提升机料斗螺栓断裂分析
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生产技术明智:提升机料斗螺栓断裂分析
中图分类号:TQ172.6文献标志码：
B 文章编号：
1007-0389(2019
)02-38-02 [D0l]10.13697/j.cnki.32-1449/tu.2019.02.012
提升机料斗螺栓断裂分析
明智（中建材（合肥）
机电工程技术有限公司
，安徽合肥
230051）
9存在的问题某水泥厂钢丝胶带提升机在使用过程中，料斗
螺栓出现批量断裂现象，给生产造成困扰。该螺栓
规格型号M14'70,材质
45号钢，
性能等级
8.8级
。
经现场调研,提取断裂螺栓做金相分析，并随机抽取
同批次库存螺栓送检第三方,组织技术人员对断裂
料斗螺栓及与螺栓相关部件间配合状况进行分析。2螺栓断裂原因分析2.1理化检测分析从现场断裂螺栓上取样进行化学成分分析,结
果如表#可见螺栓的化学成分符合
GB/T 3077
—
1999要求。
表1螺栓的化学成分分析结果 ％
项目CSi
MiSP
&8级螺栓标准值
022 〜020027 〜027020 〜0206).2356).233
(M11X70)
实测值2502120021022
取断裂螺栓同批次库存螺栓样件进行物理机械 性能分析，结果见表2。由表2可知螺栓的抗拉强 度、冲击韧性、表面硬度均符合GB/T 3098.1—2000 标准要求。表2螺栓物理机械性能分析结果项目抗拉强度/MPa冲击J硬度HRC&8级螺栓标准值：00：022 〜32(M14X70)实测值900,9947,58,5230，30，30取4只断裂螺栓,从螺栓断裂部位取样进行金 相检验，发现4只样件内部组织均为回火索氏体加 少量铁素体,未发现淬火裂纹，见图1。从金相组织 上看，表明热处理工艺不存在问题,且较为稳定。图9 500X显微组织根据理化检验分析可知，该批料斗螺栓物理机 械性能符合该水泥厂采购合同中规定的GB/ T 3098.1—2000中8.8级性能要求。2.2螺栓断裂状态及相互作用零部件分析仔细观察断裂螺栓，发现其断裂位置集中在第 6个丝牙到第10个丝牙之间（从大平头端面开始计 数），此位置刚好位于螺母与钢质球面垫片接触位 置（由于钢丝胶带与橡胶垫板为弹性材料
，理论上
的第10个丝牙位置
，实际上有
1个牙距左右的变动
范围）。
螺栓断口侧面丝牙上有明显的击打磨损痕迹, 有的甚至被磨平，且断裂表面均有不同大小台阶,
见图2,表明料斗螺栓在断裂前受严重剪切冲击力
。
图8原厂提升机料斗凸型球
面情况
图2现场螺栓断裂端面
检查与螺栓配套的凸型球面垫片，其内外球面 尺寸均符合设计和使用要求。由于该水泥厂提升机料斗为原厂旧件，翻查其
库存料斗备件，
发现料
斗凸型球面外弧尺寸 严重不规整，呈扁平 状，圆弧大小不一，且
部分凸型球面中心偏 离孔中心线，残留毛刺 未去除，如图
3示
。
22螺栓断裂原因分 析总结由于原厂料斗凸型球面弧度不规整，与凸型球 面垫片弧度差别较大，螺母紧固后，
凸型球面垫片刚
度大，不易变形,与料斗接触为线接触，因为料斗运
一 33 —
2019年第2期明智:提升机料斗螺栓断裂分析生产技术行中周期性承受冲击剪切，
一段时间后球面垫片有
松动,
导致螺栓松动
，
形成了料斗剪切螺栓现象。料斗凸型球面孔有毛刺,致其与球面垫片不能 完全贴合,一段时间后球面垫片会出现松动,也是料 斗剪切螺栓现象的原因之一。另外，原厂提升机头部滚筒呈橄榄形，弧度较 大,料斗过头轮时,对两端部料斗螺栓冲击更大,料 斗两端部剪切螺栓现象相对严重。综上所述,料斗螺栓失效主要是由于料斗凸型 球面不规整，与凸型球面垫片接触为线接触,且由于 毛刺的存在,两者之间不能形成良好的贴合,料斗经 过提升机头部滚筒锥面时，对料斗螺栓冲击较大。 对此，该水泥厂选用另一厂家生产的钢丝胶带、料斗 连接螺栓、主带夹、辅带夹配件，对其进行了更换。3结语(1)螺栓原材料选用方面，要求供应商选用大 品牌，选碳含量靠近标准下限的原材料产品,且稳定 原材料品牌和采购渠道，保证螺栓成品的稳定性。
材质不局限于45号钢，
选用低含碳量的铬钼钢。
(2
)
由于提升机料斗螺栓使用时需要承受较大
的冲击剪切载荷,故要求其具有较好的冲击韧性和 疲劳极限。螺栓热处理后
，
物理机械性能不仅限于
满足GB/T 3098.1
—
2200
中指标要求,应根据其使用
工况，提出符合现场使用条件的修正技术指标，比如 适当降低其抗拉强度，
增加其冲击韧性等措施。
(0)
选购提升机料斗螺栓时，要保证与其配合
部件间的匹配性,
尽量选用同一主机设备厂家产品
,
保证螺栓连接的可靠性，
也可避免在后续责任追究
等方面的混乱状态。(收稿日期:2019-01-16)
(0)
对篦冷机篦床进行改造,将一段、二段细料
侧的第一排活动篦板固定，减少磨损降低故障率,
消除红河现象。2.3改造费用(1) 燃烧器改造总投资
81万元
，管道及罗茨风
机及施工费36万元，合计117万元
；
(2
)
篦冷机风机更换总投资57.4万元。
3改造后效果以此为依据对一段风机进行技改，配置见表
2o
表2技改后一段风机配置风机名称编号风量
/
(03
7-)
风压
/Pa
功率/hW
Fg1574424 60012
000
132
Fg2574512 60011
760
2"
Fg3574617 644
1124"2"
Fg4574717 644
1124"2"
Fg55740
44 4112 317105
Fg65749444172317105
F1541224000
22""11"
F2541324420
44""2"
F35714360366664132
合计22807211"4一段风量增加27 172 m0h,功率增加89 kWo(2)冷却机顶部增加两道挡风墙，第一道设置 在一段尾部,即三室的中后部,第二道设置于二段 的中部七室的中后部，对篦冷机的风进行分割，避 免窑、煤磨、余热锅炉及废气互相争风。本次改造利用年度大修进行，工期18天，总投 资174.4万元，改造后生产线运行稳定，效果明显， 两个月收回投资，取得了较好的效果。改造后窑系 统投料量提高22 t/h,C1出口温度降到31 @以内， 熟料温度降到122 @以下，窑头AQC锅炉入口温度 提高22 @,提高到374 @,发电机功率增加522 kW。(1) 熟料产量提高125 t/d,由5 80。t/d提高到 5 255 t/d,年增产熟料44 000 /。(2) 熟料标准煤耗降低3 kg,折实物煤耗43 kg,熟料成本降低2.36元T,年节约成本达440万元。(3) 吨熟料余热发电提高2.1 kWh,由25.1 kWh/
t提高到24.4 kWh/t
,
年增加发电量440万
kWh,节约
电力成本169万元。
(4)
改造后系统装机功率降低
58 kW
,窑产量
提高5%,熟料工序电耗降低
14 kWh/t，由
56.4 kWh/
t降到543 kWh/t,年节约成本164万元。
(编辑:刘翠荣)(收稿日期：2019-09-27)
水晟2坯
竺
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年第2期-37 -
