選礦設備的振蕩、磨損與維護

季景強

（浙江巨化化工礦業有限公司，浙江 衢州 324403）

選礦設備產生問題的原因是多方面的，既有設計不合理的因素，也有在實際應用中管理不當，不科學維護所帶來的影響。論文主要介紹選礦設備振蕩與磨損問題產生的原因，并且提出相應的維護建議。

1 選礦設備振蕩因素分析及應對措施

選礦設備（機械）本身易產生共振的原因，有以下幾點：旋轉體轉子產生殘余不平衡量，軸系零件材料組織不均勻，制造上存在誤差，對中不良，基礎的剛性差等。

1.1 設備的共振可引起劇烈振動

由于運轉的軸是一個彈性體，其旋轉時產生以離心力為表征的干擾力，從而引起軸的彎曲振動，當這種強迫振動的頻率與軸彎曲自振頻率相重合時，就出現彎曲共振現象，并引起整體上的振蕩。從理論上說，此時軸的彎曲變形將無限制地增加，以致造成旋轉軸的破壞。對于高速旋轉的機械，設計時，一定要避開臨界轉速，以免發生共振。

1.2 渦動和油膜振蕩，從而產生劇烈振動

滑動軸承中發生的半速渦動和油膜振蕩，也是高速旋轉機械產生劇烈振動的重要原因。因此要注意防止和消除高速旋轉機械中滑動軸承的半速渦動和油膜振蕩。下面就這個問題做一些探析。

由于載荷，以及軸頸轉速的不同，軸頸在穩定運轉時，其中心的位置也不同，其變動的軌跡近似于一個半園。當載荷很小，軸頸轉速很高時，此時軸頤中心與軸承中心接近重合。油楔消失，油壓聚然降低，軸的運轉很不平穩，軸心劇烈振蕩。當載荷很大或軸頸轉速很小時，軸頸與軸瓦接觸，油膜被破壞，處于干磨狀態，極易造成拉絲、燒瓦等破壞。

軸頸渦動是軸頸運轉常出現的情況。軸頸渦動時的頻率約等于軸頸的轉速的一半，故稱為半速渦動。半速渦動一旦出現，就不再消失，隨著軸頸轉速的升高，半速渦動的速度也就升高，當軸頸轉速升高到一定高度時，半速渦動的速度正好達到臨界轉速。半速渦動的頻率正好與軸的固有頻率相重合，則系統產生激烈的振動形成油膜振蕩。

若軸承發生油膜振蕩，則軸心渦動的振幅猛增，使油膜破裂，引起軸承及其軸系零件、機組的破壞。

防止油膜振蕩的辦法有以下幾點：

（1）增大相對偏心距；（2）改變潤滑油粘度或供油溫度；(3)提高供油壓力；(4)采用制振性好的軸承結構。

2 選礦設備磨損因素分析及應對措施

選礦設備中許多金屬機件直接加工處理高硬度的礦料，而且是連續不斷地作，處理量又大，所以受到強烈的磨料磨損。這類易磨件使用壽命短，需要經常更換對于連續生產十分不利，而且造成大量的人力及材料的消耗。機件不抗磨時常成為各個礦山的老大難問題。機件失效與設計、操作及材料都有關系，而材料的冶金質量差或選材不當時常是個十分重要的原因。

2.1 破碎機的磨損

粗碎破碎機是工作最繁重的機器，用于將開采的原礦破碎成適于運輸及供給中、細破碎機的大小。在金屬礦山主要使用鄂式破碎機及旋回破碎機。

（1）.鄂式破碎機齒板

在鄂式破碎機周期性的工作中，齒板受到周期性的加載及卸載，必須具有充分的強度，同時齒板受到高硬度礦石的浸入形變磨損產生斷裂及滑動搓磨，產生犁削溝痕，甚至掉塊。通常，齒板是由高錳鋼襯板用螺栓固定在鑄鋼板上。使用一段時間后，高錳鋼襯板可以調頭使用或更換。近年來國外推廣使用加筋強化的Ni一or及高Or鑄鐵齒板，抗磨性是高錳鋼的數倍，在使用中即使出現開裂，也不碎斷，值得推廣。

（2）旋回破碎機襯板

在破碎機工作中，襯板受到大沖擊能量的鑿削磨損。同樣要求旋回破碎機襯板材料具有高強度及抗磨性。軋臼壁襯板用高錳鋼或加筋強化鎳鉻白口鑄鐵制做，破碎壁襯板則用高錳鋼制做。

2.2 球磨機的磨損

研磨是選礦生產中主要工序，襯板、研磨介質及電子消耗構成很大的費用。

造成球磨機襯板磨損失效的原因:（1）宏觀沖擊形變磨損失效。（2）微觀沖擊疲勞磨損失效。（3）犁削磨損失效。（4）宏觀表面疲勞磨損失效。（5）腐蝕磨損失效。

襯板磨損失效的主要機理不僅與磨機的大小、干式或濕式有關，而且與磨機中襯板的位置有關。一般給料端襯板的磨損就比筒體襯板的磨損更大，靠近給料端的第一圈筒體襯板的磨損又更快。對于襯板要求具有高硬度，以抵抗礦石的犁削磨損及表面疲勞磨損，而對韌性及強度要求不高。

2.3 分級機的磨損

螺旋分級機的葉片上襯鐵，隨著螺旋的運轉，帶動分級槽內沉積的礦料，因此時時受到低應力沖蝕磨損。抵抗這類磨損對材料主要要求高硬度的馬氏體+碳化物的組織，而殘留奧氏體量要求要盡可能少。制做這類葉片采用新型的稀土中錳白口鑄鐵，使用壽命可以比原用中錳球鐵提高6倍以上，效果顯著。改良新型抗磨鑄鋼的韌性及抗腐性，則使用壽命還可以進一步提高。

2.4 砂漿泵的磨損

在金屬礦山，砂漿泵用于將礦石排送到加工廠及將尾礦砂排送到尾礦壩，因為水力輸送在長途運送固體物料時最經濟。泵殼、葉輪及側部護板受到高壓及高速的砂漿的沖刷磨損。沖刷磨損率與砂漿濃度、砂粒的大小及硬度、泵的轉速及揚程等都有關系。在泵腳，因為砂漿沖向出水口，則對泵殼內壁的沖刷磨損更為嚴重，易被磨穿。對于砂漿泵過流件用材的韌性要求不高，而對硬度要求高。最抗磨的是既有高硬度又能抗腐的高Or白口鑄鐵及Ni一Or白口鑄鐵，組織最好是90～98外馬氏體的基底上分布不連續分布的碳化物。

3 振蕩與磨損相互作用，使設備性能惡化

選礦設備易出現的各種問題彼此之間都是有關聯的。振蕩會使設備某些固件錯位，松動，造成相應部件不能正常關聯，如果發生在高速運動的部件內部，則會造成部件之間的磨損。磨損不僅會進一步降低設備的穩定性，而且直接影響到設備的安全，又會造成更大范圍的松動。振蕩與磨損的惡性效果疊加，在無法得到有效維護的情況下，使得設備進入惡性循環，從而加速了設備的損害。

4 選礦設備選購日常維護建議

選礦設備的正確選購和維護都是以生產的高效長遠運行為出發點。優秀的設備是生產高效運行的前提，科學的維護是生產長遠運行的保障。具體有以下幾點建議：

4.1.設備的選購要因地制宜，因礦而異。市場上有不同的設備，都能完成同樣的工作。選購時要加以區分。設備的使用一定要最大限度的符合礦物的特性。即使同一種礦物也要進行特異性檢測，以確定最佳應用設備。

4.2.盡量使用自動化程度高，新材料新技術應用較多的設備。例如，面對選礦設備易磨損的問題，相關部位應盡量使用低合金鋼及白口鑄鐵，而不能僅僅根據舊的傳統，沿用高錳鋼。當然，也要考慮經濟成本問題。

4.3.經常性對設備進行檢測，重點設備和重要部位要多關注。對于發現的小問題，應經相關技術人員進行不良程度的判斷和損壞后果的評估。必要時應果斷停止工作而進行檢修，以最大限度的避免設備的不可修復損壞和生產事故。

4.4.盡量選用高質量的耗損件，對于經常性的故障和超出正常范圍的耗損要注意發掘深層次的原因。

總結：文章介紹了選礦設備易磨損和產生振蕩的主要原因，并對每種設備的不同情況進行分析。文章指出，振蕩與磨損是互相影響的，采用一定的措施可以降低振蕩與磨損對設備正常運行的影響。同時，文章對選礦設備的選購與維護提出了簡單的建議。

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