浅谈水泥机械的设计与应用技术

王丹

摘要：作为建筑施工的重要原料之一，水泥获得了越来越广泛的应用，水泥的需求量也呈日益增长的趋势，同时，对于水泥的质量也提出了更高的要求。因此，水泥机械设备的设计和制造逐渐成为人们关注的焦点。然而，目前水泥机械设备还不能完全适应生产的需求，在使用过程中也存在着这样那样的问题。为此，文章针对水泥机械设备的常见问题进行了分析，寻求解决措施，从而达到优化水泥设备，推动生产顺利进行的目的。

关键词：水泥机械；设计；问题；颚式破碎机

1 水泥机械设备常见问题分析

1.1 轴承故障分析与处理

滑动轴承和滚动轴承是水泥机械中最为常见的轴承。滑动轴承的故障形式与其润滑机理息息相关，同时还受到刮瓦方式的影响。滑动轴承的故障有很多种，而异常磨损、发热、烧瓦则是其中较为普遍的故障形式。异常磨损通常是坚硬的颗粒混入轴承瓦所导致的，此外，如果滑动轴承瓦的负荷超标，也会引发轴承的异常磨损。一旦发生轴承异常磨损，必须引起高度的重视，并立即采取措施排除故障，因为轴承的异常磨损很容易引发多种故障的产生，为防止发生更大的故障，发现异常磨损后应尽快处理。如果更换新瓦后，轴承还没有达到完全磨合，这时就会引起轴承发热。此外，轴承在运行一段时间后，如果轴承承重发生变化，也会导致轴承发热，对于这种发热的现象，也需要引起足够的重视，暂停轴承的工作，并对其发热情况进行监测跟踪，通常来说，经过一段时间的调整，发热现象就会逐渐消失。在没有润滑状态的情况下，滑动轴承瓦干磨，进而对轴承造成严重的损坏，即所谓的烧瓦，从而导致轴承的报废。一旦发生烧瓦，就必须重新刮瓦，甚至需要更换新瓦，因此，应尽量避免烧瓦的发生。相对于滑动轴承，滚动轴承发生故障的可能性更高，这是因为滚动轴承对于润滑剂具有很强的依赖性，如果润滑效果不佳，就会导致金属之间的直接接触，从而引起轴承故障频发。

1.2 水泥机械润滑系统故障

水泥机械的工作环境较为恶劣，通常是在温度高、粉尘污染严重的环境工作，在运转中会产生很多的冲击和振动，承载的载荷重，强度高，需要进行长时间的连续性生产，这些都是由水泥机械的自身特点和生产的外部环境所决定的，非常不利于水泥机械的润滑，并加剧了水泥机械的磨损。水泥机械设备多种多样，其结构和工作环境也是千差万别，不同的结构和使用环境，对润滑系统的维护也有着不同的要求，如果按照同一标准和方法对润滑系统进行保养和维护，必然无法满足系统润滑的要求。此外，由于水泥生产的特殊性，经常存在不能及时进行润滑维护保养的现象。这些都很容易引发润滑故障，进而导致其他故障的发生，为水泥的安全生产埋下了隐患。如果润滑效果不好，就会引起摩擦部位的磨损，导致水泥机械无法正常启动或转动，或者由于摩擦部位的调整和装配不当，导致水泥机械运转不均匀、不灵活，造成过大的动力损耗，工作状态不平稳，产生较大的噪声和异常振动。

2 水泥机械设备参数原理及应用技术

2.1 水泥机械设备参数原理分析

在机械设计中，结构设计是设计的重心，结构设计得是否科学合理，在很大程度上影响了机械设备的功能和效用。机械设备服务于生产，根据生产的需要来设计和制造出不同的设备，这些设备虽然在结构上不尽相同，但却是根据相同的设计参数原理设计出来的。结构参数是指各种部件的形状、尺寸以及部件与部件之间的夹角和连接等，在进行结构参数的设计时，必须从实际条件出发，进行优化设计，最终确定适当的尺寸，从而设计出最优的形状。此外，还要注意连接的科学性和合理性，避免不必要的结构带来的制造成本和难度的提高，做到在满足生产要求的条件下，设备能够高效运行，还要兼顾经济性的原则。工作参数指的是各个部件在工作时的运行参数以及整个设备的生产能力和功率，在对各个部件的运行参数进行选择时，要根据生产的要求来确定，为使设备具有可用性，必须尽量满足最大生产的要求，在设计中以提高设备的生产能力和效率为设计原则，并把降低能耗、节省资源作为设计的目标，在追求经济效益的同时，也不能忽视社会价值的体现。对于机械设备的整体设计，要综合考虑到审美和环保的要求，并融入人机工程的理念，针对水泥机械噪声大的特点，在设计中采取消音设计，消除噪声污染。

2.2 颚式破碎机设计技术

颚式破碎机自19世纪50年代问世以来，经过科研工作者的不断改进和完善，发展到当代，已经成为一种被广泛应用的机械设备，无论是在矿山冶金还是在煤炭开采行业，都展示出了其独特的优点。在进行水泥生产时，离不开原料粉碎的环节，而破碎机的应用，则提高了原料粉碎的效率，推动水泥生产的高效顺利进行。

2.2.1 颚式破碎机的结构参数选取

在选取颚式破碎机的设计结构参数时，要对动颚与固定板颚之间的夹角，即所谓的钳角进行科学合理的确定，综合考虑矿口、排矿口尺寸等要素，确保不会将物料挤出，钳角通常可以选取在17～24°之间。此外，在确定动颚的摆动行程时，需要结合具体的情况进行分析，如破碎机的型号和矿粒度，都是必须考虑到的设计要素。动颚的摆动行程确定后，接下来还要确定偏心轴的偏心距。对于简摆颚式破碎机来说，其偏心距与动颚摆动行程近似相等。而复摆颚式破碎机偏心距大约为 r=s/1.33。

在进行颚式破碎机的设计时，对于各种构件尺寸要求有很高的精度。破碎腔的高度取决于实际所要求的破碎比，通常H=（2.25～2.5）B。简摆颚式破碎机动颚轴承中心与矿口平面高度参考值为 0.2L≤h≤（0.37～0.47）L，复摆颚式破碎机参考值为h≤0.1L（L为动颚长度）。在曲柄摇杆结构中，当曲柄作等速的往复回转时，摇杆来回摆动的速度并不一样，偏心距与连杆长度的比值越大就越显着，因此连杆长度不能太短。推力板的设计也与偏心距有关，在确定偏心距之后，根据Kmax=25r，Kmin=16.5r（r为偏心距，Kmax为最大值，Kmin为最小值）公式来确定推力板的长度。在确定结构参数时，破碎腔的形状的选取也是不容忽视的，通常来说，破碎腔分为直线型和曲线型两种。相对于曲线型破碎腔而言，直线型破碎腔容易在排矿口发生堵塞，进而引起衬板下端的磨损，也可能导致设备发生过载。而破碎腔的形状与能源的消耗以及设备的生产效率关系密切，同时还影响到设备的磨损情况，因此在选择破碎腔时要进行严谨慎重的设计。

2.2.2 颚式破碎机工作参数选取

颚式破碎机的结构参数选定后，接下来还要确定其工作参数。偏心轴的转数与设备的生产能力有着密切的联系，随着转数的增加，生产能力也获得提升。然而还要注意其相应的参数范围，通常来讲，当进料口宽度B≤1.2m时，偏心轴的转数n=310～145B；当进料口宽度B>1.2m时，n=160～42B。如果超过这个范围，生产能力反而会下降，并伴随着功率消耗量的急剧增加。

参考文献

[1]高中元.水泥机械设备中的轴承故障处理和分析[J].科技创新导报，2012.

[2]姜安林.水泥机械的设计与应用技术[J].中华民居，2011（9）.