陳愛(ài)平

（中金嶺南韶關(guān)冶煉廠，廣東 韶關(guān) 512024）

1 概述

振動(dòng)給料機(jī)是利用振動(dòng)技術(shù)使承載構(gòu)件產(chǎn)生定向振動(dòng)，推動(dòng)物料前進(jìn)，實(shí)現(xiàn)均勻給料的機(jī)器。它主要由激振器、承載槽體和彈性系統(tǒng)三部分組成，其工作原理是：激振器產(chǎn)生周期性變化的激振力，使支撐在彈性系統(tǒng)上的承載槽體產(chǎn)生持續(xù)穩(wěn)定的定向轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)物料均勻向前輸送，激振器由帶一副齒數(shù)相同的人字齒輪的兩根軸和裝在軸端的四個(gè)偏心塊組成，兩根軸作等速反向旋轉(zhuǎn)，兩根軸上偏心塊質(zhì)量及偏心矩相等，偏心塊所產(chǎn)生的激振力在Y方向上的合力互相疊加，而在X方向上的合力則互相抵消。因此該激振器將產(chǎn)生一個(gè)沿Y直線方向周期性變化的激振力，使得承栽體上的物料在激振力的作用下均勻向前輸送。

1500×4500振動(dòng)給料機(jī)是韶冶二系統(tǒng)燒結(jié)工藝流程中的重要設(shè)備，其結(jié)構(gòu)如圖1所示：

圖1 1500×4500振動(dòng)給料機(jī)結(jié)構(gòu)圖

安裝在單軸破碎機(jī)與齒輥破碎機(jī)之間，取代一系統(tǒng)燒結(jié)工藝流程中的1#鏈板輸送機(jī)，它相對(duì)于鏈板輸送機(jī)具有如下優(yōu)點(diǎn)：(1)振動(dòng)給料輸送燒結(jié)塊均勻穩(wěn)定，減少了對(duì)齒輪破碎機(jī)的沖擊和有利于燒結(jié)塊的破碎；(2)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，沒(méi)有鏈板運(yùn)輸機(jī)那樣多的牽引件和潤(rùn)滑點(diǎn)，維護(hù)保養(yǎng)工作量少而簡(jiǎn)單；(3)實(shí)現(xiàn)了密閉輸送，改善操作環(huán)境和有利于粉塵回收。

在試產(chǎn)期間，該設(shè)備經(jīng)常出現(xiàn)故障，對(duì)設(shè)備作業(yè)率和生產(chǎn)影響較大，針對(duì)這些問(wèn)題，廠部專(zhuān)門(mén)組織有關(guān)人員進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)，認(rèn)真分析事故原因，采取有效的措施不斷改進(jìn)，取得了明顯的效果。在完成改造以后，基本消除了因該設(shè)備事故而造成停機(jī)停產(chǎn)的隱患。

2 事故分析和改進(jìn)措施

二系統(tǒng)試產(chǎn)以來(lái)，該臺(tái)設(shè)備頻繁發(fā)生激振器底板地腳螺栓松動(dòng)、剪斷；軸承透蓋緊固螺栓松動(dòng)、斷裂；軸承燒壞、爆裂和槽體底板松動(dòng)、變形等事故，被迫臨時(shí)停機(jī)檢修處理，嚴(yán)重影響正常生產(chǎn)，主要在如下幾個(gè)方面進(jìn)行改進(jìn)。

（1）激振器底板地腳螺栓松動(dòng)、剪斷，主要是因?yàn)榻o料框上安裝激振器的底板是先刨削加工表面然后再焊接在給料框上，產(chǎn)生的變形和平面度偏差未能消除，安裝激振器時(shí)，不能完全緊貼，在使用過(guò)程中造成12個(gè)地腳螺栓受力不均勻，先把最受力的螺栓剪斷后，一個(gè)接一個(gè)地剪地腳螺栓，改進(jìn)后采用機(jī)械的性能較佳的35CrMo材料制作地腳螺栓，并在底板和激振器底座地腳螺栓孔上設(shè)計(jì)一個(gè)襯套，使螺栓所受剪切力由線接觸變成面接觸，增強(qiáng)抗剪切的能力，如圖2所示：

圖2

安裝時(shí)應(yīng)盡量將12個(gè)地腳螺栓均勻鎖緊，使激振器與底板貼緊，先運(yùn)轉(zhuǎn)4小時(shí)，停機(jī)緊固螺栓一遍，再運(yùn)轉(zhuǎn)8小時(shí)后，再停機(jī)緊固一遍螺栓，最后用電焊把螺母點(diǎn)焊。

（2）軸承透蓋螺栓松動(dòng)、斷裂，先后采用加彈簧墊圈和串聯(lián)金屬絲直接鎖住等防松措施，但均未取得預(yù)期效果，經(jīng)分析確定是由于人字齒輪（由兩斜齒拼裝而成）在加工和裝配過(guò)程中，左右兩側(cè)對(duì)稱齒并不完全對(duì)稱，齒輪在嚙合傳動(dòng)時(shí)，左右兩側(cè)產(chǎn)生的軸向力不能完全抵消。

由于Fx左、Fx右不能抵消，在軸向存在合力，軸承透蓋螺栓在此合力作用下發(fā)生松動(dòng)和斷裂。通過(guò)改進(jìn)加工制造和裝配精度，要求嚙合的兩個(gè)人字齒輪的四個(gè)斜齒輪用同一把銑刀銑齒，拼裝人字齒的連接螺栓孔配鉆，螺栓采用稍過(guò)盈的緊定螺栓，保證斜齒的對(duì)稱度，這樣可以抵消軸向力，達(dá)到避免軸承透蓋螺栓因受力而松動(dòng)、剪斷的目的。

(3)軸承燒壞、爆裂。原設(shè)計(jì)激振器人字齒輪采用HL-30齒輪油潤(rùn)滑，四個(gè)軸承則采用二硫化鉬潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑，且軸承內(nèi)側(cè)與箱體間有擋油環(huán)隔開(kāi)。

由于激振器所處的工作環(huán)境溫度較高，將軸承內(nèi)的潤(rùn)滑脂熔化，并流入箱體內(nèi)，箱體內(nèi)的齒輪油又因有擋油環(huán)而無(wú)法甩到軸承中去，這樣被動(dòng)軸上的兩軸承得不到足夠潤(rùn)滑而燒壞（主動(dòng)軸承因有箱體內(nèi)齒輪油浸住而保持潤(rùn)滑）。因此，取消被動(dòng)軸上的兩個(gè)擋油環(huán)，箱體內(nèi)人字齒和軸承都改用3#鋰基脂潤(rùn)滑，并在外部增設(shè)一臺(tái)電動(dòng)油泵（型號(hào)U=4AE，Q=195ml/ in），每班開(kāi)5～10分鐘，給箱體內(nèi)供油，在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，將3#鋰基脂甩入被動(dòng)軸的軸承中，從而保證軸承和齒輪能長(zhǎng)期處于良好的潤(rùn)滑狀。也避免特意停機(jī)給激振器加油，減少了停機(jī)時(shí)間。

(4)槽體給料板變形，壓緊螺栓松動(dòng)，原設(shè)計(jì)為8塊鑄鋼（材質(zhì)為ZGCr22Ni4Ti）組成的給料板兩邊用螺栓壓緊，中間用楔桿拉緊。

（5）由于它直接與燒結(jié)塊接觸，工作溫度高達(dá)600～700℃，在高溫和高頻振動(dòng)力的作用下，槽體下可避免地產(chǎn)生了變形，使得壓緊螺栓松動(dòng)，8塊給料板松開(kāi)，粉塵和燥音都很大。雖然全部螺栓都采取了熱伸長(zhǎng)補(bǔ)償措施（設(shè)置碟形彈簧），由于螺母在小方梁內(nèi)安裝，扳手空間過(guò)小，安裝時(shí)難以保證螺栓完全擰緊，無(wú)法防止螺栓松動(dòng)。

先用焊接筋板的方法，把給料板與橫梁連接固定起來(lái)，但由于該材料焊接性能差，又在使用過(guò)程中施工，無(wú)法進(jìn)行退火熱處理，消除焊接壓力，使用1-2天后又脫焊，后來(lái)制作了一塊整體的給料板（材質(zhì)為A3鋼），這樣雖可以焊牢，使用2個(gè)月后，磨損較大和嚴(yán)重變形，又把焊縫拉裂。最后選取ZG35Cr24Ni7Sin為材料鑄成三塊，用E1-19-9MOW2-18焊條焊接后，進(jìn)行退火熱處理，徹底消除焊接應(yīng)力后，制作成一塊整體的給料板，用28個(gè)螺栓穿過(guò)橫梁帶蝶形彈簧緊固，這樣可保證有足夠的扳手空間，在試運(yùn)轉(zhuǎn)4小時(shí)、8小時(shí)后分三次緊固螺栓，最后用雙螺母鎖死，取得了滿意的效果，使用時(shí)間長(zhǎng)達(dá)一年之久，基本保持完好。

3 改造后效果

經(jīng)過(guò)二年時(shí)間的試機(jī)和試產(chǎn)，邊生產(chǎn)、邊探索改進(jìn)，不斷完善，取得了較好的效果，在加裝電動(dòng)油泵后，幾乎再?zèng)]有因?yàn)樵撆_(tái)設(shè)備故障影響設(shè)備作業(yè)率的情況發(fā)生。基本解決了二燒結(jié)試機(jī)試產(chǎn)以來(lái)的老大難問(wèn)題，大大提高了設(shè)備作業(yè)率，既保證了生產(chǎn)，又減少了維修工作量和節(jié)約了成本開(kāi)支，為二系統(tǒng)達(dá)產(chǎn)、超產(chǎn)提供了設(shè)備保證，改造前事故和停機(jī)時(shí)間見(jiàn)表1，改造前主要事故見(jiàn)表2。

表1 改造前事故次數(shù)和停機(jī)時(shí)間

表2 改造前主要事故狀況

4 結(jié)論

經(jīng)過(guò)兩年的運(yùn)轉(zhuǎn)實(shí)踐，二燒結(jié)的振動(dòng)給料機(jī)取代了一燒結(jié)的1#鏈板運(yùn)輸機(jī)，既能滿足生產(chǎn)的要求，又改善了周?chē)沫h(huán)境和減少了維護(hù)保養(yǎng)工作量。雖然原設(shè)計(jì)存在一些結(jié)構(gòu)上的問(wèn)題，但經(jīng)過(guò)多次改進(jìn)后，取得了較為滿意的效果，這種設(shè)計(jì)和改進(jìn)是很可取的。最后有兩個(gè)問(wèn)題與各位有識(shí)之士共同探討。

4.1 由于激振器的制造、安裝精度要求較高，能否考慮取消齒輪副，兩組偏心塊由各自電機(jī)直接傳動(dòng)并通過(guò)電氣設(shè)備來(lái)保證同步。

4.2 正常使用時(shí)，激振器振動(dòng)頻率與給料機(jī)系統(tǒng)固有頻率之比為3-4倍，在開(kāi)、停機(jī)時(shí)，如何避免共振所造成與收塵罩相碰而大量揚(yáng)灰的情形。

4.3 激振器大梁在使用6個(gè)月左右容易產(chǎn)生裂紋而斷裂。大梁材料如何選用，從而延長(zhǎng)大梁使用壽命。

[1]陳貽伍主編.有色金屬冶煉設(shè)備[M].冶金工業(yè)出版社.1994.

[2]史美堂主編.金屬材料熱處理[M].上?？茖W(xué)技術(shù)出版社.1988.

[3]徐灝主編.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].機(jī)械工業(yè)出版社.1991.

[4]許鎮(zhèn)宇主編.機(jī)械設(shè)計(jì)[M].高等教育出版社.1981.