Обслуживание и капитальный ремонт стержневой мельницы МСЦ 3200х4500

Неисправностями вал-шестерни является износ зубьев по длине и толщине, ступенчатая выработка зубьев, выкрашивание закаленной рабочей поверхности зубьев, поломка зубьев.

Контроль износа зубьев по длине осуществляется штангенльциркулем, по толщине – штангензубомером по начальной окружности. Остальные неисправности выявляются внешним осмотром. Износ зубьев вал-шестерни определяется контрольной скобой. Если скоба плотно садится на вершину зуба, вал-шестерню выбраковывают.

Необходимость ремонта подшипников скольжения возникает при следующих неисправностях:

1. искажение первоначальной геометрической формы поверхности трения;
2. появление задиров и рисок на поверхностях трения;
3. частичное либо полное выплавление или отслаивание баббита;
4. образование трещин.

При износе подшипника проводят шабрение вкладыша или их перезаливку. Шабровка осуществляется путем соскабливания неровностей с поверхности баббитовой заливки. За один поход шабера снимается слой металла толщиной 0,005 – 0,007 мм.

Прилегание шеек барабана мельницы к вкладышам подшипников должно происходить по дуге не менее 60 – 80є. Равномерность прилегания определяются числом пятен касания, которое должно быть ≥10 на квадрате, имеющем размеры 25х25 мм.

При значительном износе вкладышей или расслоении баббита их перезаливают. Перезаливка складывается из следующих операций:

1. подготовка подшипника к ремонту;
2. лужение подшипника;
3. подготовка баббита к заливке;
4. заливка подшипника;
5. обработка и контроль.

При восстановлении вкладышей подшипников с целью замены высокооловянистыхт баббитов могут применятся антифрикционные сплавы, получаемые в процессе металлизации.

Причинами вытекания масла из подшипников скольжения могут быть заполнение подшипника маслом сверх допустимой нормы, применение несоответствующих сортов масла с пониженной вязкостью, повышенные зазоры в уплотнениях, а также конструктивные недостатки, которые могут быть устранены при очередной модернизации во время ремонта.

Подшипники качения подлежат замене, если обнаружены следующие неисправности: задиры на беговых дорожках и телах качения, повреждения в местах посадки подшипника в корпусе или на валу, увеличенные зазоры между телами качения и обоймами, цвета побежалости, следы защемления, выкрашивания, отслаивания, шелушения раковин, надломы и трещины на сепараторе.

При отсутствии указанных дефектов шарикоподшипники проверяются на шум и легкость вращения от руки. Подшипник должен иметь ровный ход без заедания и шума. Проверяются с помощью индикаторов радиальный люфт и осевой зазор.

Посадка подшипника качения на вал обычно производится с натягом. Внутренняя обойма подшипника обработана пол 7 – 8 классу шероховатости, а твердость стали обоймы в 2 – 3 раза больше материала вала, так как все детали подшипника качения закалены. При посадке подшипника без нагрева происходит срезание неровностей вала, а при посадке с нагревом – смятие неровностей вала. Если вал обработан грубо, посадка с течением времени ослабевает, поэтому посадочное место вала также должно обрабатываться по 7 – 8 классу шероховатости.

Ремонт сварных соединений осуществляется путем подваривания.

Технология ремонта корпуса заключается в следующем.

1. Поврежденные места, подлежащие сварке, тщательно обрабатываются шлифовальным канем до удаления всех дефектов и придания им формы с плавными переходами.
2. Обработанные места подвергаются магнитному и ультразвуковому контролю для выявления дефектов.
3. Сквозные повреждения заплавляются на подкладках. Заплавка выполняется на постоянном токе. Режим заплавки – общепринятый для соответствующей марки электрода, его диаметра и материала корпуса.

Удаление дефекта осуществляется огневым или механическим способом. Форма разделки должна иметь плавные переходы к поверхности основного металла. Сквозные трещины по толщине стенки более 20 мм разделывают с обеих сторон.

В резьбовых соединениях встречаются следующие виды повреждений:

1) изменение профиля резьбы по среднему диаметру в соединениях с частым относительным перемещением элементов;

2) смятие рабочих поверхностей  резьбы под действием рабочих  нагрузок;

3) удлинение стержня болта с  изменением шага резьбы в результате действия осевых рабочих нагрузок и усилий затяжки;

4) поломка или ослабление пружинных  шайб, а также износ и смятие  простых шайб и граней болтов  и гаек.

Поврежденные крепежные болты, винты и гайки заменяются новыми. Исключение допускается лишь для гаек, имеющих слегка смятые грани.

Сорванная или изношенная резьба в небольших отверстиях не восстанавливается. В таких случаях деталь высверливается на небольшую глубину и в этой части нарезается резьба. При этом болт должен иметь удлиненную резьбовую часть. Иногда отверстие просверливается и нарезается новая резьба большего размера. Соответственно рассверливаются болтовые отверстия сопряженных деталей и используются болты с новой резьбой.

В шпоночных соединениях чаще всего изнашиваются рабочие поверхности шпонок и пазов.

Шпонки заменяются новыми. Пригонка шпонок по шпоночным пазам на валу и сопрягаемой с ним детали осуществляется опиливанием, строганием, фрезерованием и шлифованием.

Разработанные шпоночные пазы на валах восстанавливаются наплавкой с последующим фрезерованием. Ремонт шпоночного паза возможен путем установки точной копии шпонки, изготовленной из графита, наплавкой краев шпоночного паза и обработкой вала после удаления графитовой шпонки.

Часто шпоночный паз изготавливают на новом месте. Обработка и изготовлении новых пазов на валах проводится на горизонтально- и вертикально-фрезерных станках дисковыми и пальцевыми фрезами.

 

2.3 Технологический расчет стержневой мельницы

 

Исходные данные для расчета:

Мельница эксплуатируется в схеме обогатительной фабрики 2 РУ. Производительность фабрики в 100% К2О 1,2 млн.т/год.

Производительность стержневой мельницы определяется по следующей формуле:

 

Q = q* Vб, т/ч,

 

где q – удельная производительность мельницы, т/(ч*м3). Удельная производительность стержневой мельницы при измельчении от 10 – 15 мм до 0,8 – 1 мм составляет 5 – 7 т/(ч*м3)

Vб – рабочий объем барабана, м3.

Определяем часовую производительность фабрики по руде, по следующей формуле:

 

Qчас = Арудагод * К/а * в,

 

где Qчас – производительность отделения измельчения фабрики за один час; а – количество рабочих дней в году, принимают а = 340дней; в – количество рабочих часов в сутки, принимают в = 22,5 часов; К – коэффициент, К = 1,15; Арудагод –производительность фабрики по руде за год.

 

 

Арудагод = АК2О*1,583*1003/(а * ε (100 - wр)) = 1,2 *106 * 1,583 * 1003/ (25% * 81,5% (100 – 0,5%)) = 9,3 * 103 т/год

 

где а – содержание КС1 в исходной руде, %, по СОФ 2 среднее содержание КС1 в руде 25%; ε – товарное извлечение КС1 в готовый продукт, % ; wр – влажность руды , wр = 0,5 %.

 

ε КС1сух.к-т =83%; ε = ε КС1сух.к-т – 1,5 = 83 - 1,5 = 81,5 %

Qчас = Арудагод * К/а * в = 9,3 * 103 *1,15 / 340 * 22,5 = 1404,3 т/ч

 

Определим производительность одной мельницы за один час:

 

Q = Qчас/ 8 = 1404,3/8 = 176 т/ч

 

Для обеспечения заданной производительности требуется объем барабана:

 

Vб = Q /q = 176 / 7 =25 м3

 

Используя технические характеристики, стержневых мельниц с центральной разгрузкой, принимаем к установке стержневую мельницу МСЦ 3200х4500 с объемом барабана 32 м3. Ближайшая по типоразмеру мельница МСЦ 2700х3600 имеет недостаточный объем барабана 17,5 м3.

Максимальная производительность выбранной мельницы составляет:

 

Q = 7 * 32 = 224 т/ч

 

Коэффициент использования мельницы:

 

Кисп = ( 176 / 224) *100% = 78,6 %

 

В зависимости от частоты вращения барабана различают каскадный, водопадный и смешанный режимы работ мельниц. При каскадном режиме частота вращения барабана мала и стержни, поднимаясь на некоторую высоту вместе с барабаном, затем скатываются или сползают вниз параллельными слоями, измельчая материал главным образом истиранием. При увеличении частоты вращения барабана стержни под действием центробежной силы поднимаются выше и, достигнув определенной для каждой частоты вращения высоты, нанося удары по руде. Такой режим работы мельницы называют водопадным. Руда в этом случае измельчается главным образом за счет удара стержней и частично истирания. Смешанный режим осуществляется при переходе от каскадного режима к водопадному.

Частота вращения барабана может быть такой, когда центробежная сила достигает настолько большой величины, что стержни не могут оторваться от барабана и вращаются вместе с ним. Руда при этом случае не измельчается.

Частота вращения, при которой стержни прижимаются центробежной силой к внутренней поверхности барабана и начинают вращаться вместе с ним, назы-вается критической.

Критическая частота вращения барабана мельницы определяется по диаметру барабана и равна:

 

nкр = 42,4/√D = 42,4/√3.2 = 23.7 об/мин

 

Рабочая частота вращения составляет 75 – 85 % критической частоты вращения, значит должна быть в пределах:

 

nр = (0,75 – 0,85) nкр = 17,8 – 20,1 об/мин (не более)

 

При такой частоте вращения барабана производительность и эффективность работы мельницы будут максимальными.

Установлено, что оптимальная частота вращения барабана зависит от сте-пени его заполнения измельчающими телами, которая характеризуется коэффициентом заполнения φ. Для стержневых мельниц коэффициент запол-нения φ обычно равен 0,3 – 0,4.

Коэффициент заполнения мельницы стержнями можно определить по следующей формуле:

 

φ = (4 Gст) / (γст π D2 L)

 

где Gст – масса стержневой загрузки, т;

γст – насыпная масса стержней, т/м3;

L – длина барабана, м.

Определяем массу стержней:

 

Gст = (γст π D2 L)/4 = (0,3 * 6,3 * 3,14 * 3,22 *4,5) / 4 = 68 т = 68000 кг

 

Исходя из практики измельчения сильвинитовой руды, склонной к шламообразованию принимаем стержневую нагрузку 35 т, что обеспечивает измельчение до крупности 1,25 мм.

Мельница оборудована электродвигателем ДСП 260/39-36 мощностью 900 кВт, число оборотов 167 об/мин и весом 15900 кг.

 

Характеристика привода мельницы

Число зубьев вал-шестерни	22
Число зубьев зубчатого венца	254
Передаточное отношение	11,545
Модуль в нормальном сечении, мм	20
Угол зацепления, град.	20
Межцентровое расстояние, мм	2771,64
Наибольший допускаемый момент, тм	20

 

 

Техническая характеристика мельницы МСЦ 3200х4500:

Размер мельницы, мм:
Длина	12440
Ширина	7205
Высота	5228
Диаметр барабана внутренний, мм	3200
Длина барабана, мм	4500
Объем барабана номинальный, м3	32
Частота вращения барабана, об/мин	14,46
Мощность электродвигателя, кВт	900
Масса мельницы (без электрооборудования, смазочной станции, мелющих тел), кг	133119
Масса вращающихся частей (без мелющих тел и измельчаемого материала), кг	108000
Масса мелющих тел, кг	До 70000

 

2.4 Механический расчет открытой зубчатой передачи стержневой мельницы

 

Кинематическая схема открытой зубчатой передачи стержневой мельницы приведена в приложении В:

Исходные данные для расчета:

Число зубьев вал-шестерни – Z1= 22;

Число зубьев зубвенца – Z2 =254;

Передаточное отношение – U =11,245;