1套转原因分析
如1所示,破碎主轴与驱体都采用静配合连接为一体,大齿轮、偏心轴及轴衬配合后固定在一起。设计要求:破碎锥主轴轴心线和大齿轮的几何对称中心线,即机器中心线成152的交角,该角即为偏摆度。当大齿轮驱动偏心轴套转动时,迫使破碎锥主轴作锥面摆动。与此同时,自身也以某种速度旋转,从而合成破碎锥的规则运动。空载情况下,破碎锥自转的正常速度应在3 15r/ min间,一般控制在8 15r/ min.如果转速低于3r/ min就称为套转。套转将会加快轴衬的偏磨损,造成破碎粒度不匀、筛分效率下降,直接影响选矿生产。
首先分析一下破碎锥的自转运动及驱动力矩:如1所示,破碎锥运动时,以其轴线对机器中心线作锥面摆动。锥项为驱体球面轴承中心点O, O点在破碎锹摆动过程中保持静止。所以破碎锥摆动可视为刚体绕定点O的转动。在破碎锥绕机器中心线以等角速度回转时,根据质心运动定理破碎锥的惯性力C为:
C= mr2
式中: m破碎锥的质量;r破碎锥的质心到机器中心线距。
惯性力C的方向与偏心轴套旋转时产生的向心加速度方向相反,该惯性力C位于水平方向作用于轴衬。
由于锥形轴衬和破碎锥主轴的锥度不一样(轴衬锥度1 12,主轴锥度1 11. 076)。根据计算,轴和衬应在轴村大端接触。现场观察证实,轴衬与主轴在锥形轴衬大端往下300mm范围,有明显的光亮磨痕。这说明主车和轴衬是在这里接触的。由于偏心轴衬等速旋转,在惯性力C的作用下,轴衬与主轴接触处,存在一个摩擦力F1,如2所示。摩擦力F1对破碎锥轴心取矩,则有:
M1= F1% P
式中: F 1主轴与袖衬接触处摩擦力;P F1到主轴中心距离。
破碎锥在随偏心轴套摆动的同时,在M1的作用下,将绕本身的轴线自转, M1即为破碎锥旋转的驱动力矩。
其次分析一下影响破碎锥自转的制约力矩。根据破碎机的结构特点由1可以看出,破碎锥驱体下部是一个球面轴承,工作区光滑,并有环形油槽。与其配合的是由锡青铜材料制成的碗形轴瓦,破碎锥重量G通过驱体下部的球面轴承作用到碗形轴瓦上。重力G可以分解成垂直于轴瓦的法向力Ni和切于轴瓦接触面指向破碎锥轴心的切向力相互抵消,如3所示。在驱动力矩M1,驱动破碎锥绕自身轴线旋转时,法向力N i将在球面轴承与碗形轴瓦之间产生一个摩擦力偶矩M 2。
2示意简图M 2阻碍破碎锥的转动,其大小除与法向力N i的作用位置有关外,还与球面轴承与碗形轴瓦间润滑及接触状况有关。
圆锥破碎机安装投产初期转速正常,后来转速逐渐下降,这是由于力距M 1及M 2有变化。设计要求破碎锥的球面轴承为光滑镜面。投产以来,碗形轴瓦没有进行过刮研,这样碗形轴瓦的摩擦表面同样是很光滑的。
检修中检查也证明了这一点。从而球面轴承与碗形轴瓦间的摩擦力F,有:F= f( N i十A r P分)
式中; F摩擦力;N i法向压力;f摩擦系数;A r实际接触面积;P分单位实际接触面积上的分子力。
试验表明,对于光滑表而摩擦力F将由于表面光洁度的提高,随着实际接触面积的增加而增大,从而导致摩擦力偶距M 2增大,影响了破碎锥的自转,造成套转。
2修复措施
根据上述分析,确定采用刮研轴瓦的办法来解决圆锥破碎机的套转问题。刮研时必须保持轴瓦KG区域与球面轴承有良好的接触,保证油槽以上为重接触区,参看。重接触区内轻刮,达到每25mm 2接触点不少于两个;油槽以下至K点为平缓接触区,要重刮,达到每25mm 2接触点不少于1个; K点以内距内距内圆周H点的35mm宽度上,保持0. 35 0. 5mm的楔形间隙。
碗形轴瓦刮研既保证了轴瓦外侧接触带承受破碎时重大的冲击力,也防止了造成摩擦力偶距M 2过小引起飞车故障。通过刮研改善了轴瓦与球面轴承的润滑状况,减小了实际接触面积A r,使摩擦力F下降,摩擦力偶距M 2亦相应下降。刮研后试车,破碎锥转速由4r/ min提高到10r/ min,符合破碎锥的正常转速范围。
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