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回转窑托轮断轴的原因及预防

来源:智慧水泥 王占光           编辑:zk1956           点击次数:7557次

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  托轮与托轮轴是回转窑的关键部件,与其它托轮支撑着回转窑的全部重量,不但价值高制造周期长,且更换难度大,一旦出现托轮轴断裂,会给企业生产带来很大损失,必须予以重视,现就托轮轴断裂的原因及预防进行阐述。

  一、托轮断轴的原因
 
  托轮与轴一般采用热或冷装法,把轴与托轮紧密装配在一起,作为被包容件的托轮轴将会收到很大的压力,使之产生巨大的摩擦力,不然会随着托轮的压延伸长,与轴产生松动。由于托轮通过轴支撑着窑的所有重量,所以轴承受着很大的剪应力,同时由于托轮是旋转部件,还要受到交变应力的侵扰。不但如此还有温度应力、摩擦力的干扰,受力比较复杂。下面从受力的角度其它方面的影响,阐述托轮轴断裂的原因。
 
  1、托轮与轴配合不合理
 
  托轮与轴的配合过盈量一般为轴径的千分之零点六到千分之一,以保证托轮与轴不会产生松动,但这个过盈量会使轴在托轮孔的端部产生缩颈,产生应力集中,那么轴在此发生断裂不难想像,事实也是如此。
 
  2、疲劳断裂
 
  由于托轮受力复杂,若把托轮与轴作为一个整体考虑,那么轴所承受的弯曲应力、剪应力最大之处在托轮孔端部的对应处,该处在交变负荷的作用下容易疲劳,所以断裂也应发生在托轮与轴结合部位的端部。
 
  3、制造缺陷
 
  托轮轴一般需要由钢锭或圆钢锻打、机械加工、热处理等工序完成,中间一旦出现缺陷又未能检出,比如钢锭内杂质、锻造虫皮等、热处理中出现微裂纹,这些缺陷不但使轴承载能力受限,还产生应力集中,由此为源,一旦裂纹扩张,断裂就不可避免。
 
  4、温度应力或受力不当
 
  回转窑大瓦发热是一种常见故障,若操作维护不当,容易使托轮轴产生表面裂纹。当大瓦发热时,轴的温度一定很高,此时若使轴急剧冷却,由于轴的内部冷却很慢,急剧收缩的轴表面只有通过裂纹来释放巨大的收缩应力,这时表面裂纹会产生应力集中,在交变应力的作用下,裂纹一旦出现环向扩张,且达到一定程度就会发生断裂。托轮受力过大也是如此,比如调整不当,使轴或轴的某个截面受力过大,容易造成托轮轴的断裂。
 
  二、托轮轴断裂的预防
 
  时面说了托轮轴断裂的原因,现根据原因谈谈预防的方法。
 
  1、托轮与轴包容区域采取不同的过盈量
 
  因托轮与轴过盈量很大,所以托轮内孔端部热装冷却收紧后,使得轴在该处产生缩颈,应力集中过大,所以在设计、制造、安装过程中,将托轮内孔的两端部(范围100mm左右),由内而外逐步减小过盈量,以缓解缩颈现象的发生,缩小的量可逐步减小到中间过盈量的三分之一到二分之一,以此避免或减少缩颈现象。
 
  2、全面探伤消除缺陷
 
  缺陷会使轴的承载能力下降,也会产生应力集中,常常引发断裂事故,危害极大,必须予以重视,对于托轮轴来说,必须提前查出缺陷,比如在加工前要对选材进行探伤,选择没有问题的材料;加工中也要探伤,消除缺陷,保证轴的内在质量,同时保证轴的加工精度,消除裂纹源和应力集中源。
 
  3、对大窑合理调整,减少附加载荷
 
  多根托轮轴通过托轮支撑着窑的全部重量,载荷很大,若安装或维修调整不当,就会产生偏载。离窑中心线不一致时,会致使某个托轮受力过大;当托轮轴线与窑中心线不平行时,会使轴的某侧受力变大。受力过大 不当回引发大瓦发热,还会因轴的某处应力大,给轴造成伤害,所以对窑的维修调整必须重视,避免或减少附加载荷,使窑轻快运行。在维修过程中,避免在轴上动火、动焊,避免对轴砂轮打磨,以减少对轴的损伤。
 
  4、运转期间不要对热轴急冷
 
  大窑在运转中,会因某些原因引起大瓦发热,此时为了减少生产损失 ,有些单位往往采取快速冷却,这就容易造成轴表面产生微裂纹,所以要采取缓冷但办法,力求避免急剧冷却。


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