礦用磨球機的選型及安裝

張鴻川

（河北鋼鐵集團灤縣司家營鐵礦有限公司，河北 唐山 063000）

磨球機在礦山生產中具有重要作用，礦石小球加工工藝主要為光磨、熱處理、硬磨等，磨球機作為硬磨所用到的主要設備，是降低生產成本、提高生產效率的關鍵工藝環節。磨球機工作原理較為簡單，將泵供給的液壓力，作用在活塞桿和油缸上，推動磨球機的固定盤，使其在一定壓力作用下，沿著軸線反復移動，逐漸靠近砂輪盤，使固定盤和砂輪盤的溝槽保持在合適深度，對礦石進行磨削，同時壓緊磨削的礦石，令泵持續運轉，獲得持久的磨削力[1]?，F階段，礦石小球加工具有充分的利潤空間，礦山開采行業對小球加工工藝提出了較高要求，但由于磨球機普遍采用單溝循環加工方式，加工技術較難、礦石用量較少，導致成品球壁厚不均勻，產品合格率較低，針對這一問題，提出礦用磨球機的選型及安裝工藝設計，優化礦石加工流程，提高礦石成品球品質。

1 礦用磨球機的選型及安裝工藝設計

1.1 選擇礦用磨球機部件型號

選擇磨球機部件型號，包括驅動裝置、砂輪等。磨球機機架尺寸大小選擇1100mm×900mm×700mm，板徑為420mm，為保證礦石往復運動的平穩性，驅動裝置選擇液壓式，應具有運動平穩的特性，其中液控單向閥選擇IY-288型，壓力表選擇YX180型電接點彈簧管，電磁滑閥換向選擇15E12B型，溢流閥選擇Y-14B型，通過2臺電機單獨驅動液壓裝置，電機型號分別為Y726M-7型、Y726Lz-4型。操作調節裝置選擇KP-2型遠程調壓閥，油缸選擇M8897型拉緊式油缸，直徑尺寸為55mm，使用Y型密封圈，軸承采用推力式，修正器選擇JR3型金剛石條，固定盤選擇YU839型號，偏心量和直徑分別為26mm、790mm，磨球砂輪選擇T173CYAP型號，砂輪外徑周長和修正量最大，內徑和外徑分別為440mm和790mm。至此完成礦用磨球機部件型號的選擇。

1.2 優化礦用磨球機安裝施工工藝

優化磨球機安裝施工工藝，安裝選擇的各磨球機部件。將機架作為基礎件，連接主軸、料盤、電液管線等，利用電機帶動轉動部件，令主軸隨之旋轉，使用固定板，加工得到進出球口，磨削礦石時，保持砂輪和固定板之間的壓力不變，當小球循環一周后，利用修正器，帶動砂輪修正和礦石磨削同步工作。

在液壓裝置的壓緊腔內，串聯單向閥和彈簧管壓力表，帶動小球進入磨板和砂輪之間，連接壓力表和油泵電機電源，將料盤作為礦石的盛料部件，接通驅動裝置的壓緊腔和油箱，用牛皮碗密封油缸活塞，在油缸和活塞之間留下0.04mm～0.10mm的間隙，避免密封圈后部被擠入間隙中，確保小球進入固定的物料盤。增加主軸徑向支承點，令砂輪遠離固定盤，合并操作調節裝置和油箱于一體，將修整器安裝在缺口中間，把油箱置于磨球機的機床內部，把按鈕、調節閥等置于操縱箱的面板上，將調節閥與溢流閥相連接，調節主閥壓力略高于磨削壓力，令液控單向閥與調節閥并聯，使導輪通過多個長軸進行擺動，同時保證管路垂直伸展，不能過長或彎曲，集中驅動面板各個閥門和按鈕[2]。

選取發光二極管、脈沖繼電器，組成液壓裝置的控制線路，通過一個無觸點電位器，獨立調整液壓裝置的通電時間、斷電時間，在機床底部配置液壓油箱，保持機床油壓恒定，連接驅動裝置和流球槽，使礦石小球經過流球槽進入固定板，調整繼電器的電位器，控制礦石滑動磨削和修整的停頓時間[3]。將液壓驅動裝置固定在法蘭盤上，減小機床主軸結構的球徑，在傳動部位增加卸荷裝置和減振裝置，采用變頻調速，選擇合適的磨板轉速和料盤轉速，消除皮帶產生的徑向力，從而解決小球進球時的壓力不平衡問題，滿足多種工藝要求，達到的技術參數如下：主軸轉速為50rpm～100rpm、料盤轉速為0.01mm～0.3mm、最大工作壓力為90kN、一次裝球量為220kg～450kg、主電機功率為15kW、砂輪一次修正量為0.7um左右、加工范圍為1.2mm～3mm。在物料盤、進球槽、出球槽、轉動盤的聯結處，按照加工小球的直徑變動量，增大球板內徑，令金剛石條緊貼砂輪平面，減小聯結處的配合間隙，防止出現卡球和擠球等現象，在傳動機構處安裝驅動導輪，配置減速機，使其垂直于砂輪主軸軸線，聯合控制傳動皮帶輪、導輪、砂輪的轉速，利用推力軸承，代替磨球機原有的平面軸承，在保證軸承徑向精度的基礎上，提高砂輪線速度。改造磨球間的空間布置，擴大磨球間尺寸，使其更為寬敞，用渡塊或滑塊夾住，在活動罩內增加3個接砂箱和2個欄簧，選擇可調節的活動固定架，作為接砂箱的插軸，解決磨球清砂困難的問題。至此完成礦用磨球機安裝施工工藝優化，實現礦用磨球機的選型及安裝工藝設計。

2 實驗論證分析

將此次設計的選型安裝工藝，與兩種常規磨球機選型安裝工藝，進行對比實驗。

三種工藝分別選型和安裝磨球機，礦石選擇銅礦石，在不同工況下移動金剛石條，控制往復移動時間在20s內，將其統一磨削成7.935mm鋼球。將磨球機砂輪轉速作為測試條件，控制在60r/min～96 r/min，每種轉速下產量1500個，統計各轉速下的鋼球表面平均粗糙度，結果如表1所示。

表1 鋼球表面平均粗糙度統計（um）

由上表可知，針對不同轉速下生產的鋼球，設計工藝平均粗糙度為6.08um，常規工藝1平均粗糙度為10.04um，常規工藝2平均粗糙度為10.97um，設計工藝生產鋼球的表面粗糙度要低于兩種常規工藝。根據規定的鋼球表面標準粗糙度，將超過標準粗糙度的鋼球作為不合格成品球，標準內的鋼球作為合格成品球，不同轉速下的合格率對比結果如下圖所示：

圖1 成品球合格率實驗對比結果

由上圖可知，設計工藝作用下，磨球機生產鋼球的平均合格率為96.8%，常規工藝1平均合格率為92.6%，常規工藝2平均合格率為88.7%，相比兩種常規工藝，設計工藝生產鋼球的合格率分別提高了4.2%、8.1%，鋼球表面更加平整，充分滿足了金剛石加工的生產要求。

3 結語

此次研究設計了一種磨球機選型安裝工藝，降低了表面粗糙度，提高了礦石小球的加工合格率。但此次研究仍存在一定不足，在今后的研究中，會進一步劃分大型磨球機、小型磨球機，在礦石小球生產加工中的應用，進一步適應市場需求。