振动给料机结构改进探讨

陈爱平

（中金岭南韶关冶炼厂，广东 韶关 512024）

1 概述

振动给料机是利用振动技术使承载构件产生定向振动，推动物料前进，实现均匀给料的机器。它主要由激振器、承载槽体和弹性系统三部分组成，其工作原理是：激振器产生周期性变化的激振力，使支撑在弹性系统上的承载槽体产生持续稳定的定向转动，实现物料均匀向前输送，激振器由带一副齿数相同的人字齿轮的两根轴和装在轴端的四个偏心块组成，两根轴作等速反向旋转，两根轴上偏心块质量及偏心矩相等，偏心块所产生的激振力在Y方向上的合力互相叠加，而在X方向上的合力则互相抵消。因此该激振器将产生一个沿Y直线方向周期性变化的激振力，使得承栽体上的物料在激振力的作用下均匀向前输送。

1500×4500振动给料机是韶冶二系统烧结工艺流程中的重要设备，其结构如图1所示：

图1 1500×4500振动给料机结构图

安装在单轴破碎机与齿辊破碎机之间，取代一系统烧结工艺流程中的1#链板输送机，它相对于链板输送机具有如下优点：(1)振动给料输送烧结块均匀稳定，减少了对齿轮破碎机的冲击和有利于烧结块的破碎；(2)结构简单，没有链板运输机那样多的牵引件和润滑点，维护保养工作量少而简单；(3)实现了密闭输送，改善操作环境和有利于粉尘回收。

在试产期间，该设备经常出现故障，对设备作业率和生产影响较大，针对这些问题，厂部专门组织有关人员进行技术攻关，认真分析事故原因，采取有效的措施不断改进，取得了明显的效果。在完成改造以后，基本消除了因该设备事故而造成停机停产的隐患。

2 事故分析和改进措施

二系统试产以来，该台设备频繁发生激振器底板地脚螺栓松动、剪断；轴承透盖紧固螺栓松动、断裂；轴承烧坏、爆裂和槽体底板松动、变形等事故，被迫临时停机检修处理，严重影响正常生产，主要在如下几个方面进行改进。

（1）激振器底板地脚螺栓松动、剪断，主要是因为给料框上安装激振器的底板是先刨削加工表面然后再焊接在给料框上，产生的变形和平面度偏差未能消除，安装激振器时，不能完全紧贴，在使用过程中造成12个地脚螺栓受力不均匀，先把最受力的螺栓剪断后，一个接一个地剪地脚螺栓，改进后采用机械的性能较佳的35CrMo材料制作地脚螺栓，并在底板和激振器底座地脚螺栓孔上设计一个衬套，使螺栓所受剪切力由线接触变成面接触，增强抗剪切的能力，如图2所示：

图2

安装时应尽量将12个地脚螺栓均匀锁紧，使激振器与底板贴紧，先运转4小时，停机紧固螺栓一遍，再运转8小时后，再停机紧固一遍螺栓，最后用电焊把螺母点焊。

（2）轴承透盖螺栓松动、断裂，先后采用加弹簧垫圈和串联金属丝直接锁住等防松措施，但均未取得预期效果，经分析确定是由于人字齿轮（由两斜齿拼装而成）在加工和装配过程中，左右两侧对称齿并不完全对称，齿轮在啮合传动时，左右两侧产生的轴向力不能完全抵消。

由于Fx左、Fx右不能抵消，在轴向存在合力，轴承透盖螺栓在此合力作用下发生松动和断裂。通过改进加工制造和装配精度，要求啮合的两个人字齿轮的四个斜齿轮用同一把铣刀铣齿，拼装人字齿的连接螺栓孔配钻，螺栓采用稍过盈的紧定螺栓，保证斜齿的对称度，这样可以抵消轴向力，达到避免轴承透盖螺栓因受力而松动、剪断的目的。

(3)轴承烧坏、爆裂。原设计激振器人字齿轮采用HL-30齿轮油润滑，四个轴承则采用二硫化钼润滑脂润滑，且轴承内侧与箱体间有挡油环隔开。

由于激振器所处的工作环境温度较高，将轴承内的润滑脂熔化，并流入箱体内，箱体内的齿轮油又因有挡油环而无法甩到轴承中去，这样被动轴上的两轴承得不到足够润滑而烧坏（主动轴承因有箱体内齿轮油浸住而保持润滑）。因此，取消被动轴上的两个挡油环，箱体内人字齿和轴承都改用3#锂基脂润滑，并在外部增设一台电动油泵（型号U=4AE，Q=195ml/ in），每班开5～10分钟，给箱体内供油，在运转时，将3#锂基脂甩入被动轴的轴承中，从而保证轴承和齿轮能长期处于良好的润滑状。也避免特意停机给激振器加油，减少了停机时间。

(4)槽体给料板变形，压紧螺栓松动，原设计为8块铸钢（材质为ZGCr22Ni4Ti）组成的给料板两边用螺栓压紧，中间用楔杆拉紧。

（5）由于它直接与烧结块接触，工作温度高达600～700℃，在高温和高频振动力的作用下，槽体下可避免地产生了变形，使得压紧螺栓松动，8块给料板松开，粉尘和燥音都很大。虽然全部螺栓都采取了热伸长补偿措施（设置碟形弹簧），由于螺母在小方梁内安装，扳手空间过小，安装时难以保证螺栓完全拧紧，无法防止螺栓松动。

先用焊接筋板的方法，把给料板与横梁连接固定起来，但由于该材料焊接性能差，又在使用过程中施工，无法进行退火热处理，消除焊接压力，使用1-2天后又脱焊，后来制作了一块整体的给料板（材质为A3钢），这样虽可以焊牢，使用2个月后，磨损较大和严重变形，又把焊缝拉裂。最后选取ZG35Cr24Ni7Sin为材料铸成三块，用E1-19-9MOW2-18焊条焊接后，进行退火热处理，彻底消除焊接应力后，制作成一块整体的给料板，用28个螺栓穿过横梁带蝶形弹簧紧固，这样可保证有足够的扳手空间，在试运转4小时、8小时后分三次紧固螺栓，最后用双螺母锁死，取得了满意的效果，使用时间长达一年之久，基本保持完好。

3 改造后效果

经过二年时间的试机和试产，边生产、边探索改进，不断完善，取得了较好的效果，在加装电动油泵后，几乎再没有因为该台设备故障影响设备作业率的情况发生。基本解决了二烧结试机试产以来的老大难问题，大大提高了设备作业率，既保证了生产，又减少了维修工作量和节约了成本开支，为二系统达产、超产提供了设备保证，改造前事故和停机时间见表1，改造前主要事故见表2。

表1 改造前事故次数和停机时间

表2 改造前主要事故状况

4 结论

经过两年的运转实践，二烧结的振动给料机取代了一烧结的1#链板运输机，既能满足生产的要求，又改善了周围的环境和减少了维护保养工作量。虽然原设计存在一些结构上的问题，但经过多次改进后，取得了较为满意的效果，这种设计和改进是很可取的。最后有两个问题与各位有识之士共同探讨。

4.1 由于激振器的制造、安装精度要求较高，能否考虑取消齿轮副，两组偏心块由各自电机直接传动并通过电气设备来保证同步。

4.2 正常使用时，激振器振动频率与给料机系统固有频率之比为3-4倍，在开、停机时，如何避免共振所造成与收尘罩相碰而大量扬灰的情形。

4.3 激振器大梁在使用6个月左右容易产生裂纹而断裂。大梁材料如何选用，从而延长大梁使用寿命。

[1]陈贻伍主编.有色金属冶炼设备[M].冶金工业出版社.1994.

[2]史美堂主编.金属材料热处理[M].上海科学技术出版社.1988.

[3]徐灏主编.机械设计手册[M].机械工业出版社.1991.

[4]许镇宇主编.机械设计[M].高等教育出版社.1981.