無軸螺旋輸送機(jī)磨損失效分析及其對策

無軸螺旋輸送機(jī)磨損失效分析及其對策,螺旋輸送機(jī)的主要磨損部位為螺旋葉片、吊軸承和螺旋端頭等。分析認(rèn)為決定其磨損程度及磨損形式的除了有環(huán)境、溫度、物料材質(zhì)等自然因素外，更多的是無軸螺旋輸送機(jī)部件結(jié)構(gòu)因素及人為因素。

1.1 葉片磨損

螺旋輸送機(jī)是靠轉(zhuǎn)動(dòng)的螺旋葉片推動(dòng)物料前進(jìn)而達(dá)到運(yùn)輸?shù)哪康?。螺旋輸送機(jī)葉片磨損程度與物料粒徑、形狀及材質(zhì)密切相關(guān)，螺旋輸送機(jī)運(yùn)輸物料多為細(xì)顆粒狀，常具有腐蝕性，對螺旋葉片造成很大的沖擊摩擦及化學(xué)腐蝕。

采用三坐標(biāo)觀測儀對旋轉(zhuǎn)的葉輪進(jìn)行周期性測量，了解其磨損部位及磨損程度。本文所測螺旋輸送機(jī)的葉片直徑為250mm，厚度為3.24mm，螺距為250mm。
螺旋輸送機(jī)葉片磨損的存在有別于普通接觸磨損，即螺旋輸送機(jī)的葉片磨損主要分布在葉片邊緣，離葉輪內(nèi)緣越遠(yuǎn)，其磨損程度越嚴(yán)重。在螺旋輸送機(jī)輸送物料時(shí)，葉片擠壓物料，葉片受力相當(dāng)于等截面輸送機(jī)變載荷作用于懸臂梁上，離傳動(dòng)軸越遠(yuǎn)，受力越大，變形量也越大，產(chǎn)生空洞形成裂紋的數(shù)量也越多，從而使得葉片磨損量越大，因此，外邊緣磨損遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于內(nèi)邊緣磨損。由圖1還可看出，出料口葉輪磨損大于進(jìn)料口葉輪磨損，說明物料在螺旋輸送機(jī)出口處對葉輪沖擊滑移摩擦力更大，靠近出口處葉輪所受軸向力變大，故出料口處葉輪磨損程度較進(jìn)料口嚴(yán)重。

1.2 吊軸承磨損

吊軸承在螺旋輸送機(jī)中起著支承和連接兩相鄰螺旋體的作用，按軸承類型可分為滾動(dòng)吊軸承和滑動(dòng)吊軸承兩種。螺旋輸送機(jī)吊軸承示意圖如圖2所示。由于吊軸承所處工作環(huán)境惡劣，是發(fā)生故障率較高的部件之一。長期以來，設(shè)計(jì)人員對其進(jìn)行了不少改進(jìn)，以期延長其使用壽命。
由于所輸送物料溫度、粒度、硬度等多方面因素的持續(xù)作用，導(dǎo)致吊軸承座密封蓋處油封失效或因吊軸承本身密封性能不好，細(xì)粒物料及各種粉塵進(jìn)入軸承套，使聯(lián)接軸與軸承套結(jié)合處磨損。經(jīng)長時(shí)間運(yùn)行，螺旋輸送機(jī)同軸度累計(jì)誤差增大，吊軸承磨損更加嚴(yán)重。吊軸承的磨損引起各聯(lián)軸節(jié)產(chǎn)生徑向位移，其結(jié)果直接導(dǎo)致螺旋軸交變應(yīng)力加大，呈波浪狀擺動(dòng)，使螺旋構(gòu)件產(chǎn)生疲勞破壞。

1.3 螺旋磨損

螺旋輸送機(jī)的螺旋節(jié)因用吊軸承聯(lián)接，在懸掛處螺旋被中斷，造成大量物料在此堆積，對螺旋產(chǎn)生摩擦作用，使螺旋磨蝕嚴(yán)重，其增加了螺旋輸送機(jī)運(yùn)行阻力，最終影響運(yùn)輸作業(yè)。對磨損的螺旋進(jìn)行周期性測量發(fā)現(xiàn)，螺旋不同位置徑向的磨損速度并不相同，螺旋兩端徑向尺寸變化最大，其減少量明顯大于螺旋其他部位。

螺旋輸送機(jī)兩端一般采用滾動(dòng)軸承支承，將軸承座固定在端板上或殼體中。由于螺旋與機(jī)槽之間存在10mm～15mm的間隙，螺旋力作用不到，粗粒級(jí)、材質(zhì)堅(jiān)硬的物料在此大量堆積，使得螺旋在輸送物料的同時(shí)承受很大的徑向摩擦力，經(jīng)過長時(shí)間的摩擦，導(dǎo)致螺旋直徑嚴(yán)重磨損。而且由于軸承密封性及潤滑性難以保障，螺旋輸送機(jī)輸送的粗粒級(jí)物料及粉塵對密封裝置進(jìn)行持續(xù)摩擦侵蝕，造成密封失效，最終也能造成螺旋軸頭的磨損。
2 控制螺旋輸送機(jī)磨損的對策

螺旋輸送機(jī)葉片、吊軸承、螺旋磨損機(jī)理各不相同，因此，應(yīng)針對其具體磨損原因采取不同的措施對螺旋輸送機(jī)進(jìn)行改良。

2.1 葉片磨損

由葉片磨損機(jī)理可知，葉片邊緣磨損較嚴(yán)重，因此可以考慮增加葉片邊緣的耐磨性或改變材質(zhì)增強(qiáng)整個(gè)葉片的耐磨性。其具體措施較多，如葉片滲碳、表面噴涂耐磨層、葉片邊緣焊接耐磨焊條、堆焊耐磨層等。表面噴涂耐磨層可使葉片壽命明顯提高，但工藝復(fù)雜，需要專業(yè)廠家進(jìn)行實(shí)施?，F(xiàn)今螺旋輸送機(jī)葉片多采用碳鋼材質(zhì)，有些碳鋼質(zhì)量差，耐磨性低，在使用過程中磨損嚴(yán)重，在葉片邊緣實(shí)施堆焊耐磨層可以增強(qiáng)其耐磨性，且操作簡單、成本較低，可使葉片使用壽命明顯提高。采用高強(qiáng)度鋼板或新型高強(qiáng)度合金體也是螺旋輸送機(jī)葉片以后改良發(fā)展的方向。

2.2 吊軸承磨損

改變吊軸承支撐方式，改滑動(dòng)支承為滾動(dòng)支撐，把連接軸設(shè)計(jì)成光軸，只讓它起到連接螺旋軸的作用，另外增加兩個(gè)托輥支承連接軸，且左右對稱于連接軸兩側(cè)。這樣，軸承只受到連接軸的垂向重力分力，避免了軸承產(chǎn)生軸向移動(dòng)，使得螺旋軸的圓擺動(dòng)不再受托軸承約束，延長了懸吊軸承的使用壽命。改進(jìn)后的吊軸承示意圖如圖3所示。此外，還可以通過改變吊軸承的材質(zhì)使得螺旋輸送機(jī)高效持久運(yùn)行。有資料表明，抗磨鎳鉻白口鑄鐵吊軸承可以有效地延長吊軸承使用壽命，而且其結(jié)構(gòu)簡單，無需密封，維護(hù)少。對吊軸承進(jìn)行必要的潤滑對延長其使用壽命也至關(guān)重要，加大對吊軸承的潤滑可以大大減少進(jìn)入軸瓦間的物料及粉塵數(shù)量，有助于減小摩擦力，降低磨損。

2.3 螺旋磨損

如何減少螺旋磨損可以從如何減少螺旋與機(jī)槽之間的堆積物料考慮。曾志勇曾在螺旋兩端增焊兩塊螺旋葉片，其作用主要是加強(qiáng)對吊軸承處堆積物料的推力，這樣一來，在螺旋旋轉(zhuǎn)時(shí)，能夠通過對堆積的物料產(chǎn)生一定推力以減少物料堆積量，可以有效地減少螺旋磨損程度。徐錦春從加強(qiáng)密封防塵的角度考慮，采取物料與軸承座隔離的方法對螺旋端頭進(jìn)行改造也取得了較好的效果。其具體做法是在螺旋輸送機(jī)靠近軸承一端增設(shè)隔離板使得物料與軸承座之間具有一定空間，在其間充填密封材料，這樣既能改善軸承潤滑性又能提高其使用壽命。

螺旋輸送機(jī)長時(shí)間旋轉(zhuǎn)運(yùn)移物料，其工作環(huán)境一般比較惡劣，輸送槽外部是粉塵彌漫的空間，內(nèi)部是翻騰的物料。因此密封性的好壞對螺旋輸送機(jī)螺旋的磨損也有著密切的影響。如果密封不徹底，物料及空氣的污染物一旦進(jìn)入軸承腔內(nèi)，定會(huì)造成軸承的磨損，同時(shí)也會(huì)造成螺旋端頭的磨損。

2.4 其他

由于軸承密封件密封性受溫度影響明顯，應(yīng)盡量保持螺旋輸送機(jī)的工作環(huán)境在合理的溫度范圍內(nèi)，在使用螺旋輸送機(jī)運(yùn)輸物料時(shí)，要嚴(yán)格按照其操作規(guī)程進(jìn)行，禁止超載、超速運(yùn)行，這對減緩螺旋輸送機(jī)磨損、延長其使用壽命也有著重要的作用。