淺談濕式半自磨機與自磨機的區別與結構升級

摘 要：自磨機是傳統磨碎作業使用的重要設備，濕式半自磨機是近年由自磨機發展而來的大型磨礦設備，目前廣泛應用于新建的磨碎作業中。文章針對濕式半自磨機和自磨機的區別與升級在本體結構上進行了詳盡的分析。

關鍵詞：自磨機；濕式半自磨機；區別；結構升級

1 背景技術

自磨機也稱作無介質磨碎機。它不用鋼球或鋼棒作磨介，僅依靠物料本身之間的相互磨碎作用，即大塊物料對小塊物料進行沖擊與研磨，同時大塊物料本身也逐漸磨蝕或破碎。自磨機是傳統磨碎作業使用的常見設備。前世紀六七十年代，我公司利用引進的前蘇聯技術，生產了數量眾多的Φ5500×1800mm自磨機，占據了國內大部分礦山市場。

但是，由于自磨機內部存在部分“難磨顆粒”，其在特定尺寸區間內的礦粒磨碎能力差，本身也不易為大塊礦石磨碎；為了磨碎這部分物料有時向自磨機中加入小部分磨礦介質，這類設備就叫做半自磨機。半自磨機按照被磨物料輸送方式的不同而分為干式半自磨機和濕式半自磨機，分別用于開路或閉路磨礦流程中對物料進行干磨或濕磨。

近年來礦山冶金行業，工藝設備逐漸向大型化發展，年產百萬噸級以上和千萬噸級生產能力的大型礦山是我國和國際發達國家的發展趨勢。并且現代化選礦廠建設要求更加節能環保。正如目前我國經濟發展狀況，對鐵、銅、鎳等金屬需求量日益增加，而我國資源貧乏，預選礦石品位低，為了滿足經濟發展的需求，將開發、擴建一批大型礦產資源，采用高效節能、環保式工藝流程，建設現代化選礦廠，大型濕式半自磨機恰好迎合了這種市場的需求。開發濕式半自磨機必將引導選礦工藝流程向SABC流程轉變，以滿足大型礦山建設的需要，為大型礦山建設創造出巨大的經濟效益和社會經濟效益。另外，澳洲、非洲和北美地區儲藏有大量的的銅、鉛、鋅、金、鎳、鐵、鉬、鈾、鉑、釩、磷、鋁土礦等各種礦物資源，開發設計濕式半自磨機，有利于開發和占領國際市場。

盡管字面上濕式半自磨機與自磨機區別不大，只是相差磨礦介質。但事實上，這兩種設備從功率核算，到設備本體結構，再到外配套，都有了極大地不同和提升。

2 功率核算

自磨機的功率，一般先通過自磨試驗，根據物料的自磨試驗數據進行推算，確定自磨機的生產能力。然后利用比較法，在影響磨機功率消耗的條件相同情況下，設計的磨機功率與實際應用或試驗型磨機功率相比較，推算自磨機功率。這種方法在使用條件不同，則不能比較，或者按不同條件加以修正。

傳統計算濕式半自磨機功率也采用類比法，濕式半自磨機功率是在同種規格自磨機功率適當放大而來。這樣得到的濕式半自磨機功率往往與實際相差很大，且磨機規格越大，差異越大。

目前，我公司從澳大利亞昆士蘭大學引進了專業的磨機流程設計軟件，通過對引進資料及理論的研究，只需給定具體濕式半自磨機規格的設計參數，我公司即可計算出該磨機的功率；經大量資料比對證明，這種方法得出的功率值與實際功率值一致。

3 設備本體的差異與提升

3.1 給料部

自磨機和半自磨機給料部均采用小車式焊接溜槽結構，內嵌耐磨襯板。由于自磨機入料不含磨礦介質，對設備本體的磨損和沖擊都相對較小，自磨機給料部溜槽的進料點遠離磨機筒體一側；半自磨機入料含有磨礦介質，對設備本體的磨損和沖擊都相對較大，為了有效地減少物料對半自磨機進料襯套的直接沖擊，提高半自磨機進料襯套的使用壽命，半自磨機給料部溜槽的進料點必須盡量靠近磨機筒體一側。且由于半自磨機的入料粒度較大，半自磨機給料部溜槽須具有較大的斜度和高度，以便給料順暢。

3.2 軸承部

自磨機由于主機功率相對較小，宜選用動靜壓主軸承。軸承球面瓦襯采用鉛基軸承合金，軸承背面腰鼓形成接觸調心結構，動作靈活，調心好，可以補償兩端蓋及軸承蓋及軸承座的制造、安裝誤差。軸承座在啟動及停車時采用高壓潤滑，用靜壓形成油膜，將軸頸頂起，防止滑動面干磨擦，降低啟動力矩，正常運行時給入低壓油，靠軸頸的回轉運動形成動壓油膜。軸承襯內設有蛇形冷卻水管，必要時給入冷卻水，降低軸瓦溫度。冷卻水管的材質為紫銅管，具有一定的耐腐蝕性。

半自磨機功率相對較大，宜選用靜壓滑動軸承。主軸瓦內襯采用巴氏合金軸襯，每個軸瓦有2個高壓油腔，磨機啟動前和運轉中一直供高壓油，高壓油經分流馬達進入油腔，自動進行靜壓油膜補償，保證油膜厚度一致，為磨機運行提供不間斷的靜壓油膜，確保軸頸和軸瓦完全不接觸，從而大大降低磨機啟動負荷，并可減少對磨機傳動部的沖擊，也可避免擦傷軸瓦，延長了軸瓦的使用壽命。磨機運行中高壓油路的壓力指示可以用來間接反映磨機負載的情況，當磨機停止運轉時高壓油仍將軸頸浮起，軸頸在軸瓦中逐漸停止，使軸瓦不被擦傷。

每個主軸承上裝有兩個測溫探頭，對軸瓦溫度進行動態監控，當溫度大于規定的溫度值時，能自動報警和停磨。為了補償由于溫度影響而可能使磨機長度發生的變化，進料端中空軸頸與軸承軸瓦寬度方向配合尺寸共留有間隙，允許軸頸在軸瓦上軸向竄動。主軸承兩端采用環形密封，通過潤滑油管充填油脂，防止潤滑油外漏和灰塵進入。

3.3 回轉部

自磨機的端蓋采用鋼板材質和筒體焊接成一體；結構簡單，但剛性，強度都較低；自磨機襯板一般采用高錳鋼材質。

半自磨機回轉部由進料部、筒體部、出料部組成；端蓋和中空軸根據項目實際情況可做整體式或分體式，無論整體式或分體式結構，端蓋和中空軸均采用鑄件；關鍵部位粗加工后進行超聲波探傷，精加工后進行表面磁粉探傷。中空軸軸頸表面經機加工后拋光處理。端蓋、筒體之間全部采用高強度螺栓聯結。嚴格工藝措施，控制結合面止口的加工精度，確保連接可靠及總裝后兩端軸頸的同心度。筒體根據項目實際情況可做整體式或分體式，采用法蘭連接、止口定位；所有焊縫均為熔透焊縫，所有焊縫均采用超聲波無損探傷檢查，筒體焊接后整體回爐進行回火消除應力處理，熱處理后對筒體表面進行噴丸處理。半自磨機襯板一般采用合金材質。

3.4 傳動部

傳動部包括大小齒輪，齠輪裝置，齒輪護罩及其附件。自磨機傳動部大齒輪把合在出料中空軸上，尺寸較小，但齒輪護罩的密封不好，礦漿易進入出料中空軸，造成中空軸磨損。

半自磨機大齒輪把合在磨機筒體上，尺寸較大；大齒輪采用分為分半結構，大齒輪的徑向、軸向跳動控制在國標要求范圍內，時效處理達標準規定，防止加工后的應力變形。大齒輪密封采用徑向密封，加固的大齒輪防護罩，在制作廠內組對后焊接并精細加工制造，控制好幾何尺寸，防止變形，確保密封效果。小齒輪傳動裝置采用鑄鐵底座，軸承座與軸承蓋把合后同時加工，減少運行中的振動。大小齒輪潤滑：采用噴射潤滑裝置定時定量強制噴霧潤滑，自動控制，無需人工操作。齒輪罩采用型鋼與優質鋼板焊接而成。為增強齒輪罩剛度，對其進行了有限元分析；根據分析結果在其薄弱部位增加支撐結構。

3.5 出料篩

自磨機采用自返裝置，實現磨機排料。自返裝置位于磨機回轉部內，物料通過自返裝置在磨機回轉部內形成自循環，將合格物料排出磨機，將不合格物料重新導入回轉部參與磨碎作業。

球磨機采用與球磨機類似的出料篩，將阻擋溢流型球磨機內部介質的功能放在球磨機回轉部內部完成，出料篩只負責將少量溢到出料篩里的介質強制排出，出料篩通過內部焊接反向螺旋，實現磨機強制排料。

3.6 慢速傳動裝置

慢速傳動裝置由制動電機、聯軸器、行星減速器及爪型離合器組成，該裝置連接到小齒輪軸上，用于磨機檢修及更換襯板用。此外，磨機長時間停機后，起動主電機前用慢速傳動裝置，可以消除鋼球偏載，達到松動鋼球與物料的固結，保證安全啟動，避免空氣離合器過載，起到保護作用。慢速傳動裝置在電控設計中可實現點動反轉。在接入主電機驅動時，爪型離合器自動脫開，維修人員應注意安全。

自磨機慢速傳動裝置位于爪型離合器上方，搬動離合器時，勞動強度大，不符合安全操作流程；半自磨機慢速傳動裝置配有齒輪齒條結構，并將操作手柄移至遠離筒體一側，既降低了勞動強度，又保障了操作人員的安全。

4 結束語

濕式半自磨機和自磨機看似差異不大，實際上從原理到結構，都有很大差異，不能一概而論。