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Φ1.5m×5.7m球磨机中空轴与筒体端盖联接螺栓断裂解决方法

日期:2013-07-28  作者:网站管理员  浏览 QQ留言1151202703 联系电话:13849116116
导读:目前, 1.5m5.7m球磨机 在很多行业中都会应用到,这个型号的 球磨机 使用中经常会出现中空轴与筒体端盖联接螺栓松动或者断裂的问题。有的是螺母脱落螺栓松动,有的是螺栓根部或者螺纹与光杆交接处断裂,断口平整。换上新螺栓运行一段时间后,问题再次出现。我们河南吉宏球磨机厂家对此类问题进行了深入的观察与分析,并提出的解决方法。 一、球磨机中空轴与筒体端盖联接螺栓松动断裂的主要原因 螺栓预紧力衰减 1、螺纹配合间隙过大,导致自锁性差而松动; 2、螺纹精度差,受力后牙扣之间挤压导致螺纹配合间隙加大,螺

目前,Φ1.5m×5.7m球磨机在很多行业中都会应用到,这个型号的球磨机使用中经常会出现中空轴与筒体端盖联接螺栓松动或者断裂的问题。有的是螺母脱落螺栓松动,有的是螺栓根部或者螺纹与光杆交接处断裂,断口平整。换上新螺栓运行一段时间后,问题再次出现。我们河南吉宏球磨机厂家对此类问题进行了深入的观察与分析,并提出的解决方法。

一、球磨机中空轴与筒体端盖联接螺栓松动断裂的主要原因

螺栓预紧力衰减
1、螺纹配合间隙过大,导致自锁性差而松动;
2、螺纹精度差,受力后牙扣之间挤压导致螺纹配合间隙加大,螺母后退松动;
3、球磨机运转中钢球对筒体的冲击产生的振动到中空轴使螺栓松动。

螺栓预紧力不均匀
安装过程中部分螺栓预紧力超过设计值,而另一部分螺栓预紧力则未达到设计要求。球磨机运转中,预紧力不足的螺栓会松动脱落,预紧力过大的螺栓因承受的拉伸应力超过允许值而断裂。

中空轴与球磨机筒体端盖之间的止口配合过松
中空轴与球磨机筒体端盖之间有一个深40mm的止口,如下图1所显示:

Φ1.5m×5.7m球磨机中空轴与筒体端盖联接螺栓断裂解决方法

该止口除起到中空轴与球磨机筒体端盖之间相互定位的作用外,还在很大程度上起支撑作用,可以限制除了绕中空轴轴线旋转的自由度之外的其他5个自由度。其中关键的是可以限制中空轴与筒体端盖之间沿径向的相对移动以及中空轴以止口为支点的摆动。中空轴与筒体的径向相对移动会导致联接螺栓承受的剪切应力增加,中空轴相对于球磨机筒体端盖的摆动会导致联接螺栓拉伸应力的增加,两者都会导致螺栓断裂。在联接螺栓预紧力衰减的情况下这种危害更大。

中空轴的螺栓孔与联接螺栓的配合间隙过大
联接螺栓的作用,除了是要在中空轴与磨机筒体端盖的结合面上产生一定的压紧力外,还要为球磨机提供径向和切向的支撑。如果螺栓孔与爆栓的配合间隙过大,在球磨机自重作用以及开停机产生的巨大冲击力作用下,中空轴与磨机筒体端的结合平面以及止口处都会因为受力过大而产生微量滑移,随着球磨机的运转,这两个配合面就会产生磨损。

在分析联接螺栓松动或者断裂问题时,中空轴与磨机筒体之间止口配合过松的原因常被人们忽视,而实际上这一点非常关键。在球磨机运转过程中,出现以上四种问题中的任何一种,都有可能导致其他几种问题的出现,进而造成恶性循环,联接螺栓会不断承受拉、弯、剪等综合交变应力的作用,直至断裂。运转中的球磨机出现这种问题,如果发现不及时的话便会造成重大设备事故甚至人身伤害事故。

二、球磨机中空轴与筒体端盖联接螺栓断裂的解决方法

1、改善螺栓与螺母螺纹的配合间隙
螺纹中径和顶径公差带均应选用4H(4h),并且应该在装配时进行选配,力求做到螺纹中径和顶径间隙最小乃至为零。螺纹表面精度要求应该达到1.6或者更高。这样可以提高螺纹自锁性。

2、装配过程中要做到各联接螺栓预紧力均匀
在紧固联接螺栓的时候应应分次对称进行,对于有12颗联接螺栓的球磨机,在装配时第一遍用扭力扳手以300N•m的扭矩按照1-7、4-10、2-8、5-11、3-9、6-12的顺序依次将各螺母紧一遍,然后每次将扭矩增加500N•m,按同样的顺序进行紧固,直至所有螺母拧紧扭矩达到500N•m,然后按照从1到12的顺序再检査一遍,确保所有螺母拧紧力矩均达到要求。

3、确保中空轴与磨机筒体之间的止口过盈配合
首先要精确测量球磨机筒体上与中空轴配合的止口的内径,再依此确定中空轴止口的外径,使止口配合处径向过盈量达到0.05~0.10mm。如果磨机中空轴止口的外径太小,要通过补焊后再车削的方法来满足过盈量的要求。我们吉宏球磨机厂家技术工程师认为这一点非常重要,也是解决断螺栓问题的关键。

4、中空轴螺栓孔与螺栓光杆处应为过盈配合
螺栓孔选H7,螺栓光杆处选r6。在装配过程中要根据孔的实际尺寸选配合的螺栓,保证其配合过盈量在0.02~0.04mm之间。

三、定期检查工作

我们在使用过程中,需要定期检查球磨机中空轴与筒体端盖联接螺栓螺母是否有无松动,这一点也很重要。在球磨机试运转初期,要每隔1~2小时检查一次。如果发现螺母没有松动,可继续运行,如果发现螺母有松动的话需要我们立即紧固螺母。

检查的周期根据每次检查结果确定,其标准是:检查的时候绝大多数螺栓螺母都应紧固如初,即使有个别螺母松动,其拧紧角度也不应该超过1/12圈(即30度),而且松动螺母不应该超过3个。是否应该缩短检查周期,直至运转正常。
注:

目前Φ1.5m×5.7m球磨机中空轴与筒体端盖联接螺栓分布圆的直径问Φ466。端盖与筒体采用焊接,如上图1中所显示。这种结构的缺点:中空轴与端盖联接螺栓分布圆的直径小,联接螺栓数量少,承载荷大。运转过程中,如果操作人员对螺栓螺母松动情况检查不及时,就会造成螺母松动脱落,螺栓断裂,甚至中空轴与筒体端盖配合平面和止口严重磨损等事故,严重者还有可能造成人身伤害事故。所以在使用中务必做到定期检查和维护,如果发生联接螺栓断裂的问题,可从上述几个方面做全面分析,并可以按照本篇资料提到的方法来进行解决。

同时,本篇资料提出如下改进结构的建议如下:
将球磨机原来的端盖去掉,并且在球磨机筒体端头制作外法兰,同时将中空轴法兰加大,使其与筒体外法兰相配,配合面用止口定位,并用螺栓联接,如下图2所显示:

Φ1.5m×5.7m球磨机中空轴与筒体端盖联接螺栓断裂解决方法
这种结构相对比较简单,容易维修,同时由于联接螺栓分布圆直径增大,联接螺栓数量增多,承载能力将明显加强。

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