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中国地质大学(武汉)
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易损件失效原因分析及防护对策
易损件失效原因分析:
      发生在振动轴承副中的冲击与摩擦的耦合磨损行为,以及润滑和散热状况不良,轴承材料抗振性能较差等因素的综合作用造成了振动轴承的早期失效。振动轴承的早期失效形式包括:表面磨损、塑性变形以及疲劳剥落等,严重情况下出现轴承元件抱死或烧损、保持架断裂, 以及套圈和滚动体破碎等失效破坏形式,振动轴承的早期失效会严重影响振动筛的工作效率和可靠性。振动筛的筛板安装在底座横梁上,筛板磨损失效主要是矿石筛分过程中筛板与物料间的摩擦振动引起的摩擦磨损、振动磨损和摩振腐蚀等失效形式。筛箱是振动筛筛分作业的主要工作区域,要承受较大的交变激振力和物料的重力、冲击力,以及物料颗粒与筛面间的摩擦力,物料颗粒之间的摩擦力,弹簧和传动轴的高周疲劳(应力疲劳)等,共同导致了振动筛筛箱的磨损失效。
 
      除振动轴承、筛板、筛箱的磨损失效外,振动筛自身减振能力差,导致振动筛的基础钢架及附近的楼板也一直剧烈振动;振动引起的交变动力作用和应力集中状况,使振动给料器上连接激振电机的钢梁(上、下横梁及侧板)极易产生疲劳破坏而断裂;此外,振动给料器、基础钢架、钢筋楼板分别作为振源,各自的振动互相传递和影响,使振动破坏加剧,导致面积较大的振动筛变形和整体较快破损,致使振动筛易损件在交变应力和振动工况的共同影响下发生断裂失效,即环境疲劳(涵盖微震疲劳、腐蚀疲劳和高温疲劳)。如通过紧固装置与其他构件进行连接的不规则构件,就易产生应力集中,该部位在振动环境中疲劳破坏轻易发生。当振动筛用于筛分有腐蚀性的介质时,会长期受到该腐蚀性介质的侵蚀作用,对筛箱的影响很大,这时如果材料表面存在缺陷也很容易造成应力集中,随服役时间延长,疲劳强度不断降低,从而导致筛箱存在制造缺陷部位优先发生疲劳破坏。
 
      据现场调研分析,振动给料器的下一个流程的设备即为振动筛分机,振动筛的振动是一种受破的往复振动,振动频率高,强度大,用于中碎矿石粒度筛分工艺。在处理潮湿物料时会造成对筛网的粘结从而使物料难筛分,筛孔易被物料堵塞,卡在筛网筛孔中的颗粒不易脱落,有效筛分面积减小,筛分作业量下降,即“筛糊”现象;筛孔越细,筛糊现象越严重。在大冶振动筛工作环境中,振动轴承失效,弹簧变形,螺杆断裂等易损件的损坏时常发生,严重影响振动筛的服役寿命和结构可靠性。因此振动筛深受摩擦磨损、振动磨损、摩振腐蚀等的综合作用而损坏严重。
 
防护对策:
 
①振动筛筛体采用耐疲劳、耐腐蚀能力强的材料制作,为避免制作筛箱时产生应力集中,导致筛箱使用过程中的早期疲劳破坏,选用高压水枪和激光等切割新技术以避免热应力的产生,并做好筛框的防腐处理工作。
 
②采用近代振动时效技术,去除构件的弯曲或焊接应力,据统计,20%-60%的内应力可得到去除。
 
③关于腐蚀问题,必须合理安排振动筛的涂漆工作,根据振动工况环境选择适宜的涂料均匀涂装,而且必须达到振动筛预防振动摩擦磨损和摩振腐蚀的厚度。
 
④振动筛的振动导致楼板和横梁振动断裂,采用卡环固定筛板,降低应力集中,避免大梁疲劳断裂。
 
⑤采用焊接筛网,发展非金属筛面,以避免筛分过程中故障的频繁发生,并且提高了筛板的筛分效果和使用寿命。
 

⑥高频高强振动力周期作用下,采用螺栓铆钉结构联接方式,避免筛框焊缝开焊和疲劳断裂故障的出现。