江旭昌
（天津水泥工業設計研究院，300400)

    良好科學的檢修維護是保證設備正常連續穩定運轉的關鍵,設備維護的核心一是潤滑;二是各種聯接件,其中最多的就是各種螺栓和螺釘;三是備配件。螺栓和螺釘的正確使用和科學管理對提高設備的運轉率具有舉足輕重的作用。本文對筒式磨機各種聯接固定螺栓的科學緊固方法、既經濟又有效的螺母防松措施和保證襯板螺栓孔不漏料冒灰的先進結構加以介紹,以提高有關部門和單位對其重要作用的認識,使我國設備維護工作盡快趕上世界先進水平。

1 不同部位的螺栓扭緊力矩應該不同
    目前,我國還有水泥工作者沒有認識到磨機不同部位的聯接固定螺栓雖然規格相同,但扭緊力矩卻應不同這一要求,或沒有意識到其重要性。設計部門如果不做要求,安裝和使用部門也就憑自己經驗扭緊。扭緊力矩是否恰當,同一部位的螺栓扭緊力矩是否均勻便忽略了,也無法進行檢查。這種落后安裝維護方法,是導致螺栓聯接經常出現問題的最基本原因,應該迅速改變。國外進口的磨機,許多螺栓都要求用扭力扳手緊固,而且都給出扭緊力矩值和具體的操作控制方法。如冀東、寧國、柳州、珠江、淮海、順昌等水泥廠的磨機全都如此。現以丹麥史密斯(F.L.Smidth)公司的磨機為例加以說明〔1〕,他們把同一規格的螺栓用在不同部位時的扭緊力矩分成四類,詳見表1。

    I類的扭緊力矩用于磨體主要件的聯接固定,如中空軸大法蘭與筒體端蓋、大齒圈與筒體上外法蘭、懸臂烘干倉與中空軸小法蘭、磨頭與筒體外法蘭等的聯接鉸孔螺栓和大孔螺栓。

    Ⅱ類的扭緊力矩用于隔倉板的安裝聯接,如支撐架與筒體、隔倉篦板和盲板與其支承板、支承板與支撐架的聯接固定螺栓等。

    Ⅲ類的扭緊力矩用于各種鑄造襯板的固定,如筒體襯板、磨頭端襯板、出料篦板、單層隔倉板、擋球圈和擋料圈等的聯接固定螺栓。

    Ⅳ類的扭緊力矩均用于粗牙標準螺栓,如進、出料裝置、主軸承、齒輪罩等。

    這四類螺栓都要求用扭力扳手扭緊,否則無法控制扭緊力矩的大小。而且在擰緊時都有具體的操作要求,如Ⅱ類扭緊力矩的螺栓,在扭緊過程中要求螺栓頭必須用錘子不斷敲打,擰到要求力矩后,螺母應用點焊固定,防止松脫。但隔倉篦板和盲板的固定螺栓,其螺母初次扭緊后不能點焊,以備再次擰緊。

    這些螺栓都需要在磨機帶料運轉后一定的時間內進行重新扭緊,直到扭緊力矩不變時為止。Ⅰ類和Ⅲ類螺栓要求運轉8h后重新扭緊一次, Ⅱ類則要求運轉2h后就進行重新扭緊。除Ⅳ類外,都要求以后每隔12h重新扭緊一次,每次都達到表1中要求的扭緊力矩值,直到重新擰緊而扭緊力矩保持不變時為止。

    在安裝這些螺栓時,除要求檢查所有的螺栓和螺母的螺紋完好無損、保證摩擦最小外,還要求螺栓的螺紋用含二硫化鉬類添加劑的潤滑油潤滑。

    可是,到現在為止,規范的安裝維修仍然沒有引起廣泛、足夠的重視。在設計上,以前不論多大的磨機,襯板固定螺栓一律采用M30× 2或M30的螺栓,進出料螺旋筒或錐形襯套法蘭與中空軸端面的聯接螺栓,規格小,數量也少,同時聯接結構也不盡合理,更對其扭緊力矩沒有控制要求。在安裝和維護時,對扭緊力矩沒有控制,僅憑感覺扭緊,不能保證均勻吃力。常常因螺栓出現問題,造成較長時間的停磨。如河南七里崗、廣州槎頭等廠因磨機中空軸法蘭與筒體端蓋的聯接螺栓折斷,造成3～ 5d甚至一個星期的停磨,損失很大。

2 筒體襯板螺栓的緊固與螺母防松
    以前,筒體襯板螺栓的緊固方法基本上都是采用自制土扳手加上鋼套管幾個人同時去推擰。扭緊程度憑感覺和經驗,開磨后轉不了幾轉,就有螺栓折斷,必須迅速停下處理,影響磨機的運轉率。

    為避免上述問題的出現,襯板螺栓應用扭力扳手擰緊,扭緊力矩按表1Ⅲ類控制。這種大扭矩的扭力扳手我國已能供應,而且扭緊力矩在一定的范圍內是可調的,見表2。有不少廠使用這種扭力扳手取得了很大的經濟效益,如廣州槎頭水泥廠等。

    使用扭力扳手緊固螺栓,可使每個螺栓的扭緊力矩均勻一致。這種扭力扳手,當達到事先調定的扭緊力矩時便會發出信號——“咔”的響聲或“嘀”的叫聲,從而保證螺栓的適宜受力狀態,既不會使螺栓擰成欲斷未斷的縮頸,也不會產生扭緊力矩不足的現象。

    螺母防松是保證螺栓正常工作的關鍵,尤其在那些振動沖擊較大的設備及其部位。現在,世界上已研制出十余種鎖緊螺母〔2〕,可根據振動沖擊的大小進行選用。在我國,筒式磨機襯板固定螺栓的防松密封采用石棉橡膠板和鉛油線麻絲、石棉繩等進行密封,效果不理想。有的設計和水泥廠采用雙螺母固定,這樣不僅使螺母的數量和重量增加一倍之多,而且在安裝檢修時也費時費力。如冀東水泥廠Υ 4.5m× 15.11m水泥磨,僅襯板螺栓約2500個。若采用雙螺母固定,一個M36的螺母重0.371kg,約增加927.5kg,一個按8元計,則增加費用8× 2500= 20000元。并且目前還有人不掌握背母和鎖母的正確使用方法,往往達不到理想的防松效果。采用雙螺母后,螺栓的長度也需要適當加長,使螺栓的重量也相應增大,安裝拆卸也費時費力。可見,也不是一種好方法。

    1983年冀東水泥廠從日本引進的生料磨、水泥磨和煤磨投入運轉。其襯板固定螺栓采用了帶彈簧片的鎖緊螺母和碟型墊圈加優質耐溫橡膠密封圈進行緊固和密封等新型結構,使用14年來一直非常理想,如圖所示。順昌水泥廠的設備均為澳大利亞BHP公司提供,襯板螺栓也采用鎖緊螺母緊固。不過,鎖緊螺母不是帶有彈簧片,而是采用尼龍圈進行鎖緊。雖然也有鎖緊作用,但效果遠不及帶彈簧片的,而且不能重復使用,提高了維護費用。

    為改變我國襯板等設備螺栓聯接固定及密封的落后狀況,最近天津三泰總公司研制出了帶彈簧片的鎖緊螺母、碟形墊圈和耐高溫的優質橡膠密封圈,還有各種螺栓和可調扭緊力矩的大型扭力扳手及其配用的各種接頭等,既可以單獨供應,也可成套供應,其中鎖緊螺母經過沖擊振動試驗,完全達到了日本進口鎖緊螺母的性能,通過天津水泥廠在水泥磨上的使用實踐證明,不僅可提高磨機的運轉率,減少檢修和維護的工作量,而且對保護設備,降低工人的勞動強度,改善車間的環境等都有很大作用。

3 其它部位聯接螺栓的緊固與鎖緊
    我國自行設計和制造的筒式磨機,除襯板螺栓經常出現問題外,還有幾處的聯接螺栓也常出現問題。
    (1)中空軸法蘭與磨機筒體端蓋的聯接
    中空軸法蘭與磨機筒體端蓋的聯接螺栓折斷現象時有發生,如河南七里崗、廣州槎頭等水泥廠中的Ф3.5m×10m中卸烘干生料磨,許多小型水泥廠中的Ф2.2m×6.5m磨機更多。

    (2)磨機進出螺旋筒法蘭與中空軸軸頸端部的聯接固定。

    磨機的進出料裝置,有的在中空軸內采用螺旋筒,也有的采用錐形襯套。它們的法蘭與中空軸軸頸端部有采用螺釘固定的,也有采用雙頭螺栓固定的。但不論采用哪種固定方式,螺釘或螺栓松動折斷的現象都十分頻繁。這種現象發生的歷史很長,至今仍未得到很好解決,而且不論國產和進口的磨機均如此,常常成為有關廠礦十分頭疼的一種不大不小的故障。盡管設計部門或者使用廠礦采取多種措施處理,但奏效的極微〔2〕。冀東水泥廠日本進口的Ф4.5m×15.11m水泥磨、江西水泥廠國內制造的Ф3.5m×10m中卸烘干生料磨等,聯接螺栓折斷后用大鋼塊焊接都沒有焊住。

    (3)大齒圈對口接合面的聯接螺栓
    回轉窯、邊緣傳動磨機、單筒烘干機和單筒冷卻機等的大齒圈,其對口接合面的聯接螺栓經常松動和折斷，是一種非常普通的故障。

    筆者曾調查過50多個廠的回轉窯和磨機,螺栓不松動和折斷的幾乎寥寥。有不少廠曾因這個問題造成更大的設備事故,如耀縣水泥廠的Ф2.6m×13m水泥磨,因對口聯接螺栓螺母松動掉落在齒輪罩的油池中,后被帶到大小齒輪的嚙合處,將大小齒輪擠壞,還有的廠因此而引起小齒輪軸承地腳螺栓折斷等。以上這些部位的聯接固定螺栓松動和折斷的原因固然是多方面的,然而與螺母不能很好鎖緊,扭緊力矩失控和扭緊力矩不能均勻一致卻是重中之重的原因。淮海水泥廠3000t/d生產線所用的Ф4.2m×13m水泥磨出料螺旋筒法蘭與中空軸軸頸端面的聯接,原采用20個M48的雙頭螺栓和普通雙螺母固定,螺栓折斷頻繁,嚴重地影響了磨機的運轉率提高。改成外法蘭用單個帶彈簧片的鎖緊螺母固定,用扭力扳手均勻扭緊后,聯接螺栓再不松動,也不折斷,徹底地解決了生產中的一大難題。

4 結論
    (1)絕大多數螺栓都是大家常說的先松后斷,可見螺母的合理緊固和良好的鎖緊防松是保證螺栓不松不斷的最重要條件之一。

    (2)帶彈簧片的鎖緊螺母防松能力強,可耐溫度高,既可多次使用,價格也相對便宜,是磨機襯板和其它關鍵部位聯接固定最理想的一種聯接件。

    (3)碟型墊圈加優質耐溫橡膠密封圈是磨機筒體襯板螺栓孔當前最好的密封形式,不僅安全可靠壽命長,操作省時省力,而且又能保證螺栓孔不漏料冒灰、漏漿、滲水,改善了車間環境又保證了水泥質量。

    (4)采用扭力扳手擰緊螺母,既能保證扭緊力矩合理,又能保證同一部位的每個螺栓受力均勻一致,使設備管理和維護日臻科學化、現代化,把設備管理提高到一個新水平。

    (5)設計部門應該象丹麥史密斯公司那樣,在設計中、在圖紙上或安裝使用說明書中提供具體的扭緊力矩值和具體操作方法,降低我國磨機的故障率。

參考文獻
1.Tightening of bolts and screws during erection of mills.丹麥史密斯公司說明書及圖紙
2.王喜林,代立夫.自鎖螺母的探討與應用.礦山機械,1992,(5)