巍立路橋淺析立軸沖擊破碎機(jī)葉輪磨損修復(fù)

時(shí)間：2015-04-10作者：上海巍立路橋設(shè)備有限公司瀏覽：50

立軸沖擊式破碎機(jī)是混凝土骨料加工系統(tǒng)的重要設(shè)備之一。葉輪通過(guò)兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)用三角帶傳動(dòng)，將動(dòng)力直接傳遞到葉輪軸，通過(guò)葉輪的高速運(yùn)轉(zhuǎn)，將骨料甩到破碎腔對(duì)小于60mm的骨料進(jìn)行破碎。葉輪外形見(jiàn) 圖1：
 
         立軸沖擊式破碎機(jī)用 于對(duì)小于40mm的骨料進(jìn)行整形、破碎。葉輪長(zhǎng)期在高轉(zhuǎn)速、高粉塵和受力突變的環(huán)境中運(yùn)行，容易發(fā)生磨損、破裂現(xiàn)象。若不及時(shí)處理，磨損加劇，將加大修復(fù) 工作難度，甚至?xí)霈F(xiàn)斷裂、報(bào)廢，較可能會(huì)造成安全事故。葉輪斷裂見(jiàn)圖2：因此，通過(guò)電焊修復(fù)葉輪是非常必要的。一般的情況下，為了節(jié)約成本，通常采用堆 焊技術(shù)進(jìn)行修復(fù)。


圖1　葉輪外形
 

圖2　葉輪斷裂
 
             2、立軸沖擊式破碎機(jī)的磨損原因
            物料由進(jìn)料斗進(jìn)入碎石機(jī)，經(jīng)分料器將物料分成兩部 分，一部分由分料器中間進(jìn)入高速旋轉(zhuǎn)的葉輪中，在葉輪內(nèi)被迅速加速，然后高速?gòu)娜~輪四個(gè)均布的流道內(nèi)拋射出去，首先同由分料器四周自由落下的一部分物料沖 擊破碎，然后一起沖擊到渦支腔內(nèi)物料襯層上，被物料襯層反彈，斜向上沖擊到渦動(dòng)腔的**部，又改變其運(yùn)動(dòng)方向，偏轉(zhuǎn)向下運(yùn)動(dòng)，從葉輪流道**出來(lái)的物料形成 連續(xù)的物料幕。這樣一塊物料在渦動(dòng)破碎腔內(nèi)受到兩次以至多次機(jī)率撞擊、磨擦和研磨破碎作用。由以上的破碎機(jī)運(yùn)作原理可以發(fā)現(xiàn)，破碎機(jī)的葉輪是立軸沖擊式破碎機(jī)的關(guān)鍵部件，其性能的好壞直接影響破碎機(jī)的工作效率。同時(shí)，導(dǎo)致葉輪磨損主要有以下幾個(gè)因素：
 
           （1）巖石的巖性
            如果立軸沖擊式破碎機(jī)加工對(duì)象為玄武巖的話，玄武巖具有硬度高（237Mpa）、磨蝕性強(qiáng)的特點(diǎn)，長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)轉(zhuǎn)會(huì)加快了葉輪的磨損。
 
           （2）進(jìn)入設(shè)備的物料顆粒大小不符合規(guī)定要求。
            工作時(shí)禁止大于規(guī)定尺寸的物料進(jìn)入破碎機(jī)，否則，可能會(huì)引起葉輪不平衡，同時(shí)大的顆粒會(huì)對(duì)高速運(yùn)轉(zhuǎn)的葉輪產(chǎn)生巨大損害，直接加劇其磨損。
 
           （3）給料不連續(xù)、不均勻。
 
           （4）葉輪自身質(zhì)量較差或沒(méi)有達(dá)到質(zhì)量要求
 
           3、傳統(tǒng)的葉輪表面進(jìn)行耐磨修復(fù)的方法
           修復(fù)葉輪的磨損面，應(yīng)首先明確采用焊接工藝中的熔焊大類下的堆焊方法。所謂堆焊，即為增大或恢復(fù)焊件尺寸，或使焊件表面獲得具有特殊性能的熔敷金屬而進(jìn)行 的焊接。堆焊作為材料表面改性的一種經(jīng)濟(jì)而快速的工藝方法，越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于設(shè)備部件的修復(fù)中。為了較有效地發(fā)揮堆焊層的作用，希望采用的堆焊方法有較 小的母材稀釋、較高的熔敷速度和優(yōu)良的堆焊層性能，即優(yōu)質(zhì)、高效、低稀釋率的堆焊技術(shù)。傳統(tǒng)的修復(fù)方法是采用耐磨焊條對(duì)葉輪表面進(jìn)行堆焊，這樣可以使葉輪 表面覆蓋耐磨涂層，使其重新具備良好的工作性能而達(dá)到修復(fù)的目的。該方法雖然能達(dá)到修復(fù)效果，但由于對(duì)耐磨焊條的需求量大，同時(shí)耐磨焊條的價(jià)格偏高，所以 使用該方法對(duì)葉輪進(jìn)行修復(fù)的成本是很高的。因葉輪常磨損需要修復(fù)，為節(jié)約檢修成本，在經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn)對(duì)比的情況下，采用成本較低的不銹鋼焊條與耐磨焊條搭配 使用對(duì)葉輪進(jìn)行修復(fù)，既能達(dá)到使用要求，同時(shí)能夠降低成本。
 
           4、葉輪表面材質(zhì)分析
           立軸沖擊式破碎機(jī)葉輪采用ZG40Mn中碳鑄鋼制成，其化學(xué)成分、機(jī)械性能見(jiàn)表1、表2。
 
表1　葉輪本體材料化學(xué)成分表

C	Si	Mn	S	P
0.4%	0.5%	0.9%	0.05%	0.04%

 
 
表2　葉輪機(jī)械性能表

葉輪材料	熱處理 類型	機(jī)械性能				硬度 HB
		бs ㎏ /mm2	бb ㎏ /mm2	δ5%	Ψ%
ZG40Mn	正火+ 回火	65	30	12	30	≥ 163

 
 
          5、修復(fù)葉輪試驗(yàn)
         根據(jù)對(duì)葉輪的材質(zhì)分析，選用耐磨焊條修復(fù)葉輪表面磨損是完全可行的，并且也不會(huì)影響設(shè)備使用壽命。由于耐磨焊條成本偏高，因此，在保證設(shè)備安全、延長(zhǎng)葉輪 使用時(shí)間的前提下，為降低成本，能不能換一種焊條，或者用幾種比較經(jīng)濟(jì)的焊條搭配使用，從而降低成本。先采用了不銹鋼焊條進(jìn)行試驗(yàn)。修復(fù)后的葉輪使用時(shí)間 大大減小，使得單位成本有一定的升高，遂放棄這種方法。由于不銹鋼焊條成本相對(duì)于耐磨焊條價(jià)格低廉，并且性能優(yōu)良，用不銹鋼焊條打底，然后用耐磨焊條蓋面 進(jìn)行試驗(yàn)，分析能否降低成本，保證使用時(shí)間。根據(jù)葉輪表面材料性質(zhì)，選用了以下幾種電焊條。焊條的性質(zhì)如表3 所示：
表3　不同型號(hào)焊條的機(jī)械性能

型號(hào)	電焊條名稱	機(jī)械性能
D656	鑄鐵堆焊電焊條	堆焊層硬度高，耐強(qiáng)磨料磨損具有良好的抗沖擊、抗氧化及耐氣蝕性。
TDM-8	堆耐磨碳化鎢電焊條	堆焊層具有硬度高、韌性好、耐高溫和耐磨損。
A002	鈦鈣型藥皮不銹鋼電焊條	有很好的抗晶間腐蝕性能、良好的焊接工藝性能，藥皮耐紅，強(qiáng)度好，抗氣孔性好。
G217	Cr13 不銹鋼電焊條	用于如汽輪機(jī)葉片的補(bǔ)焊及對(duì)接，也可用于耐蝕、耐磨的表面堆焊。
CHS102	鈦鈣型藥皮不銹鋼電焊條	焊縫金屬具有良好的力學(xué)性能及抗晶間腐蝕性能，電弧柔和、飛濺很小，焊縫成型美觀，焊條不易發(fā)紅，全位置焊接性良好，焊條藥皮強(qiáng)度好。

 
 
          采用手工電弧焊并選用D656鑄鐵堆焊焊條以及G217不銹鋼焊條進(jìn)行堆焊，以G217不銹鋼焊條打底，D656鑄鐵堆焊焊條蓋面，堆焊完成后，使用40 天時(shí)，就發(fā)現(xiàn)磨損比較嚴(yán)重。同時(shí)經(jīng)過(guò)計(jì)算，平均單位成本也較高，因此排除這種搭配方式。因以上兩種焊條成本過(guò)高，于是采用加權(quán)平均法選用成本較低的焊條組 合。選擇A002不銹鋼電焊條打底，D656鑄鐵堆焊焊條蓋面進(jìn)行測(cè)試，經(jīng)焊后的試件試用平均38天已損壞。單位成本依然較高。再次選用A002不銹鋼電 焊條打底，TDM-8耐磨碳化鎢電焊條蓋面。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)，使用壽命達(dá)43 天，單位成本有所下降。又選用CHS102不銹鋼電焊條打底，TDM-8電焊條進(jìn)行蓋面。經(jīng)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，平均使用天數(shù)達(dá)到了45天。經(jīng)過(guò)計(jì)算，單位成本降低 到大約10 元/天。以上所有試驗(yàn)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)如下：


焊條類別	使用量	單價(jià)	總價(jià)	使用天數(shù)	單位成本
D656	10公斤	53元	530元	48	11.1元/天
CHS102	10公斤	35元	350元	30	11.8元/天
D656+G217	各5公斤	均價(jià)50元	500元	40	12.5元/天
D656+A002	各5公斤	均價(jià)47元	470元	40	11.8元/天
TDM8+A002	各5 公斤	均價(jià)45 元	450 元	43	10.5 元/天
TDM8+CHS102	5 公斤均價(jià)	45 元	450 元	45	10 元/天

 
           根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以清楚的看到，采用TDM-8堆耐磨碳化鎢電焊條以及CHS102不銹鋼電焊條后，使用壽命僅比使用一種耐磨焊條進(jìn)行修復(fù)減少了5天，而單次修復(fù)總成本卻減少了80元，致使單位成本減少了1.1元，降低了成本，成為堆焊修復(fù)立軸沖擊式破碎機(jī)葉輪表面磨損的新方法。
 
            通過(guò)選用不同種類的電焊條搭配，對(duì)立軸沖擊式破碎機(jī)葉輪進(jìn)行表面修復(fù)，延長(zhǎng)了設(shè)備的維護(hù)周期，延長(zhǎng)了生產(chǎn)使用時(shí)間。同時(shí)，降低了單位成本，提高了經(jīng)濟(jì)效益，是一種較為可取的新方法。
 
           該方法可作為以后立軸沖擊式破碎機(jī)葉輪進(jìn)行表面修復(fù)參考。但同時(shí)仍然存在一些問(wèn)題沒(méi)有涉及到，比如如何對(duì)不同種類的電焊條的數(shù)量進(jìn)行搭配，能使特定種類的電焊條的修復(fù)工作成本達(dá)到較小。這些問(wèn)題在以后的工作中應(yīng)該不斷鉆研，爭(zhēng)取有新的突破。
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