江旭昌
（天津水泥工業(yè)設(shè)計(jì)研究院，300400)
良好科學(xué)的檢修維護(hù)是保證設(shè)備正常連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的關(guān)鍵,設(shè)備維護(hù)的核心一是潤(rùn)滑;二是各種聯(lián)接件,其中最多的就是各種螺栓和螺釘;三是備配件。螺栓和螺釘?shù)恼_使用和科學(xué)管理對(duì)提高設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)率具有舉足輕重的作用。本文對(duì)筒式磨機(jī)各種聯(lián)接固定螺栓的科學(xué)緊固方法、既經(jīng)濟(jì)又有效的螺母防松措施和保證襯板螺栓孔不漏料冒灰的先進(jìn)結(jié)構(gòu)加以介紹,以提高有關(guān)部門和單位對(duì)其重要作用的認(rèn)識(shí),使我國(guó)設(shè)備維護(hù)工作盡快趕上世界先進(jìn)水平。
1 不同部位的螺栓扭緊力矩應(yīng)該不同
目前,我國(guó)還有水泥工作者沒有認(rèn)識(shí)到磨機(jī)不同部位的聯(lián)接固定螺栓雖然規(guī)格相同,但扭緊力矩卻應(yīng)不同這一要求,或沒有意識(shí)到其重要性。設(shè)計(jì)部門如果不做要求,安裝和使用部門也就憑自己經(jīng)驗(yàn)扭緊。扭緊力矩是否恰當(dāng),同一部位的螺栓扭緊力矩是否均勻便忽略了,也無法進(jìn)行檢查。這種落后安裝維護(hù)方法,是導(dǎo)致螺栓聯(lián)接經(jīng)常出現(xiàn)問題的最基本原因,應(yīng)該迅速改變。國(guó)外進(jìn)口的磨機(jī),許多螺栓都要求用扭力扳手緊固,而且都給出扭緊力矩值和具體的操作控制方法。如冀東、寧國(guó)、柳州、珠江、淮海、順昌等水泥廠的磨機(jī)全都如此?，F(xiàn)以丹麥?zhǔn)访芩?F.L.Smidth)公司的磨機(jī)為例加以說明〔1〕,他們把同一規(guī)格的螺栓用在不同部位時(shí)的扭緊力矩分成四類,詳見表1。
I類的扭緊力矩用于磨體主要件的聯(lián)接固定,如中空軸大法蘭與筒體端蓋、大齒圈與筒體上外法蘭、懸臂烘干倉與中空軸小法蘭、磨頭與筒體外法蘭等的聯(lián)接鉸孔螺栓和大孔螺栓。
Ⅱ類的扭緊力矩用于隔倉板的安裝聯(lián)接,如支撐架與筒體、隔倉篦板和盲板與其支承板、支承板與支撐架的聯(lián)接固定螺栓等。
Ⅲ類的扭緊力矩用于各種鑄造襯板的固定,如筒體襯板、磨頭端襯板、出料篦板、單層隔倉板、擋球圈和擋料圈等的聯(lián)接固定螺栓。
Ⅳ類的扭緊力矩均用于粗牙標(biāo)準(zhǔn)螺栓,如進(jìn)、出料裝置、主軸承、齒輪罩等。
這四類螺栓都要求用扭力扳手扭緊,否則無法控制扭緊力矩的大小。而且在擰緊時(shí)都有具體的操作要求,如Ⅱ類扭緊力矩的螺栓,在扭緊過程中要求螺栓頭必須用錘子不斷敲打,擰到要求力矩后,螺母應(yīng)用點(diǎn)焊固定,防止松脫。但隔倉篦板和盲板的固定螺栓,其螺母初次扭緊后不能點(diǎn)焊,以備再次擰緊。
這些螺栓都需要在磨機(jī)帶料運(yùn)轉(zhuǎn)后一定的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行重新扭緊,直到扭緊力矩不變時(shí)為止。Ⅰ類和Ⅲ類螺栓要求運(yùn)轉(zhuǎn)8h后重新扭緊一次, Ⅱ類則要求運(yùn)轉(zhuǎn)2h后就進(jìn)行重新扭緊。除Ⅳ類外,都要求以后每隔12h重新扭緊一次,每次都達(dá)到表1中要求的扭緊力矩值,直到重新擰緊而扭緊力矩保持不變時(shí)為止。
在安裝這些螺栓時(shí),除要求檢查所有的螺栓和螺母的螺紋完好無損、保證摩擦最小外,還要求螺栓的螺紋用含二硫化鉬類添加劑的潤(rùn)滑油潤(rùn)滑。
可是,到現(xiàn)在為止,規(guī)范的安裝維修仍然沒有引起廣泛、足夠的重視。在設(shè)計(jì)上,以前不論多大的磨機(jī),襯板固定螺栓一律采用M30× 2或M30的螺栓,進(jìn)出料螺旋筒或錐形襯套法蘭與中空軸端面的聯(lián)接螺栓,規(guī)格小,數(shù)量也少,同時(shí)聯(lián)接結(jié)構(gòu)也不盡合理,更對(duì)其扭緊力矩沒有控制要求。在安裝和維護(hù)時(shí),對(duì)扭緊力矩沒有控制,僅憑感覺扭緊,不能保證均勻吃力。常常因螺栓出現(xiàn)問題,造成較長(zhǎng)時(shí)間的停磨。如河南七里崗、廣州槎頭等廠因磨機(jī)中空軸法蘭與筒體端蓋的聯(lián)接螺栓折斷,造成3～ 5d甚至一個(gè)星期的停磨,損失很大。
2 筒體襯板螺栓的緊固與螺母防松
以前,筒體襯板螺栓的緊固方法基本上都是采用自制土扳手加上鋼套管幾個(gè)人同時(shí)去推擰。扭緊程度憑感覺和經(jīng)驗(yàn),開磨后轉(zhuǎn)不了幾轉(zhuǎn),就有螺栓折斷,必須迅速停下處理,影響磨機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)率。
為避免上述問題的出現(xiàn),襯板螺栓應(yīng)用扭力扳手?jǐn)Q緊,扭緊力矩按表1Ⅲ類控制。這種大扭矩的扭力扳手我國(guó)已能供應(yīng),而且扭緊力矩在一定的范圍內(nèi)是可調(diào)的,見表2。有不少?gòu)S使用這種扭力扳手取得了很大的經(jīng)濟(jì)效益,如廣州槎頭水泥廠等。
使用扭力扳手緊固螺栓,可使每個(gè)螺栓的扭緊力矩均勻一致。這種扭力扳手,當(dāng)達(dá)到事先調(diào)定的扭緊力矩時(shí)便會(huì)發(fā)出信號(hào)——“咔”的響聲或“嘀”的叫聲,從而保證螺栓的適宜受力狀態(tài),既不會(huì)使螺栓擰成欲斷未斷的縮頸,也不會(huì)產(chǎn)生扭緊力矩不足的現(xiàn)象。
螺母防松是保證螺栓正常工作的關(guān)鍵,尤其在那些振動(dòng)沖擊較大的設(shè)備及其部位。現(xiàn)在,世界上已研制出十余種鎖緊螺母〔2〕,可根據(jù)振動(dòng)沖擊的大小進(jìn)行選用。在我國(guó),筒式磨機(jī)襯板固定螺栓的防松密封采用石棉橡膠板和鉛油線麻絲、石棉繩等進(jìn)行密封,效果不理想。有的設(shè)計(jì)和水泥廠采用雙螺母固定,這樣不僅使螺母的數(shù)量和重量增加一倍之多,而且在安裝檢修時(shí)也費(fèi)時(shí)費(fèi)力。如冀東水泥廠Υ 4.5m× 15.11m水泥磨,僅襯板螺栓約2500個(gè)。若采用雙螺母固定,一個(gè)M36的螺母重0.371kg,約增加927.5kg,一個(gè)按8元計(jì),則增加費(fèi)用8× 2500= 20000元。并且目前還有人不掌握背母和鎖母的正確使用方法,往往達(dá)不到理想的防松效果。采用雙螺母后,螺栓的長(zhǎng)度也需要適當(dāng)加長(zhǎng),使螺栓的重量也相應(yīng)增大,安裝拆卸也費(fèi)時(shí)費(fèi)力?？梢?也不是一種好方法。
1983年冀東水泥廠從日本引進(jìn)的生料磨、水泥磨和煤磨投入運(yùn)轉(zhuǎn)。其襯板固定螺栓采用了帶彈簧片的鎖緊螺母和碟型墊圈加優(yōu)質(zhì)耐溫橡膠密封圈進(jìn)行緊固和密封等新型結(jié)構(gòu),使用14年來一直非常理想,如圖所示。順昌水泥廠的設(shè)備均為澳大利亞BHP公司提供,襯板螺栓也采用鎖緊螺母緊固。不過,鎖緊螺母不是帶有彈簧片,而是采用尼龍圈進(jìn)行鎖緊。雖然也有鎖緊作用,但效果遠(yuǎn)不及帶彈簧片的,而且不能重復(fù)使用,提高了維護(hù)費(fèi)用。
為改變我國(guó)襯板等設(shè)備螺栓聯(lián)接固定及密封的落后狀況,最近天津三泰總公司研制出了帶彈簧片的鎖緊螺母、碟形墊圈和耐高溫的優(yōu)質(zhì)橡膠密封圈,還有各種螺栓和可調(diào)扭緊力矩的大型扭力扳手及其配用的各種接頭等,既可以單獨(dú)供應(yīng),也可成套供應(yīng),其中鎖緊螺母經(jīng)過沖擊振動(dòng)試驗(yàn),完全達(dá)到了日本進(jìn)口鎖緊螺母的性能,通過天津水泥廠在水泥磨上的使用實(shí)踐證明,不僅可提高磨機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)率,減少檢修和維護(hù)的工作量,而且對(duì)保護(hù)設(shè)備,降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度,改善車間的環(huán)境等都有很大作用。
3 其它部位聯(lián)接螺栓的緊固與鎖緊
我國(guó)自行設(shè)計(jì)和制造的筒式磨機(jī),除襯板螺栓經(jīng)常出現(xiàn)問題外,還有幾處的聯(lián)接螺栓也常出現(xiàn)問題。
(1)中空軸法蘭與磨機(jī)筒體端蓋的聯(lián)接
中空軸法蘭與磨機(jī)筒體端蓋的聯(lián)接螺栓折斷現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生,如河南七里崗、廣州槎頭等水泥廠中的Ф3.5m×10m中卸烘干生料磨,許多小型水泥廠中的Ф2.2m×6.5m磨機(jī)更多。
(2)磨機(jī)進(jìn)出螺旋筒法蘭與中空軸軸頸端部的聯(lián)接固定。
磨機(jī)的進(jìn)出料裝置,有的在中空軸內(nèi)采用螺旋筒,也有的采用錐形襯套。它們的法蘭與中空軸軸頸端部有采用螺釘固定的,也有采用雙頭螺栓固定的。但不論采用哪種固定方式,螺釘或螺栓松動(dòng)折斷的現(xiàn)象都十分頻繁。這種現(xiàn)象發(fā)生的歷史很長(zhǎng),至今仍未得到很好解決,而且不論國(guó)產(chǎn)和進(jìn)口的磨機(jī)均如此,常常成為有關(guān)廠礦十分頭疼的一種不大不小的故障。盡管設(shè)計(jì)部門或者使用廠礦采取多種措施處理,但奏效的極微〔2〕。冀東水泥廠日本進(jìn)口的Ф4.5m×15.11m水泥磨、江西水泥廠國(guó)內(nèi)制造的Ф3.5m×10m中卸烘干生料磨等,聯(lián)接螺栓折斷后用大鋼塊焊接都沒有焊住。
(3)大齒圈對(duì)口接合面的聯(lián)接螺栓
回轉(zhuǎn)窯、邊緣傳動(dòng)磨機(jī)、單筒烘干機(jī)和單筒冷卻機(jī)等的大齒圈,其對(duì)口接合面的聯(lián)接螺栓經(jīng)常松動(dòng)和折斷，是一種非常普通的故障。
筆者曾調(diào)查過50多個(gè)廠的回轉(zhuǎn)窯和磨機(jī),螺栓不松動(dòng)和折斷的幾乎寥寥。有不少?gòu)S曾因這個(gè)問題造成更大的設(shè)備事故,如耀縣水泥廠的Ф2.6m×13m水泥磨,因?qū)诼?lián)接螺栓螺母松動(dòng)掉落在齒輪罩的油池中,后被帶到大小齒輪的嚙合處,將大小齒輪擠壞,還有的廠因此而引起小齒輪軸承地腳螺栓折斷等。以上這些部位的聯(lián)接固定螺栓松動(dòng)和折斷的原因固然是多方面的,然而與螺母不能很好鎖緊,扭緊力矩失控和扭緊力矩不能均勻一致卻是重中之重的原因。淮海水泥廠3000t/d生產(chǎn)線所用的Ф4.2m×13m水泥磨出料螺旋筒法蘭與中空軸軸頸端面的聯(lián)接,原采用20個(gè)M48的雙頭螺栓和普通雙螺母固定,螺栓折斷頻繁,嚴(yán)重地影響了磨機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)率提高。改成外法蘭用單個(gè)帶彈簧片的鎖緊螺母固定,用扭力扳手均勻扭緊后,聯(lián)接螺栓再不松動(dòng),也不折斷,徹底地解決了生產(chǎn)中的一大難題。
4 結(jié)論
(1)絕大多數(shù)螺栓都是大家常說的先松后斷,可見螺母的合理緊固和良好的鎖緊防松是保證螺栓不松不斷的最重要條件之一。
(2)帶彈簧片的鎖緊螺母防松能力強(qiáng),可耐溫度高,既可多次使用,價(jià)格也相對(duì)便宜,是磨機(jī)襯板和其它關(guān)鍵部位聯(lián)接固定最理想的一種聯(lián)接件。
(3)碟型墊圈加優(yōu)質(zhì)耐溫橡膠密封圈是磨機(jī)筒體襯板螺栓孔當(dāng)前最好的密封形式,不僅安全可靠壽命長(zhǎng),操作省時(shí)省力,而且又能保證螺栓孔不漏料冒灰、漏漿、滲水,改善了車間環(huán)境又保證了水泥質(zhì)量。
(4)采用扭力扳手?jǐn)Q緊螺母,既能保證扭緊力矩合理,又能保證同一部位的每個(gè)螺栓受力均勻一致,使設(shè)備管理和維護(hù)日臻科學(xué)化、現(xiàn)代化,把設(shè)備管理提高到一個(gè)新水平。
(5)設(shè)計(jì)部門應(yīng)該象丹麥?zhǔn)访芩构灸菢?在設(shè)計(jì)中、在圖紙上或安裝使用說明書中提供具體的扭緊力矩值和具體操作方法,降低我國(guó)磨機(jī)的故障率。
參考文獻(xiàn)
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