桥式双斗轮混匀取料机故障的控制防范

苏元机

（中国铝业广西分公司氧化铝厂，广西百色 531400）

0 前言

在取矿和混匀矿石的生产过程，双斗轮混匀取料机很多部件同时进行着水平、垂直方向的运动，磨损碰撞剧烈，工作负荷大，工作环境恶劣。而设备本身就是一种重型设备，在运行中各部件要承受自身和其他部件的重量，受力情况复杂，零部件极易发生磨损，从而导致各种故障频繁发生。因此，取料机在矿冶企业中被称“老大难”设备。

中国铝业广西分公司是一家年产250万t氧化铝的大型国有企业。桥式双斗轮混匀取料机供矿是氧化铝生产过程中的第一道工序，混匀取料机也是整个工艺中最重要的设备之一。公司2个均化库矿的4台取料机均已老旧，其中2台使用时间已经超过20 a，再加上零部件设计理念相对落后，导致故障率高发。

近年来，公司氧化铝产量逐年增加，现有4台取料机需同时工作才能满足生产需求。取料机三班24 h不断运行，设备得不到良好的维护和保养，由设备磨损和疲劳导致的故障频繁发生。

1 取料机故障部件原因分析

取料机主要是由机身大梁、大车系统、小车系统、受料皮带系统、斗轮圈系统等组成（图1）。其中，大车系统和小车系统是容易发生故障的部位。

1.1 大车系统

大车系统由大车驱动部分、行轮组、车身、大梁等组成，驱动部分的减速机较易出现故障。其实，减速机故障的发生率并不高，但是其影响很大且难以处理。较为典型的故障是高速轴断裂，原因主要是其低速端受到了足以让高速轴断裂并导致减速机失效的巨大负荷。这种负荷的来源有2种可能。

（1）大车行进中遇到巨大阻力。例如：行走轮轨道上有钢铁件异物，卡在行走轮与其他部件之间，造成行走轮不转动；行走轨道上积料中有大块矿料，卡在传动齿轮或行走轮与轨道和其他临近部件之间，造成行走轮运动卡滞。因为高速轴已经承受着取料机近百吨的重量和取矿时的动负荷，遇到这些阻力时容易发生高速轴断裂的情况。

图1 桥式双斗轮混匀取料机构成

（2）行轮组组件损坏。行轮组主要由水平挡轮和行走轮组成，水平挡轮主要是在大车运动的水平方向控制大车在轨道垂直方向的串动，如果水平挡轮发生故障（如轮体支承架脱焊、轴承损坏等），大车在水平方向运动中与轨道不平行，就会发生行走轮与轨道的卡滞或啃轨，从而给减速机带来负荷。还有，如果行走轮轴承损坏，行走轮的行走阻力加大，还会发生偏歪啃轨现象，同样会给减速机高速轴带来很大负载。

高速轴损坏后，减速机必须停机、停产。再加上减速机的维修时间较长，会给公司的正常生产带来很大影响。因此，及时发现并去除导致大车减速机负荷异常的异物，保证行轮组的良好状态，是防止高速轴断裂的有力措施。

1.2 小车系统

小车系统是取料机最重要的一部分，也是故障率较高的一部分。因为混匀取料过程是通过小车的来回往复直线运动和斗轮的圆周运动来实现的。小车系统主要分为斗轮机构和小车机构两部分，其中斗轮机构由斗圈、斗圈滚道、上托轮组、侧挡轮、下托轮组以及弧形耐磨板及其支架构成。小车系统的典型故障及其维修措施有5种。

（1）斗圈滚道的故障主要是上橡胶托轮组和下托轮组相互磨擦导致的磨损，表现主要有2种。斗轮机机构是由斗轮驱动减速机来驱动的（它们之间是链条的柔性联接），在运动过程中斗圈有一定的晃动空间，受此影响，固定在斗圈滚道上的沉头螺丝也会发生断裂乃至部分或整个滚道脱落。为避免这一故障发生，主要措施是及时发现并更换损坏的沉头螺栓，并在滚道和斗圈之间的圆周上段焊一圈（起双重加固的作用）。斗圈是由两半部分连接而成，将它们合在一起的联结螺栓经常会发生断裂和松脱的现象，处理措施是重新更换连接面的高强螺栓加弹簧垫或背冒的防松措施，并在2个结合面连接处加焊联接钢板。

（2）侧挡轮损坏。在取料机斗圈的两侧分别有6个侧挡轮，用于制约斗圈的圆周运动，防止其在取料过程中左右晃动。如果侧挡轮与斗圈的间隙＞（4～6 mm）的标准，斗圈左右晃动的幅度较大，造成斗圈链条、链轮之间加剧磨损，发生脱链、断链、掉链等故障。由于工作中长时间受到斗圈晃动的撞击以及磨损，加上所取矿料水分较大、含泥量较多，泥浆水进入轴承后加速轴承的损坏，进而引起后侧挡轮转动不良或不转动与斗圈相互间直接剧烈摩察，更会导致掉链、链条断、链轮加剧磨损等恶性循环现象发生。所以斗圈侧挡轮是最容易损坏的部件之一。为防止这类故障的发生，主要有2种措施：①轴承可采用密封效果较好的迷宫式密封形式；②调整侧挡轮与斗圈的间隙，力求做到均匀，使斗圈和侧挡轮碰触时与多个侧挡轮的滚面同时接触。因为只有两侧12个侧挡轮均匀受力并同时控制斗圈转动，这些部件才不易损坏。切忌只有一两个侧挡轮与斗圈面接触情况发生。

（3）中下部侧走轮损坏。每个斗圈的中下部有4个侧走轮，2个斗圈共8个侧走轮。侧走轮主要作用是控制小车在大梁的侧部轨道上作往复直线运动，避免小车偏离直线走歪。侧走轮与大梁侧面的轨道之间的间隙非常重要，如果间隙过大（＞5 mm）或者侧走轮损坏，就会导致小车走偏。小车走偏时，侧行走轮轴承就因为受力过大而损坏报废。8个侧走轮中只要有1个损坏，小车就不能行走，取料机就不能运行，因此侧走轮与轨道的间隙过大是发生故障的主要原因。只要保证侧走轮与轨道的间隙合适，就保证了小车直线行走、不走偏。

（4）上部侧走轮损坏。斗圈中还各有4个上部行走轮，2斗圈共8个上部行走轮。它们承受了整个小车的重量，可以让小车在大梁的上部轨道上作往复直线运动。这些轮子之间、轮子与轨道之间的平行度、直线度、水平度、轮子的受力均匀度等都相当重要，其中一个有问题或偏差都将导致轮子损坏。在检修和安装过程中，这8个行走轮的这些指标必须达标，单个行走轮的损坏检修中一定要以8个轮子为参照，作平行度和受力均匀度的检查和检修。因此检修时一定要先划定正确的基准校对调整。

（5）减速机损坏。在取料过程过中，减速机为斗圈圆周运动提供大的扭矩和力量来完成取料工作，容易发生减速机崩坏问题。减速机崩坏的原因主要有2个：①取料时进给量过大，此时斗轮减速机已经承受了很大的负荷，如果料堆里有大块矿石或垮料等会突然加大减速机负荷，当减速机扭矩小于取料阻力时减速机就会崩坏；②在取料过程中减速机地脚（联接螺栓）突然松动时，减速机的机壳将直接受力，导致机壳崩坏。地脚松动也是减速机崩坏的主要原因之一。针对这些原因，可采取3个措施：①增加变频调速保护装置，当取料阻力增大时，变频装置做出响应使电机转速减慢，取料动作变慢、平缓，使减速机扭矩与阻力的对抗平缓度过，一旦过载就会保护跳停；②现有减速机的扭矩已明显不足，需要选择功率和扭矩更大质量更稳定的减速机，可采用SEW减速机厂家的一体式减速机；③加固减速机底座，减少底座的振动从而改善减速机地脚松动的情况。

2 减少取料机故障的注意事项

2.1 正确选用和安装取料机

设备本身的好与否，决定于生产厂家的制造水平和设计理念，以及使用方是否正确选择了设备。选型时，一定要综合使用方的实际，考虑取料机的产能等因素，适应企业中长期的发展要求。对于桥式双斗轮混匀取料机这类工作环境恶劣、受力复杂而又不稳定的设备来说，一定要选择品牌响、质量好、零部件耐用、有先进设计理念的生产厂家。

设备本身的电气保护装置及操作软件也非常重要。设置得当的电气保护可以大幅降低故障发生率，避免减速机崩坏、张紧臂折断等突发性的情况发生，对于一些严重的故障，也能在故障发生初期通过电气的跳停及软件报警的方式来引起操作人员的重视并及时处理故障。

设备的初期安装良好也是桥式双斗轮混匀取料机的重要要求。取料机在投用前的安装要合乎严格的标准，而且一定要在安装完成试车运行达标后才能投入使用。

2.2 正确使用设备并作好维护工作

正确使用和维护是取料机正常运行和各部件延长使用寿命的保证。例如：5000 t矿料的取料最佳状态是用时4 h，如果只用2 h完成同样的取矿量，则进给量负荷要达到2倍多，无疑会损伤取料机，长期下去取料机将频繁出现故障。但这种地使用情况却经常发生，特别是在夜班操作时，操作人员为早点完成取矿任务而以最大的取矿量取料，给设备带来危害。因此，生产过程中一定要做好生产组织工作，如交替使用设备、正确操作设备等，给取料机留出维护条件和保养时间。

3 结束语

作为一种生产设备，桥式双斗轮混匀取料机必然会出发生故障，因此设备的运维管理关键是如何控制、预防故障的发生。而且，设备管理是生产管理人员、操作人员、设备管理人员齐抓共管的工作，取料机的管理工作也涉及到多个部门，发生故障后只要各部门人员本着各司其责、通力协作的精神去做工作、查原因，一定可以提高取料机的管理水平。

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