赤泥卸料螺旋軸承損壞原因分析及整改方案的探討

摘 要：通過對赤泥卸料螺旋軸承損壞的原因分析后，得出其軸承損壞的原因是進泥水造成的，在考慮螺旋結構、輸送介質性質后，提出對赤泥卸料螺旋首尾變位安裝、以及尾部軸承改造成吊軸承形式，可以較大的減少軸承的損壞率，從而提高設備的使用率、完好率。

關鍵詞：頭尾換位；軸承；進泥；改造

1 概述

赤泥卸料螺旋是氧化鋁生產赤泥輸送的設備，該設備采用的是貴州航天烏江機電設備有限責任公司生產的φ670*16970型螺旋，該螺旋自投料生產以來，赤泥卸料螺旋頻繁出現連接軸斷裂、連接軸螺栓斷裂、軸承損壞事件，每次事件的發生都會進行停機檢修，而且檢修用時長達12-40小時，很大的降低設備完好率及運行率，嚴重制約赤泥輸送系統生產的順利運行，已經成為制約沉降車間生產的最大瓶頸之一，因此，保證螺旋的正常運轉，成為亟待解決的重要話題。以下主要是針對赤泥卸料螺旋滾動軸承進泥水導致損壞解決方案的探討。

2 卸料螺旋構造及滾動軸承損壞的表現形式

2.1 卸料螺旋的結構及工作原理

卸料螺旋主要用電機、減速機、螺旋軸、吊軸承、U型槽等組成，其工作原理：赤泥經卸料梳刮卸后落入U型槽內，驅動端驅動螺旋軸旋轉運動使物料向前推進，最終物料從下料口進入其他相關設備，從而達到運送的效果。

2.2 滾動軸承進泥的表現形式

（1）滾動軸承損壞。拆開檢查后發現：電機端軸承座內有大量泥水，滾道、滾動體生銹，其表面出現點蝕及疲勞剝片，保持架磨損嚴重；尾部軸承油脂乳化發白，軸承內有少量泥水，軸承生銹，保持架磨損。（2）油封損壞。

3 滾動軸承原因分析及整改措施

3.1 滾動軸承損壞原因分析

赤泥是一種平均溫度有85°C的漿狀尾礦，其含水量在40%左右，并含有少量的鈉堿等物質，在輸送其過程中伴隨大量的蒸汽。而在對卸料螺旋結構分析發現：軸承密封只有一個骨架油封，其密封方向只是封油。當吊軸承發生損壞時，由于尾部螺旋軸停止運轉，導致泥量迅速堆積造成軸承進泥。因此，卸料螺旋的滾動軸承損壞原因主要有：（1）惡劣的工況導致密封件急速老化損壞、鐵制品急劇銹蝕。水、汽、空氣混合體的情況下容易使物體發生氧化，是造成老化、銹蝕的最大因素。（2）螺旋結構不合理。軸承座直接接到U型槽上，一旦密封件損壞，軸承就會進泥水、蒸汽。（3）密封件選型不合理。其軸承的密封選用的是骨架油封，是一種橡膠制品，而赤泥是一種顆粒狀礦漿物，一旦骨架油封粘上赤泥，容易發生磨粒磨損，最終造成軸承進泥水。（4）磨粒磨損。

3.2 整改措施

在對赤泥卸料螺旋改造方案設計前，要遵循幾條原則：結構工藝性原則、制造工藝性原則、安裝工藝性原則及經濟性原則等。也就是盡量保持原有設備的結構、采用便于安裝拆卸、便于制造的結構以及盡量采用現成材料以減少成本的原則完成方案的確定。

通過螺旋結構及其工作原理、現場條件、現有材料等分析后，得出以下兩點整改措施：（1）螺旋軸組件受力分析。卸料螺旋尾部軸承是一盤22220CA/W33調心滾子軸承，電機端軸承由一盤22220CA/W33調心滾子軸承及一盤29420圓錐滾子軸承構成，現將對軸承進行力學分析，見圖1。

其中：Fr1-尾部軸承所受的徑向力；Fr2-吊軸承所受的徑向力；Fr3-電機端調心軸承所受的徑向力；F'r3-電機端推力調心滾子軸承所受的徑向力；F'd3-電機端推力調心滾子軸承所受的徑向力。

從圖1可以得出，卸料螺旋的軸向力是由推力調心滾子軸承承受的，尾部軸承只受到徑向力的作用，而吊軸承由軸瓦及連接軸構成，能承受較大的徑向力。

（2）整改方案。方案是將驅動端移到下料口處安裝，并將軸承箱與U型槽隔離處理，將螺旋尾部沿180°甩向原螺旋頭部，新的尾部采用吊軸承裝置，如圖2所示。

卸料螺旋是單向轉動輸送介質，經過改動后，輸送方式由原來的推動變成了拉動，與總輸送螺旋輸送方式完全一樣，因此，此方案是可行的。

（3）改造后優點評估。經過以上兩步改造后，卸料螺旋主要有以下幾點優點：a、滾動軸承使用壽命大大的提高。由于軸承安裝在下料口處，并與U型槽隔開，從而不會因積泥或沖洗螺旋造成軸承進泥，大大減少損壞幾率。b、大大縮短吊軸承檢修用時。尾部軸承改吊軸承后，在更換檢修中間吊軸承時，只需要松開尾部吊軸承兩顆固定螺栓，而原先是要拆出比較難以拆卸的末端軸承。c、減少沖洗時間，縮短檢修準備用時。一旦中間吊軸承發生連接螺栓斷裂，電機照樣可以驅動前半段螺旋軸輸送赤泥，減少需要沖洗的泥量，從減少為檢修準備的時間。d、減少螺旋的泄漏點，保持現場環境衛生。

3.3 經濟指標評估

沉降車間共有赤泥卸料螺旋12臺，滾動軸承由于經常進泥損壞，其使用壽命平均約為90天/盤，改造后，預計使用壽命提高為軸承-1100天/盤，吊軸承-240天/套，改造后年可節約備件費用約202000元，減少檢修次數36次/年。

4 結束語

赤泥卸料螺旋在沉降使用較多，在赤泥過濾系統一直扮演著重要的角色，然而其軸承經常進泥水，導致這個重要角色頻繁癱瘓、損壞，嚴重影響赤泥過濾生產系統的順利進行，這都由于卸料螺旋某些部件選型不當或結構難以適應現場生產環境的要求導致的。針對這些缺陷，我們擬出解決和改進的方案，希望能使赤泥卸料螺旋更加健康、穩定、高效的運行，更有利的服務于生產的需要。

參考文獻

[1]濮良貴，紀名剛.機械設計[M].北京：高等教育出版社，2001.

[2]唐增寶，等.機械設計課程設計[M].武漢：華中科技大學出版，1999.

作者簡介：陸賓洲（1983，10-），男，壯族，廣西南寧馬山縣，廣西華銀鋁業有限公司，研究方向：機電工程。