故障表現:
中小建材企業常用φ2.2×6.5m、φ2.4×8m以及φ2.6×l0m等球磨機。使用中會發現,中空軸與筒體的聯接螺栓在正常運轉中頻繁斷裂。有的是從螺栓頭的根部,有的是從螺母的附近,還有的是在光桿與螺紋的交接處折斷,斷口比較平整,每次螺栓斷裂后更換新螺栓時都會重新擰緊,但使用不久又會斷裂。
故障分析:
引起磨機螺栓斷裂原因很多,概括為:
1、螺栓材質達不到設計要求,螺栓結構設計不當
?、俾菟ú馁|問題是新投產磨機出現聯接螺栓斷裂故障的主要原因之一。選材不當;螺桿的熱處理工藝選擇不當;淬火操作馬虎;回火時間控制不當等都易造成螺桿頭根部微裂紋。在鍛制螺桿頭時終鍛溫度太低也易產生微裂紋。
②螺桿頭結構設計時,在螺桿頭根部有一加工圓角,該圓角在車削加工時往往被忽視,筒體法蘭與此圓角相配的螺孔相應部位沒有設計必需的倒角,致使裝配時螺桿頭平面很難與筒體平面貼緊,局部應力集中不易消除,導致螺栓斷裂。
2、裝配質量差
①法蘭平面垂直度嚴重超差,或筒體制造時末按正確的制作工藝進行,以致于裝配間隙較大,使螺栓聯接剛度不足,造成螺栓疲勞裂紋,最終導致斷裂。
②由于緊固螺栓時,一般是以工人的經驗緊固的,很難保證全部螺栓受力均勻,在磨機運轉中也會造成斷裂螺栓故障。
3、螺母壓緊力衰減,螺母自鎖性喪失
①螺紋配合間隙過大,或者螺距太大,導致自鎖性能差。
?、诼菁y粗糙度差,受力后牙扣之間擠壓使螺紋中徑配合間隙加大,螺母向后退移。
③磨機筒體端蓋內表面系不加工表面,在磨機運轉中,螺栓在載荷作用下,其螺栓頭與筒體端蓋接觸平面的較高點被壓平(或被壓低),因而個別已擰緊的螺母相對松動,造成全部螺栓受力不均勻,磨機每轉一圈,某個或某幾個螺栓就受到一次撞擊,壓在螺栓頭下面的端蓋鋼板被撞擊出凹坑,螺栓頭變形,而且越松撞擊力越大,凹坑和變形越大。
?、苤锌蛰S與筒體端蓋聯接螺栓是右旋螺紋,磨機轉動導致螺母松動。
?、菽C試運轉中產生的螺栓松動現象;一般既沒有檢查,也不可能采取緊固措施。投入正式生產后,松動日趨嚴重,法蘭間隙隨之漸大,在兩法蘭平面間就有了一層薄薄的物料夾層,降低了聯接副的剛度,增加了螺栓應力幅值,加上法蘭止口的阻擋作用,物料夾層很難消除,從而加速了螺栓的疲勞破壞。
⑥運轉中研磨及物料對筒體的沖擊,造成磨體回轉部分振動,螺母松動。螺母壓緊力衰減導致的螺母松動程度不完全一致,而沒有松動的螺栓相對就被加大了負荷,發現不及時,就會折斷。
4、鉸制孔用螺栓與鉸制孔配合過松
造成中空軸與筒體端蓋之間產生徑向相對滑移,這時的螺栓(如有個別螺母松動,情況更嚴重)不僅承受軸向撞擊拉力作用,而且受到徑向撞擊剪切力作用,螺栓受力條件惡劣,導致螺栓在螺栓頭與光桿交界處或在光桿處,也有在螺紋內徑處斷裂。
5、磨機筒體端蓋材料剛度差,或者筒體端蓋內表面與中空軸大法蘭外表面不平行會導致螺栓斷裂。
6、磨機工作溫度高
磨機工作溫度高,筒體法蘭聯接螺栓機械性能降低,有時甚至造成螺栓螺紋牙型變形,聯接強度降低而折斷。
7、維修方法不當
也會造成螺栓斷裂。如無定期檢查制度或有制度形同虛設,螺栓松動了,不能及早發現并緊固;再如,已斷螺栓沒有及時更換,在缺少螺栓的情況下啟動磨機,致使相鄰部位的螺栓也會折斷;還有,更換的螺栓與原設計螺栓材質不同,致使螺栓受力不一致,導致材質差的螺栓折斷。