振動篩的偏心軸在電動機的帶動下做圓周運動,配重鉛塊產(chǎn)生離心力作用于輪軸上。在長期交變應(yīng)力重應(yīng)力集中促使裂紋逐步擴展,由微觀變成宏觀,當(dāng)裂紋逐步擴展到一定限度時,驟然迅速擴展,使構(gòu)件截面嚴(yán)重削弱,沿嚴(yán)重削弱的截面發(fā)生斷裂。下面海思德小編就來分析下振動篩偏心軸斷裂的原因及預(yù)防措施。
一、振動篩偏心軸斷裂的原因
1、長期承受載荷沖擊
振動篩軸長期頻繁承受偏心和慣性載荷的沖擊,致使振動篩軸內(nèi)部產(chǎn)生疲勞損傷。軸承軸徑處屬于應(yīng)力集中位置。由于振動篩軸為偏心軸,因此在其原始機加工過程中,位于兩條軸線偏移的連接部位,不可避免地產(chǎn)生變徑和臺階,并由此產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象。
2、三角帶張緊力過大
振動篩偏心軸斷裂也由于三角帶張緊力過大,導(dǎo)致偏心軸長期在交變應(yīng)力的作用下發(fā)生疲勞失效而斷裂。根據(jù)現(xiàn)場情況得知,振動篩經(jīng)常在帶料情況下啟動,這樣起動力矩較大,因為帶料起動所以將皮帶張緊力增大,因此偏心軸的受力相對增大,在長期作用就會發(fā)生疲勞失效。
3、生產(chǎn)工藝系統(tǒng)配置不合理
在振動篩使用過程中發(fā)現(xiàn),其一側(cè)軸承較另一側(cè)軸承磨損嚴(yán)重,而破碎工段存在連續(xù)運轉(zhuǎn)時間較長,而且工作現(xiàn)場的通風(fēng)條件較差,導(dǎo)致軸承及軸頸部位散熱不良。加上該側(cè)軸承磨損嚴(yán)重,造成軸承滾柱轉(zhuǎn)動及軸向間隙增大,并由此產(chǎn)生滾柱運動不規(guī)則,若其轉(zhuǎn)動瞬間造成軸承滾柱卡滯,也會造成振動篩軸斷裂。
4、偏心軸加工不合理
(1)由于軸頸與軸承配合處松動,對該軸進(jìn)行修補過程中采用普通電焊條將軸承內(nèi)孔配合處的軸頸進(jìn)行堆焊,然后利用車床進(jìn)行車削加工的方式,由此導(dǎo)致軸頸部位產(chǎn)生了應(yīng)力集中。而車削完畢后未能對振動篩軸進(jìn)行應(yīng)力消除。
(2)偏心軸在修補過程中,由于加工單位技術(shù)水平及加工能力的限制,造成偏心軸兩條軸線之間的偏移量超出原有的設(shè)計參數(shù) (大于或者小于),屬于加工缺陷,如偏轉(zhuǎn)角度過大,導(dǎo)致振動篩在運轉(zhuǎn)過程中,破壞了原有的振動頻率與幅度,從而導(dǎo)致振動篩軸過度疲勞,進(jìn)而發(fā)生斷軸現(xiàn)象。
(3)由于維修或者其它方面原因,造成振動篩的工作振動頻率發(fā)生變化,并與振動篩自身產(chǎn)生共振現(xiàn)象,由于振動篩屬連續(xù)運轉(zhuǎn)設(shè)備,經(jīng)長期使用,振動篩軸發(fā)生斷軸現(xiàn)象。
(4)在振動篩使用過程中,軸承選型不當(dāng),也會造成“抱軸” 現(xiàn)象。
5、其他原因
(1)偏心軸材質(zhì)差。偏心軸常規(guī)用材是45#鋼鍛造而成,而現(xiàn)在許多生產(chǎn)廠家為節(jié)省成本,未按原設(shè)計選材且鍛造質(zhì)量差,內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)不均勻等原因造成了鍛造缺陷。
(2)偏心軸加工不到位。因為軸臺階處車削加工須圓角過渡,該處圓角不圓滑,很容易產(chǎn)生引力集中,長期在振動力的作用下發(fā)生失效斷裂。
?。?)在平衡輪裝配時,軸受外力沖擊過大,造成損傷。在往偏心軸上裝平衡輪時,由于之前輪孔加熱膨脹尺寸不夠,平衡輪的安裝一次無法到位,維修工人使用大錘將其砸入導(dǎo)致。
二、預(yù)防振動篩偏心軸斷裂的措施
1、設(shè)備操作工提高責(zé)任心,發(fā)現(xiàn)問題及時匯報和處理,防止事故擴大。
2、維修工巡回檢查及時到位,發(fā)現(xiàn)異常情況立即解決,同時要加強業(yè)務(wù)學(xué)習(xí),提高技能。
3、出現(xiàn)軸頸配合松動情況時,考察和使用更加科學(xué)的方法和工藝進(jìn)行加工處理,并且能夠提供原廠的圖紙等技術(shù)資料,盡量由設(shè)備生產(chǎn)廠家或者加工實力雄厚的單位對其進(jìn)行修復(fù),以提高備件的修復(fù)質(zhì)量。
4、針對本次事故,選礦車間及其它生產(chǎn)單位引以為戒,做好生產(chǎn)工藝系統(tǒng)中不可或缺的重要設(shè)備的關(guān)鍵部件的備件。否則一旦發(fā)生事故,造成系統(tǒng)停產(chǎn),從而造成重大的經(jīng)濟(jì)損失。
5、對整個破碎系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化配置,如選用單位臺時破碎能力更大的破碎、篩分設(shè)備,減少設(shè)備單位時間內(nèi)連續(xù)開車時間。既可減輕工人的勞動強度,又能夠為設(shè)備維護(hù)檢修創(chuàng)造更多的有利條件。
6、采購偏心軸備件時,一定用正規(guī)廠家產(chǎn)品,確保產(chǎn)品材質(zhì)及機加工質(zhì)量。
7、將偏心軸材質(zhì)改為40Cr ,可相應(yīng)地延長偏心軸的使用壽命。
8、禁止帶料起動,必須在沒有負(fù)荷的情況下起動。
9、合理調(diào)整的三角帶張緊力,在滿足使用的情況下盡量使用小的張緊力,減輕對偏心軸的拉力作用。
10、裝配時必須將平衡輪加熱到規(guī)定尺寸后方可進(jìn)行裝配,嚴(yán)禁用錘敲擊等外力作用。
11、加強設(shè)備的日常檢查維護(hù),發(fā)現(xiàn)異常及時處理,避免軸承損壞或配合失效等情況的發(fā)生。
三、影響振動篩偏心軸斷裂的因素
1、轉(zhuǎn)速
在偏心配重一定的情況下,偏心質(zhì)量的回轉(zhuǎn)半徑和轉(zhuǎn)速都將影響離心力,因回轉(zhuǎn)半徑變化范圍不大,故影響不大,而轉(zhuǎn)速對離心力的影響將相當(dāng)大。
2、輪軸直徑
輪軸直徑大,軸的抗彎截面模量就大,軸的應(yīng)力就小。雖然減小離心力的作用線距離和增大軸的直徑,都可減少軸的破壞,但不建議改動整個偏心輪。
3、偏心軸材料
對于偏心軸本身而言,不同材料的強度差別直接影響偏心軸的質(zhì)量與壽命。在交變應(yīng)力的作用下,構(gòu)件在應(yīng)力低于材料的屈服上限時,就可能發(fā)生疲勞破壞沒導(dǎo)致斷裂。在交變應(yīng)力作用下,應(yīng)用材料的持久上限作為該依據(jù)。
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