论文导读：：针对自磨机中空轴因为腐蚀、磨损致使材质强度下降后出现断裂，致使设备频繁停机，前期多次采用传统的焊补工艺始终没有解决问题，后期使用单液疏水性PU发泡止水剂对断裂处进行充填，最终使问题得到了解决。

　　论文关键词：自磨机进料中空轴，疲劳极限，材料ZG35B，充填，PU发泡止水剂

　　一、引言：

　　西部黄金伊犁有限责任公司原名阿希金矿，位于伊宁县城北偏东30公里处，是集采、选、冶为一体的现代化黄金生产企业。始建于1993年6月，于1995年6月投料试生产，1996年9月通过国家竣工验收正式生产，是国内第一家采用树脂提金工艺的大型矿山。我矿在矿石粗碎部分选用的是一台Φ5.5×1.8湿式自磨机，自磨机是一种不需要添加任何介质，仅依靠物料自身进行磨碎的磨矿设备。该设备自建矿使用至今由于磨损、腐蚀等原因，筒体、进排料端面及进排料中空轴等部分已出现不同程度的磨损，特别是进料中空轴处自2009年至2011年期间多次出现故障，频繁停机杂志网，致使磨机运转率低，维修费用高，严重制约了生产。为此我矿采取各种修复方案进行了多次维修，可是效果都不理想（每次维修后使用周期仅为十天左右），最后经过研究与探讨，采取了对故障处充填发泡止水剂的方案进行修复，修复后自磨机经过近半年多运转未再出现故障，提高了磨机的运转率，保障了生产的正常进行，该修复方案达到了预期的效果。

　　二、设备现状分析：

　　2.1）　Φ5.5×1.8湿式自磨机是由筒体、端盖、排料部、给料部、轴承部、传动部、内部衬板及润滑系统等组成（如图一），其结构特点为中空轴颈短，筒体长度小而直径大，易于物料给入及分级，缩短物料在磨机内的停留时间，防止了偏析现象出现，从而有较大的生产处理能力，磨机采用稀油集中循环润滑系统。

　　PU发泡止水剂

　　2.2）　磨机进料部结构如图二所示，由于磨损矿浆由筒体内沿进料衬套与中空轴间隙处进入磨损区域，中空轴磨损处原厚度约为50－60mm，材质为ZG35B，此处结构呈倒三角形，矿浆易进不易出杂志网，从而加剧了此处的磨损量。当中空轴磨穿后，矿浆进入磨机中心润滑系统导致润滑油受到污染，磨机在油压过低保护作用下出现跳闸现象，检查后我们才发现中空轴由于磨损已出现穿孔，多处壁厚由于磨损厚度已不足10mm。

　　PU发泡止水剂

　　2.3）前期主要采取了传统焊接工艺对磨损处进行修复处理，打坡口、钻止裂孔、镶材质Ｑ235钢板进行焊补，并利用高标号混凝土对空隙处进行了充填（希望通过灌注混凝土阻断矿浆进入的通道），但是由于内部极不规则、空间狭小，混凝土在凝固过程中会出现龟裂、收缩等原因，致使矿浆污染润滑油造成磨机故障仍频繁出现，每次故障发生后仅更换润滑油就达900Ｋg，焊补修复时间约为10－12小时。

　　表一（ZG35B化学及物理性能）：

　　化学成分

　　C

　　Si

　　Mn

　　S

　　P

　　0.40

　　0.50

　　0.90

　　0.04

　　0.04

　　物理性能

　　抗拉强度 σb （N/mm2）

　　σ（％）

　　Ψ（％）

　　冲击韧性

　　焊接性

　　500

　　18

　　25

　　22j

　　一般

　　2.4）由于ZG35B焊接性能一般，因此焊接过程中用过多种方法，试过多种焊条，采取过多种不同的焊接工艺，但是焊接后效果都不理想，使用周期约十个工作日，最终穿孔开裂点的数量由一处不断增加，在直径为2000mm的圆周上，磨损断裂处的长度约占1／3，我们对中空轴的这一段进行了受力分析，此处仅仅是一个密封面基本上不受力杂志网，频繁出现故障的原因初步分析是：首先设备老化，此处材质强度已远远不能达到要求，已接近疲劳极限； 其次就是中空轴断裂处内部空间充填有混凝土，给焊接工作增加了相应的难度，焊接过程中易产生焊接缺陷。最根本是原因是此处材料厚度已由原60mm磨损至10mm以下，运转中会因为矿石冲击、筒体转动的震动产生共振现象，致使焊缝及薄弱处由于这种不规则的振动出现频繁断裂。

　　三、采取的修复措施：

　　3.1）经过多次焊补修复，一次次的失败让我们总结出：通过焊补的方法来解决这个问题是行不通的，焊接质量与材料强度我们无法保证，因此频繁的焊接修复只会将故障点的数量及长度加大，使用周期愈来愈短，最终使我们不得不放弃焊接修复的方法。

　　3.2）通过对受损部位的分析与研究，我们发现受损部位不是承重受力部位，它只是中空轴润滑系统的一个密封面，只要想法做好源头密封，阻止矿浆进入受损区域，不再对润滑油造成污染基本上就可以解决问题。但是进料衬套与中空轴装配处漏洞太多，首先是焊补工作量大，没有这么长的检修时间，还有就算焊补完成，也只能解决一时，时间久了还会磨穿，故障依旧存在。

　　3.3）通过多方了解与资料查阅，我们找到了一种SL668单液疏水性pu发泡止水剂，它是一种以MDI（二苯基甲烷二异氰酸酯）为主原料的单液聚胺脂，与水作用后形成发泡体，具有止水及填补缝隙之功能；该产品的特性：1、反应性佳，与水反应约8～10分钟发泡完成，3～7小时可完成硬化。2、产品凝固后不会收缩。3、发泡体倍数够，可高至10～25倍左右。4、与混凝土接着性好。5、可与偏酸或偏碱的水质反应而不影响发泡体的物化性。

　　3.4）最终我们选择使用这种SL668单液疏水性pu发泡止水剂，来对磨机中空轴与衬套空隙处进行充填，充填时使用HX-600微型电动高压注浆机， 这种高压灌注机在工作时几秒内就能达到0---50Mpa工作压力，在这种压力下所有的空隙充填时不会留下死角。这样以来所有空隙处全部充填有止水发泡剂，最后用高压加入一定清水，使发泡剂与水充分反应，迅速膨胀发泡凝固堵塞其裂缝，由此杜绝了矿浆由磨损处进行润滑系统的通道（如图三），真正达到了完美的防渗止漏的效果。

　　四、处理后的结果与分析：

　　4.1）通过对磨机中空轴磨损处充填发泡止水剂最终使问题得到了解决，处理完成后经过近半年平稳运转，没有再出现中空轴开裂导致停机的恶性事故，提高了磨机的运转率，节约了维修成本。

　　4.2）在此期间因为磨机检修，打开修复处进行检查杂志网，发现自充填后，中空轴不再开裂，不像是以往每次打开除旧裂纹外总是会出现几处新的裂纹，我们分析可能是空隙处充填了止水发泡剂后，发泡剂与水充分反应后形成的发泡体有一定的弹性，它充分充填了空隙处，使磨损后变的薄弱的中空轴受损处不再因震动而产生共振现象。

　　4.3）理想的使用效果表明，使用这种方法来处理类似的故障是可行的，但首先受损处不能是设备承重受力点，但是这种方法只能作为设备维修应急，要想真正做到设备维护与保养要求，就必须要加强设备点检与管理工作，真正从源头上来杜绝事故发生。

　　参考文献：

　　《机械设计手册》第一卷机械工业出版社主编：闻邦椿2010年

　　《最新中国选矿设备手册》北京机械工业出版社主编：孙时元2004年

　　《焊接手册》机械工业出版社主编：中国机械工程学会焊接学会2008年