但大體修復(fù)工藝如下：

1. 先清理打磨磨損處。須完全清理，并打磨現(xiàn)金屬光澤；

2. 對(duì)要進(jìn)行堆焊的工件要進(jìn)行預(yù)熱，大約150℃左右；

3. 用硬度低的材料作為輥套母材與堆焊層接頭材料堆焊一層到兩層打底，，一般是用奧氏體不銹鋼；

4. 在打底層的基礎(chǔ)上逐漸向上堆焊，恢復(fù)輥肩的外形。要注意堆焊材料的選擇應(yīng)該是有硬度的梯度，從里到外硬度逐漸增高。不推薦相鄰的兩種材料之間存在很大的硬度差，那樣會(huì)不利于材料互融，會(huì)有裂紋產(chǎn)生；

5.堆焊完成后注意緩慢冷卻，原則上冷卻溫度不超過每小時(shí)50℃。可以采用包裹保溫，避免通風(fēng)。

需要注意的是因?yàn)槟ポ伓嗣娑押笧榱⒑?，為了防止熔池淌下需要在外?cè)豎立擋板，而且如果是在線修復(fù)可操作性的位置狹窄，不容易施焊，可以利用復(fù)合堆焊耐磨板做成分段的側(cè)板，擋在磨輥側(cè)邊，再用焊材將磨輥與復(fù)合板中間的間隙填充。

4 多層側(cè)擋板

為從設(shè)備結(jié)構(gòu)上消除輥肩磨損的隱患，中建材（合肥）粉體科技裝備有限公司設(shè)計(jì)了一種新型多層防磨側(cè)擋板結(jié)構(gòu)。如圖3，新型的多層側(cè)擋板結(jié)構(gòu)由外側(cè)擋板，內(nèi)側(cè)擋板，可換式尖板組成。

外側(cè)擋板和原側(cè)擋板結(jié)構(gòu)相似，在磨輥斷面外側(cè)防止邊緣漏料。

內(nèi)側(cè)擋板騎跨在磨輥端面的邊部的，其耐磨面與磨輥端面之間不會(huì)因?yàn)槲锪系奶右荻l(fā)生碾磨，只有邊緣與磨輥表面會(huì)因?yàn)槲锪系奶右荻l(fā)生很小面積的摩擦，所以磨損量很少。

可換式尖板也騎跨在輥磨端面上，位于兩支磨輥的擠壓壓力區(qū)中，該處的物料應(yīng)力最大，磨損也最大，所以設(shè)計(jì)成高硬度的可更換尖板。目前應(yīng)用的尖板有兩種不同硬度，應(yīng)對(duì)不同磨蝕性的工況。

這種形式的側(cè)擋板利用了原本就因?yàn)檫吘壭?yīng)而在擠壓做工不起作用的輥邊位置，將物料向內(nèi)推的同時(shí)其實(shí)并不占用有效輥寬，反而由于減少了邊緣漏料是的整體擠壓做功效果有一定提升。

側(cè)擋板可以上下調(diào)節(jié)位置，這樣當(dāng)輥壓機(jī)的輥縫需要調(diào)整時(shí)內(nèi)側(cè)擋板和可換式尖板不會(huì)與輥面發(fā)生干涉；而且當(dāng)側(cè)擋板邊緣有磨損時(shí)，可以將側(cè)擋板往下調(diào)節(jié)到合適的位置，繼續(xù)保證防漏料效果。

圖3 多層側(cè)擋板結(jié)構(gòu)

5 結(jié)語

輥壓機(jī)的磨輥是重要的工作部件。使用者應(yīng)該在平時(shí)定期對(duì)磨輥的使用狀態(tài)進(jìn)行檢查。輥肩磨損的在線修復(fù)難度較大，需要盡早發(fā)現(xiàn)盡早處理，利用設(shè)備結(jié)構(gòu)的改進(jìn)消除輥肩磨損的隱患，這樣才能提高輥壓機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)率，發(fā)揮其高效擠壓粉碎的作用。