分級機上軸頭在柏泉鐵礦的應用

陳建方，李廣川，馬明楠

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分級機上軸頭在柏泉鐵礦的應用

陳建方，李廣川，馬明楠

（河北鋼鐵集團礦業有限公司礦山新事業分公司，河北 唐山 063700）

柏泉鐵礦生產的鐵精粉和磷精粉離不開選二作業區分級機的粒度分級，但是分級機左旋上軸頭頻繁發生故障，降低了設備作業率和兩種產品產量。通過對上軸頭結構進行改造，實現了左旋分級機連續運轉，提高了設備作業率，增加了兩種產品產量，降低了勞動強度，獲得了可觀的經濟效益。

柏泉鐵礦；分級機；上軸頭；經濟效益

1 引言

承德柏泉鐵礦位于承德市平泉市西5 km的平泉鎮二道河子村，是平泉市唯一一座國有礦山，2006-04建成投產，2013-04被確定為第三批國家級綠色礦山試點單位，生產鐵精粉和磷精粉。鐵精粉為煉鐵的主要原料；磷精粉有適量的稀土等適合農作物生長所必需的微量元素，是制作化肥磷酸一銨和磷酸二銨、飼料添加劑磷酸氫鈣的優質原料。

2 分級機改造之前的現狀

柏泉鐵礦選二作業區的分級機在選礦流程中對礦漿進行粒度分級，保證選鐵和選磷的工藝指標，然而在實際生產過程中，分級機2FG-30型為了控制分礦濃度，靠近入磨側的左旋分級機上軸頭在使用過程中經常性脫落。主要原因在于設計產能由160 t/h增加到目前的185 t/h，造成左旋返砂量加大，運轉過程中整體返砂量超過了大葉片，引起上軸頭負荷壓力加大，造成左旋脫落。為了保證產能提高后分級機的運轉穩定，我們在上軸頭部位做了相關的數據計算和實際試驗改造，最終成功應用在選二作業區三個系列的3臺套左旋分級機上，實現了分級機長周期運轉，設備作業率顯著提高，保證了鐵精粉和磷精粉兩種產品穩定生產，達到了雙贏的效果。左旋分級機上軸頭改造前的結構如圖1所示。

圖1 左旋分級機上軸頭改造前的結構圖

在分級機運轉過程中分級機上部軸頭在可拆卸對盤受到向左側的壓力，可拆卸對盤反作用于軸頭軸間向右的壓力，造成上部軸頭在軸間位置折斷，上部軸頭由于沒有了可拆卸對盤的限制，造成了脫落。現場補救措施：現場更換整套中空軸耽誤時間太長，影響設備作業率和鐵磷兩種產品的產量，因此現場在折斷軸頭位置焊接十字擋盤加強對可拆卸對盤的限制，但是十字擋盤的直徑大于軸承內徑，下次不能夠拆裝軸承，臨時補救的方法，只能一次使用，更換的時間為10 h。

3 分級機上軸頭改造后的情況

結合現場的實際情況，過負荷的運轉導致壓力軸承的使用壽命縮短為1個月，在現場補救措施情況下更換軸承時間變長，焊接的十字擋盤需要割斷，更換上軸承后再重新焊接；焊接存在焊接變形，壓力軸承受力不均勻，也是間接導致軸承使用壽命短的原因。綜合上述情況，改造其結構，如圖2所示。鎖母（內扣）無T型螺紋部分內徑尺寸要求加工到180～0.5 mm，軸承規格為51 236.上軸頭和鎖母（外扣）連接情況為焊接，焊條要求J506焊條，鎖母（外扣）內徑80 mm，里外全部焊接到折斷的軸頭上面。

鎖母（內扣）沒扣部分和上軸頭軸承位之間是小于0.5 mm的間隙配合，在徑向方向承受了部分載荷，為焊接鎖母（外扣）在徑向方向分擔了部分載荷，保證了焊接的強度；鎖母（外扣）和軸頭焊接部位在分級機運轉過程中承受了軸向載荷，保證軸向強度關鍵在于鎖母（外扣）和軸頭的焊接強度上，因此在焊接前、焊接中和焊接后都要做好處理，焊接前做好上軸頭的預熱和軸頭光面處理，中期做好焊條的預熱和保溫處理，焊接完成后做好上軸頭和鎖母（外扣）恒溫冷卻處理，讓焊肉均勻受力，防止鎖母（外扣）的焊接變形，防止內部焊肉夾渣，保證接觸面的連接強度。備母的使用是防止緊固的鎖母在運轉過程中發生反松現象，該結構的使用，保證了分級機的正常運轉，杜絕了軸頭脫落的情況發生，而且壓力軸承的更換時間由之前的7 h，降低到目前的40 min，顯著提高了設備的作業率，達到了降本增效的效果。

圖2 結構圖

4 兩種結構的比較

兩種結構比較發現，原結構強度不夠，已經不能滿足使用要求，原結構維修時間長，更換壓力軸承費工、費財、費料；改造后的結構，強度滿足使用要求，更換壓力軸承方便、快捷，上軸頭不發生脫落現象，能夠滿足需求，更換壓力軸承省工、省財、省料。

5 經濟效益情況

改造后的效益測算：單臺分級機左旋壓力軸承使用壽命2個月，更換一次節省時間6.3 h，全年節省時間為37.8 h，三個系列全年節省時間37.8×3=113.4 h。以目前柏泉鐵礦原礦185 t/h產量計算，鐵精粉單系列產量為14 t/h，磷精粉單系列產量為10 t/h，累計鐵精粉能夠多生產113.4×14=1 587.6 t/h，磷精粉能夠多生產113.4×10=1 134 t/h。按照2018-12柏泉鐵礦鐵精粉和磷精粉價格測算，改造后鐵精粉產值634元/t×1 587.6 t/h=1 006 538.4元，磷精粉產值400元/t×1 134 t/h=453 600元，全年共計多生產兩種產品的產值1 006 538.4元+453 600元=1 460 138.4元。

柏泉鐵礦生產的成本：鐵精粉成本616元/噸×1 587.6 t/h=977 961.6元，磷精粉成本217元/噸×1 134元/噸=246 078元，總成本977 961.6+246 078=1 224 039.6元。

改造后全年的利潤為：1 460 138.4－1 224 039.6=236 098.8元。

6 結束語

改造后的上軸頭結構成功應用在了柏泉鐵礦選二作業區的左旋分級機上，實現了勞動強度的降低，設備作業率顯著提高，鐵精粉和磷精粉的產量增加，噸精粉的效益得到了優化，從而為全年利潤奠定了穩定的基礎。

［1］唐大放，馮曉寧，楊現卿.機械設計工程學［M］.徐州：中國礦業大學出版社，2001.

［2］孫恒，陳作模.機械原理［M］.第5版.北京：高等教育出版社，1996.

［3］機械工程手冊電機工程手冊編輯委員會.機械工程手冊［M］.第2版.北京：機械工業出版社，1996.

［4］黃繼昌.實用機械機構圖冊［M］.北京：人民郵電出版社，1996.

［5］梁正強.機械零件設計計算實例［M］.北京：中國鐵道出版社，1989.

［6］肖剛，李學志.機械CAD原理與實踐［M］.北京：清華大學出版社，1999.

［7］沈蓮.機械工程材料［M］.北京：機械工業出版社，1999.

2095－6835（2019）05－0156－02

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10.15913/j.cnki.kjycx.2019.05.156

〔編輯：嚴麗琴〕