橋式雙斗輪混勻取料機故障的控制防范

蘇元機

（中國鋁業廣西分公司氧化鋁廠，廣西百色 531400）

0 前言

在取礦和混勻礦石的生產過程，雙斗輪混勻取料機很多部件同時進行著水平、垂直方向的運動，磨損碰撞劇烈，工作負荷大，工作環境惡劣。而設備本身就是一種重型設備，在運行中各部件要承受自身和其他部件的重量，受力情況復雜，零部件極易發生磨損，從而導致各種故障頻繁發生。因此，取料機在礦冶企業中被稱“老大難”設備。

中國鋁業廣西分公司是一家年產250萬t氧化鋁的大型國有企業。橋式雙斗輪混勻取料機供礦是氧化鋁生產過程中的第一道工序，混勻取料機也是整個工藝中最重要的設備之一。公司2個均化庫礦的4臺取料機均已老舊，其中2臺使用時間已經超過20 a，再加上零部件設計理念相對落后，導致故障率高發。

近年來，公司氧化鋁產量逐年增加，現有4臺取料機需同時工作才能滿足生產需求。取料機三班24 h不斷運行，設備得不到良好的維護和保養，由設備磨損和疲勞導致的故障頻繁發生。

1 取料機故障部件原因分析

取料機主要是由機身大梁、大車系統、小車系統、受料皮帶系統、斗輪圈系統等組成（圖1）。其中，大車系統和小車系統是容易發生故障的部位。

1.1 大車系統

大車系統由大車驅動部分、行輪組、車身、大梁等組成，驅動部分的減速機較易出現故障。其實，減速機故障的發生率并不高，但是其影響很大且難以處理。較為典型的故障是高速軸斷裂，原因主要是其低速端受到了足以讓高速軸斷裂并導致減速機失效的巨大負荷。這種負荷的來源有2種可能。

（1）大車行進中遇到巨大阻力。例如：行走輪軌道上有鋼鐵件異物，卡在行走輪與其他部件之間，造成行走輪不轉動；行走軌道上積料中有大塊礦料，卡在傳動齒輪或行走輪與軌道和其他臨近部件之間，造成行走輪運動卡滯。因為高速軸已經承受著取料機近百噸的重量和取礦時的動負荷，遇到這些阻力時容易發生高速軸斷裂的情況。

圖1 橋式雙斗輪混勻取料機構成

（2）行輪組組件損壞。行輪組主要由水平擋輪和行走輪組成，水平擋輪主要是在大車運動的水平方向控制大車在軌道垂直方向的串動，如果水平擋輪發生故障（如輪體支承架脫焊、軸承損壞等），大車在水平方向運動中與軌道不平行，就會發生行走輪與軌道的卡滯或啃軌，從而給減速機帶來負荷。還有，如果行走輪軸承損壞，行走輪的行走阻力加大，還會發生偏歪啃軌現象，同樣會給減速機高速軸帶來很大負載。

高速軸損壞后，減速機必須停機、停產。再加上減速機的維修時間較長，會給公司的正常生產帶來很大影響。因此，及時發現并去除導致大車減速機負荷異常的異物，保證行輪組的良好狀態，是防止高速軸斷裂的有力措施。

1.2 小車系統

小車系統是取料機最重要的一部分，也是故障率較高的一部分。因為混勻取料過程是通過小車的來回往復直線運動和斗輪的圓周運動來實現的。小車系統主要分為斗輪機構和小車機構兩部分，其中斗輪機構由斗圈、斗圈滾道、上托輪組、側擋輪、下托輪組以及弧形耐磨板及其支架構成。小車系統的典型故障及其維修措施有5種。

（1）斗圈滾道的故障主要是上橡膠托輪組和下托輪組相互磨擦導致的磨損，表現主要有2種。斗輪機機構是由斗輪驅動減速機來驅動的（它們之間是鏈條的柔性聯接），在運動過程中斗圈有一定的晃動空間，受此影響，固定在斗圈滾道上的沉頭螺絲也會發生斷裂乃至部分或整個滾道脫落。為避免這一故障發生，主要措施是及時發現并更換損壞的沉頭螺栓，并在滾道和斗圈之間的圓周上段焊一圈（起雙重加固的作用）。斗圈是由兩半部分連接而成，將它們合在一起的聯結螺栓經常會發生斷裂和松脫的現象，處理措施是重新更換連接面的高強螺栓加彈簧墊或背冒的防松措施，并在2個結合面連接處加焊聯接鋼板。

（2）側擋輪損壞。在取料機斗圈的兩側分別有6個側擋輪，用于制約斗圈的圓周運動，防止其在取料過程中左右晃動。如果側擋輪與斗圈的間隙＞（4～6 mm）的標準，斗圈左右晃動的幅度較大，造成斗圈鏈條、鏈輪之間加劇磨損，發生脫鏈、斷鏈、掉鏈等故障。由于工作中長時間受到斗圈晃動的撞擊以及磨損，加上所取礦料水分較大、含泥量較多，泥漿水進入軸承后加速軸承的損壞，進而引起后側擋輪轉動不良或不轉動與斗圈相互間直接劇烈摩察，更會導致掉鏈、鏈條斷、鏈輪加劇磨損等惡性循環現象發生。所以斗圈側擋輪是最容易損壞的部件之一。為防止這類故障的發生，主要有2種措施：①軸承可采用密封效果較好的迷宮式密封形式；②調整側擋輪與斗圈的間隙，力求做到均勻，使斗圈和側擋輪碰觸時與多個側擋輪的滾面同時接觸。因為只有兩側12個側擋輪均勻受力并同時控制斗圈轉動，這些部件才不易損壞。切忌只有一兩個側擋輪與斗圈面接觸情況發生。

（3）中下部側走輪損壞。每個斗圈的中下部有4個側走輪，2個斗圈共8個側走輪。側走輪主要作用是控制小車在大梁的側部軌道上作往復直線運動，避免小車偏離直線走歪。側走輪與大梁側面的軌道之間的間隙非常重要，如果間隙過大（＞5 mm）或者側走輪損壞，就會導致小車走偏。小車走偏時，側行走輪軸承就因為受力過大而損壞報廢。8個側走輪中只要有1個損壞，小車就不能行走，取料機就不能運行，因此側走輪與軌道的間隙過大是發生故障的主要原因。只要保證側走輪與軌道的間隙合適，就保證了小車直線行走、不走偏。

（4）上部側走輪損壞。斗圈中還各有4個上部行走輪，2斗圈共8個上部行走輪。它們承受了整個小車的重量，可以讓小車在大梁的上部軌道上作往復直線運動。這些輪子之間、輪子與軌道之間的平行度、直線度、水平度、輪子的受力均勻度等都相當重要，其中一個有問題或偏差都將導致輪子損壞。在檢修和安裝過程中，這8個行走輪的這些指標必須達標，單個行走輪的損壞檢修中一定要以8個輪子為參照，作平行度和受力均勻度的檢查和檢修。因此檢修時一定要先劃定正確的基準校對調整。

（5）減速機損壞。在取料過程過中，減速機為斗圈圓周運動提供大的扭矩和力量來完成取料工作，容易發生減速機崩壞問題。減速機崩壞的原因主要有2個：①取料時進給量過大，此時斗輪減速機已經承受了很大的負荷，如果料堆里有大塊礦石或垮料等會突然加大減速機負荷，當減速機扭矩小于取料阻力時減速機就會崩壞；②在取料過程中減速機地腳（聯接螺栓）突然松動時，減速機的機殼將直接受力，導致機殼崩壞。地腳松動也是減速機崩壞的主要原因之一。針對這些原因，可采取3個措施：①增加變頻調速保護裝置，當取料阻力增大時，變頻裝置做出響應使電機轉速減慢，取料動作變慢、平緩，使減速機扭矩與阻力的對抗平緩度過，一旦過載就會保護跳停；②現有減速機的扭矩已明顯不足，需要選擇功率和扭矩更大質量更穩定的減速機，可采用SEW減速機廠家的一體式減速機；③加固減速機底座，減少底座的振動從而改善減速機地腳松動的情況。

2 減少取料機故障的注意事項

2.1 正確選用和安裝取料機

設備本身的好與否，決定于生產廠家的制造水平和設計理念，以及使用方是否正確選擇了設備。選型時，一定要綜合使用方的實際，考慮取料機的產能等因素，適應企業中長期的發展要求。對于橋式雙斗輪混勻取料機這類工作環境惡劣、受力復雜而又不穩定的設備來說，一定要選擇品牌響、質量好、零部件耐用、有先進設計理念的生產廠家。

設備本身的電氣保護裝置及操作軟件也非常重要。設置得當的電氣保護可以大幅降低故障發生率，避免減速機崩壞、張緊臂折斷等突發性的情況發生，對于一些嚴重的故障，也能在故障發生初期通過電氣的跳停及軟件報警的方式來引起操作人員的重視并及時處理故障。

設備的初期安裝良好也是橋式雙斗輪混勻取料機的重要要求。取料機在投用前的安裝要合乎嚴格的標準，而且一定要在安裝完成試車運行達標后才能投入使用。

2.2 正確使用設備并作好維護工作

正確使用和維護是取料機正常運行和各部件延長使用壽命的保證。例如：5000 t礦料的取料最佳狀態是用時4 h，如果只用2 h完成同樣的取礦量，則進給量負荷要達到2倍多，無疑會損傷取料機，長期下去取料機將頻繁出現故障。但這種地使用情況卻經常發生，特別是在夜班操作時，操作人員為早點完成取礦任務而以最大的取礦量取料，給設備帶來危害。因此，生產過程中一定要做好生產組織工作，如交替使用設備、正確操作設備等，給取料機留出維護條件和保養時間。

3 結束語

作為一種生產設備，橋式雙斗輪混勻取料機必然會出發生故障，因此設備的運維管理關鍵是如何控制、預防故障的發生。而且，設備管理是生產管理人員、操作人員、設備管理人員齊抓共管的工作，取料機的管理工作也涉及到多個部門，發生故障后只要各部門人員本著各司其責、通力協作的精神去做工作、查原因，一定可以提高取料機的管理水平。

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