浓密机使用故障探索

【摘 要】运用质量控制的方法分析判断浓密机故障多的原因，指出过载是造成浓密机故障多的最主要原因，提出了解决问题的对策及措施。

【关键词】浓密机；提升装置；过载

浓密机是利用重力使悬浮液分成澄清液和浓密矿浆的一种液固分离装置。有色金属冶炼厂普遍采用带刮板的连续作业浓密机对悬浮液进行液固分离。本文针对浓密机所发生的问题进行分析研究，并提出解决问题相应的措旌及对策。

浓密机主要由底部呈圆锥形的槽体、工作桥架、刮泥机构传动装置、传动主轴、主轴提升装置、耙架及刮板等组成。其传动方式为电机通过联轴器带动行星摆线针轮减速器，减速器出轴通过一对开式齿轮带动蜗轮减速器传至主轴，从而使耙子转动。

一、故障分析方法

运用质量控制的方法可以把浓密机故障因素分为两类：一类是偶然性因素，如材质的微小差异，设备的正常磨损、腐蚀等。这类因素既不易识别，也难以消除，不会对设备的正常使用及生产造成严重危害。另一类是系统性因素，如备件的规格、品种有误，耙子严重变形，减速机损坏，操作不按规程，限位开关失灵等。这类因素严重影响浓密机使用寿命，给生产造成严重损失。但这类因素引起的故障比较明显，容易识别，可以避免。多年的生产实践表明，浓密机上述故障均在严重超负荷运行以及过载安全保护装置失效时发生。

二、提升装置蜗壳断裂分析

ф15 m 浓密机出现最频繁的故障就是提升装置蜗轮上盖经常断裂。该提升装置依靠螺旋副来实现传动要求，同时传递运动和动力，具有自锁能力。上盖断裂的特征表现为：过载保护指针在刻度盘上来回摆动，提升装置套筒紧固螺纹联接部分开始逐渐松脱。螺纹连接件一般采用单线普通螺纹，螺纹升角（γ=1°42′～3°2′小于螺旋副的当量摩擦角（γ=6°～ 9°）。因此，联接螺纹都能满足自锁条件γ<ф。此外拧紧以后的螺母和螺头部等支承面上的摩擦力也有防松作用，所以在静载荷和工作温度变化不大时，螺纹联接不会自动松脱。但在冲击振动或变载荷的作用下，螺旋副间的摩擦力可能减少或瞬时消失，这种现象重复出现，就会使联接松脱。从以上特征可看出，浓密机在比较大的负荷下运行，耙子转动扭矩增大，刮板运动摩擦阻力增大，该摩擦阻力的方向与锥底平行，与水平面成一定角度。在垂直方向会产生一个向上的分力，在振动和变载荷的作用下，当这个向上的轴向力足以克服耙子及主轴之重力后，主轴向上运动，由于提升装置螺旋副的自锁，来自主轴向上的轴向力通过丝杆及蜗轮，该力最终通过蜗轮致使蜗壳上盖断裂。通过分析图纸，认为设汁存在不合理的地方，一是主轴与提升装置丝杆之间的间隙太小，仅为3 mm；二是设计过程中，认为这种向上的轴向力远小十主轴及耙子的重力，可忽略不计。实践表明，这种观点是不对的，特别是对中小型浓密机更应引起足够重视。

三、摆线减速机机座断裂分析

行星摆线针轮减速机机座断裂是ф21 m 浓密机最严重的问题，一般由浓密机安全保护装置失效，长时间重负荷下运行过载所致。从电动机到耙子整个传动链中，一旦发生减速机底座断裂事故，将伴随着耙子严重变形，传动主轴扭转、弯曲变形，长键变形，提升装置失效，其损失之大，破坏程度之深，显而易见。浓密机正常运行时，刮板与耙架成30°夹角，循环往复，将底流从浓密机锥底上部逐渐推入锥底中心。当过载发生，耙架因所受阻力增大在接近主传动轴根部产生弯曲变形，变形最大夹角也为30°，在这种状况下浓密机彻底损坏，无法将底流从锥底上部推入锥底中心，必须掏槽检修。从近2年的设备运行情况来看，ф21 m 浓密机未发生过大的故障，设备基本处于正常运行，说明该浓密机是能够满足正常生产要求的。而减速机座断裂、耙子严重变形、轴扭转、弯曲变形，并非设计强度不足，刚度不够，材质不好，而是过载所致。从另一方面分析，设计上也存在明显不合理地方，像浓密机如此重要连续作业的设备，仅有一项行程开关电气过载安全保护装置是不够的，在整个传动链中，必须考虑增设破坏元件式过载安全保护装置及其它具有保护作用的传动方式，使设备在过载时，保证耙子、主轴、减速机等主要部件不损坏。

四、改进措施及对策

（一）增设安全保护装置：设破坏元件式机械安全保护装置及采用其它具有安全保护作用的传动方式，使浓密机在超负荷状态下，一旦电气保护装置失效，首先破坏安全联轴器，以保护传动链中其它部件不受损害，从而达到提高浓密机使用寿命的目的。根据对浓密机故障的分析，在整个传动链中，最薄弱的环节为摆线针轮减速器，若以摆线针轮减速器的最大许用转矩作为传动装置安全保护的关键控制点，则可计算出联轴器限制传递的极限转矩。

（二）配合间隙的修正：述分析可知，造成提升装置失效的因素之一是孔轴配合间隙太小，因此应按具体情况对配合间隙进行修正，重新选择配合，以保证提升装置正常工作。从零件的加工过程来看，影响配合的主要因素之一是零件的尺寸分布特性。尺寸分布特性与生产方式有关。设计部门的图纸按成批大量生产方式给出公差，设备修配部门的配件按单件小批生产方式进行。成批大量生产时，多用调整法加工，尺寸分布可能接近正态分布；单件小批生产时，多用试切法加工，尺寸分布中心多偏向最大实体尺寸（如孔径偏小，轴径偏大）。对同样一种配合，用调整法加工或用试切法加工，其实际配合性质不同，后者往往比前者紧。由于零件的尺寸分布特性对所有配合性质有影响，为了切实保证实际的配合性能更好地符合设计要求，应控制孔、轴实际尺寸的分布。另外，从零件的装配及运动特性来看，装配时由于歪斜、形位误差大、有轴向运动、润滑油粘度大等因素，间隙都不能太小。

参考文献：

[1]王瑞红.提高浓密机效率的最佳途径[J]. 湖南有色金属. 2004（01）

[2]马效贤.应用高效浓密机处理高浓度矿山酸性水的研究[J].中国矿山工程. 2004（05）