LZX-4型重介斜轮分选机在火石咀选煤厂的改造实践

尔卫江，李增强，谷柏青

(陕西火石咀煤矿有限责任公司，陕西 咸阳 713500)

LZX-4型重介斜轮分选机在火石咀选煤厂的改造实践

尔卫江，李增强，谷柏青

(陕西火石咀煤矿有限责任公司，陕西 咸阳 713500)

为了解决火石咀选煤厂 LZX-4 重介斜轮分选机在生产运行中出现的一些问题，结合生产实际，对其进行了分析研究，并采取了一系列改造措施。实践表明，改造后的 LZX-4 重介斜轮分选机综合性能得到提高，主要部件使用寿命延长，维护费用降低，并且分选效果得到提高。

重介斜轮分选机；排矸轮；主轴；分选槽

1 概述

火石咀选煤厂是一座设计能力为3.0 Mt/a的矿井型动力煤选煤厂，生产采用大块原煤重介斜轮分选+中块原煤三产品重介旋流器分选+末煤不入选的联合工艺，具体生产流程为：>60 mm粒级大块原煤采用LZX-4.0重介斜轮分选机分选，60～25 mm粒级中块煤采用3SNWXl500/1100无压给料三产品重介旋流器分选，煤泥水采用浓缩机浓缩后由加压过滤机和快开压滤机脱水回收，实现了煤泥厂内回收，洗水一级闭路循环。火石咀选煤厂主要入选煤种为不粘煤，原煤经分选加工后用途极为广泛，可作为优质环保动力煤，是发电、化工、冶金、建材等行业的理想燃料，精块煤产品可作为合成氨、化肥等工业原料。

火石咀选煤厂于2009年5月正式投入运行，在生产过程中，该厂采用的两台LZX-4型重介斜轮分选机逐渐出现了一些问题，在一定程度上影响了生产，并且维修成本较高。为了提高其综合性能，降低职工的劳动强度，减少维修费用，结合生产实际，选煤厂对LZX-4型重介斜轮分选机进行了技术改造。

2 生产现状

LZX-4型重介斜轮分选机(图1)主要由分选槽、转轮盖、提升轮架、提升轮、提升轮转动装置、排料轮、支座组成。其分选槽是由钢板焊接成的多边形槽体，是悬浮液循环流动和块原煤分选的容器；转轮盖将用于固定提升轮的提升轮架固定在主轴上，使之随主轴旋转；提升轮负责将分选槽内的沉物排走；提升轮转动装置在电机减速器的驱动下驱动主轴转动，从而带动提升轮旋转；分选槽内的浮物由排料轮排出；支座用于支撑主轴[1]。

块原煤进入分选槽后，在悬浮液中按密度分离，大于悬浮液密度的块矸在重力作用下逐渐沉入槽底，然后由提升轮捞起，从排矸口排出；密度小于悬浮液密度的块煤，在浮力作用下悬浮于分选槽上部，由排料轮从分选槽溢流口排出，从而实现原煤的分选[2-3]。

1—分选槽；2—提升轮；3—提升轮轴；4—主轴；5—减速机； 6—电动机；7—转轮盘；8—转轮盖；9—立筛板；10—筛底； 11—叶板；12—支座；13—轴承座；14—电动机；15—链轮； 16—骨架；17—橡胶带；18—重捶

火石咀选煤厂应用的LZX-4型重介斜轮分选机主要技术参数[4]如下：

分选槽宽/mm

4 000

入料粒级/mm

13～200

排矸轮转速/(r·min-1)

5.3

处理量/(t·h-1)

350～500

设备质量/kg

43 820

主机功率/kW

22

辅机功率/kW

4

自火石咀选煤厂投产以来，LZX-4型重介斜轮分选机出现的主要问题有：

(1)提升轮主轴与转轮盖采用螺纹联接压紧，在实际生产过程中曾出现螺纹失效，甚至出现过渡轴断裂的情况。

(2)排矸系统提升轮主轴采用锥轴头通过键和转轮盖配合连接，在使用过程中锥轴头和转轮盖之间间隙易充填重介质和煤泥，并且由于排矸轮转动时两端负荷不平衡，因此造成键或轴头磨损严重，使用寿命短。

(3)排矸轮主轴在使用一段时间以后，键磨损严重，易出现机械滚键现象。

(4)分选槽内矸石和介质容易堆积，不仅加大职工的劳动强度，而且严重影响了洗选效果。

2 改造方案

2.1 排矸轮过渡轴的改造

火石咀选煤厂使用的LZX-4型重介斜轮分选机排矸轮直径为6 650 mm，主轴材质为45号锻钢，在理论上是主轴轴向承载力，但在实际运行过程中排矸轮轴和槽体倾斜40°布置，因此导致排矸轮内的矸石运转状态不平稳，使过渡轴处受到既有弯曲又有剪切的交变应力，而过渡轴为带有φ10 mm注油孔的直径为50 mm的圆柱，其最大可承受的屈服强度为69 t，螺纹为M56粗牙螺栓，保证载荷为123 t。但在实际运行中，载荷大小会远远超过此数值，因此导致生产中出现螺纹失效甚至过渡轴出现断裂的情况。

鉴于以上情况，选煤厂将过渡轴直径增加到170 mm，其屈服强度可达到800 t，丝扣增大到M180，可保证载荷为1 272 t。经过改造后，排矸轮主轴寿命从以前的六个月提高到一年半左右，大大降低了维修成本，提高了经济效益[5-6]。

图2 排矸轮主轴改造前后结构示意图

2.2 排矸轮主轴的改造

改造前，斜轮轴装置采用锥轴头通过键和转轮盖连接，在实际生产过程中，一些介质及煤泥会填充其间，造成轴头和转轮盖的配合尺寸超差，因此不能保证定位尺寸；同时，该锥头的端部采用非标压环和普通螺母压紧方式，当主轴带动排矸轮工作时，由于排矸轮负荷不平衡，长期运转时产生松动，从而失去压紧作用，造成转轮盖和轴配合不紧密，产生滚键现象，损坏轴和转轮盖，使斜轮不能正常工作。

经反复观察和试验，将锥轴头改为直轴头，定位尺寸改为与转轮盖加工的轴孔长度相关，并在改造后的轴头处增加了开槽(图2)，安装了螺母防松动垫圈，以保证运转时不再出现因螺母松动而使转轮盖压紧失效的现象。

2.3 主轴键槽改造

改造前，斜轮提升轮主轴键槽如图3中A-A剖面所示，采用普通平键45 mm×25 mm×220 mm单键联接，在使用过程中，由于主轴受力不均且受力较大，使键的磨损较快，从而造成键和主轴出现配合间隙，最终导致滚键现象发生，严重时甚至会影响生产。

经研究分析，将原锥面轴上的单键改为圆柱轴上的双键，两键夹角120°。改造后，键的使用寿命从原来的约三个月提高到一年半左右。

图3 主轴键槽改造前后示意图

图4 分选槽改造前后结构示意图

2.4 分选槽内壁的改造

在洗选过程中，大块原煤在分选槽内进行分离，矸石会克服重介悬浮液阻力沉降，分选槽一侧的矸石在沉降过程中会到达分选槽壁，分选槽壁材质为16Mn，在运行过程中分选槽壁出现磁化现象，首先会造成部分介质吸附到表面，导致分选槽壁摩擦系数增大，当入选原煤量大时，会造成矸石堆积现象，使分选槽容积变小。此外，火石咀煤矿煤层中部分矸石为泥岩，具有严重的泥化倾向，矸石堆积加聚泥化现象，使矸石易混入到精煤中，影响产品质量。

为此，在分选槽壁贴上不锈钢钢板(图4)，以降低其摩擦阻力，消除磁化现象，使槽壁上不容易挂料。改造后，很少出现矸石及介质堆积情况。

3 改造效果

改造后，火石咀选煤厂LZX-4型重介斜轮分选机排矸轮过渡轴，转轮盖压紧失效、主轴键磨损严重和分选槽堆积介质的现象得到大大改善，斜轮主轴的寿命增加两倍，两台斜轮分选机每年可节约材料费24万元，节省人工维修费3万元，因此每年可减少维护费用27万元。此外，排矸轮主轴损坏更换时间为16 h，每年可减少影响生产时间48 h(改造前每年检修3次)。改造还使斜轮分选机分选效果得到改善，分选精度进一步提高，使大块精煤带矸率降低，精煤灰分平均降低1个百分点，使精煤产品的质量得到提高。

[1] 顾文卿. 2005版新编选煤实用技术手册[M]. 北京:煤炭工业出版社, 2005.

[2] 王启广.选煤机械[M]. 徐州:中国矿业大学出版社,2009.

[3] 杨小平. 重力选煤技术[M]. 北京:冶金工业出版社, 2012.

[4] 严国彬.选煤厂机械设备安装、使用与检修[M]. 北京:煤炭工业出版社,1993.

[5] 闻邦椿.机械设计手册(第5版)[M]. 北京:机械工业出版社,2010.

[6] 李 静.机械设计基础[M].北京:电子工业出版社,2007.

Application of the renovated LZX-4 drewboy separator at Huoshizui coal preparation plant

ER Wei-jiang，LI Zeng-qiang，GU Bai-qing

(Shaanxi Hotstone Coal Mine Co., Ltd., Xianyang, Shaanxi 713500, China)

In order to tackle the problems encountered during operation of the LZX-4 Drewboy separator (inclined-wheel lifting separator), following an analytical study in the light of the specific operating conditions, a series of renovation has made it possible for the service life of main parts, reduced maintenance cost and better separating result.

drewboy separator; lifting wheel; main shaft; trough washer

1001-3571(2016)01-0058-03

TD942

B

2016-02-13

10.16447/j.cnki.cpt.2016.01.015

尔卫江 ( 1974—) ，男，陕西省西安市人，工程师，从事选煤技术管理工作。

E-mail: erweijiang-2005@163.com Tel: 029-32922315