无轴螺旋输送机磨损失效分析及其对策

无轴螺旋输送机磨损失效分析及其对策,螺旋输送机的主要磨损部位为螺旋叶片、吊轴承和螺旋端头等。分析认为决定其磨损程度及磨损形式的除了有环境、温度、物料材质等自然因素外，更多的是无轴螺旋输送机部件结构因素及人为因素。

1.1 叶片磨损

螺旋输送机是靠转动的螺旋叶片推动物料前进而达到运输的目的。螺旋输送机叶片磨损程度与物料粒径、形状及材质密切相关，螺旋输送机运输物料多为细颗粒状，常具有腐蚀性，对螺旋叶片造成很大的冲击摩擦及化学腐蚀。

采用三坐标观测仪对旋转的叶轮进行周期性测量，了解其磨损部位及磨损程度。本文所测螺旋输送机的叶片直径为250mm，厚度为3.24mm，螺距为250mm。
螺旋输送机叶片磨损的存在有别于普通接触磨损，即螺旋输送机的叶片磨损主要分布在叶片边缘，离叶轮内缘越远，其磨损程度越严重。在螺旋输送机输送物料时，叶片挤压物料，叶片受力相当于等截面输送机变载荷作用于悬臂梁上，离传动轴越远，受力越大，变形量也越大，产生空洞形成裂纹的数量也越多，从而使得叶片磨损量越大，因此，外边缘磨损远远大于内边缘磨损。由图1还可看出，出料口叶轮磨损大于进料口叶轮磨损，说明物料在螺旋输送机出口处对叶轮冲击滑移摩擦力更大，靠近出口处叶轮所受轴向力变大，故出料口处叶轮磨损程度较进料口严重。

1.2 吊轴承磨损

吊轴承在螺旋输送机中起着支承和连接两相邻螺旋体的作用，按轴承类型可分为滚动吊轴承和滑动吊轴承两种。螺旋输送机吊轴承示意图如图2所示。由于吊轴承所处工作环境恶劣，是发生故障率较高的部件之一。长期以来，设计人员对其进行了不少改进，以期延长其使用寿命。
由于所输送物料温度、粒度、硬度等多方面因素的持续作用，导致吊轴承座密封盖处油封失效或因吊轴承本身密封性能不好，细粒物料及各种粉尘进入轴承套，使联接轴与轴承套结合处磨损。经长时间运行，螺旋输送机同轴度累计误差增大，吊轴承磨损更加严重。吊轴承的磨损引起各联轴节产生径向位移，其结果直接导致螺旋轴交变应力加大，呈波浪状摆动，使螺旋构件产生疲劳破坏。

1.3 螺旋磨损

螺旋输送机的螺旋节因用吊轴承联接，在悬挂处螺旋被中断，造成大量物料在此堆积，对螺旋产生摩擦作用，使螺旋磨蚀严重，其增加了螺旋输送机运行阻力，最终影响运输作业。对磨损的螺旋进行周期性测量发现，螺旋不同位置径向的磨损速度并不相同，螺旋两端径向尺寸变化最大，其减少量明显大于螺旋其他部位。

螺旋输送机两端一般采用滚动轴承支承，将轴承座固定在端板上或壳体中。由于螺旋与机槽之间存在10mm～15mm的间隙，螺旋力作用不到，粗粒级、材质坚硬的物料在此大量堆积，使得螺旋在输送物料的同时承受很大的径向摩擦力，经过长时间的摩擦，导致螺旋直径严重磨损。而且由于轴承密封性及润滑性难以保障，螺旋输送机输送的粗粒级物料及粉尘对密封装置进行持续摩擦侵蚀，造成密封失效，最终也能造成螺旋轴头的磨损。
2 控制螺旋输送机磨损的对策

螺旋输送机叶片、吊轴承、螺旋磨损机理各不相同，因此，应针对其具体磨损原因采取不同的措施对螺旋输送机进行改良。

2.1 叶片磨损

由叶片磨损机理可知，叶片边缘磨损较严重，因此可以考虑增加叶片边缘的耐磨性或改变材质增强整个叶片的耐磨性。其具体措施较多，如叶片渗碳、表面喷涂耐磨层、叶片边缘焊接耐磨焊条、堆焊耐磨层等。表面喷涂耐磨层可使叶片寿命明显提高，但工艺复杂，需要专业厂家进行实施。现今螺旋输送机叶片多采用碳钢材质，有些碳钢质量差，耐磨性低，在使用过程中磨损严重，在叶片边缘实施堆焊耐磨层可以增强其耐磨性，且操作简单、成本较低，可使叶片使用寿命明显提高。采用高强度钢板或新型高强度合金体也是螺旋输送机叶片以后改良发展的方向。

2.2 吊轴承磨损

改变吊轴承支撑方式，改滑动支承为滚动支撑，把连接轴设计成光轴，只让它起到连接螺旋轴的作用，另外增加两个托辊支承连接轴，且左右对称于连接轴两侧。这样，轴承只受到连接轴的垂向重力分力，避免了轴承产生轴向移动，使得螺旋轴的圆摆动不再受托轴承约束，延长了悬吊轴承的使用寿命。改进后的吊轴承示意图如图3所示。此外，还可以通过改变吊轴承的材质使得螺旋输送机高效持久运行。有资料表明，抗磨镍铬白口铸铁吊轴承可以有效地延长吊轴承使用寿命，而且其结构简单，无需密封，维护少。对吊轴承进行必要的润滑对延长其使用寿命也至关重要，加大对吊轴承的润滑可以大大减少进入轴瓦间的物料及粉尘数量，有助于减小摩擦力，降低磨损。

2.3 螺旋磨损

如何减少螺旋磨损可以从如何减少螺旋与机槽之间的堆积物料考虑。曾志勇曾在螺旋两端增焊两块螺旋叶片，其作用主要是加强对吊轴承处堆积物料的推力，这样一来，在螺旋旋转时，能够通过对堆积的物料产生一定推力以减少物料堆积量，可以有效地减少螺旋磨损程度。徐锦春从加强密封防尘的角度考虑，采取物料与轴承座隔离的方法对螺旋端头进行改造也取得了较好的效果。其具体做法是在螺旋输送机靠近轴承一端增设隔离板使得物料与轴承座之间具有一定空间，在其间充填密封材料，这样既能改善轴承润滑性又能提高其使用寿命。

螺旋输送机长时间旋转运移物料，其工作环境一般比较恶劣，输送槽外部是粉尘弥漫的空间，内部是翻腾的物料。因此密封性的好坏对螺旋输送机螺旋的磨损也有着密切的影响。如果密封不彻底，物料及空气的污染物一旦进入轴承腔内，定会造成轴承的磨损，同时也会造成螺旋端头的磨损。

2.4 其他

由于轴承密封件密封性受温度影响明显，应尽量保持螺旋输送机的工作环境在合理的温度范围内，在使用螺旋输送机运输物料时，要严格按照其操作规程进行，禁止超载、超速运行，这对减缓螺旋输送机磨损、延长其使用寿命也有着重要的作用。