[發(fā)明專利]通過柔性結(jié)構(gòu)減少粉碎機主軸的應(yīng)力

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810215438.6
• 申請日: 2008-05-15
• 公開（公告）號: CN101412000A
• 公開（公告）日: 2009-04-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: W·N·馬丁;R·D·米扎克;A·E·杰克遜
• 申請（專利權(quán)）人: 巴布考克及威爾考克斯公司
• 主分類號: B02C15/00
• 分類號: B02C15/00
• 代理公司: 上海專利商標事務(wù)所有限公司
• 代理人: 顧峻峰

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明一般涉及碎煤機領(lǐng)域，并且特別是對減少應(yīng)力的改進從而延長鋼球座圈式碎煤機的主軸的壽命以及減少主軸損壞的故障發(fā)生。

背景技術(shù)

碎煤機用于將未加工的大塊的煤經(jīng)過磨碎、干燥、分類后成為細小固體，可以流化和填裝到如燃燒器中合并使用和/或工業(yè)鍋爐或是窯爐中。對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，現(xiàn)已有幾種不同類型的碎煤機或磨煤機，包括眾所周知的由巴布考克及威爾考克斯公司早在1950年生產(chǎn)的的一臺EL型碎煤機，這是一種利用推力球軸承的原理來粉碎煤的鋼球座圈式碎煤機。

圖1和1A示出現(xiàn)有技術(shù)中的帶有上殼體部分32和下殼體部分34的EL型碎煤機10。下殼體部分34包括一個設(shè)置在底座37上的齒輪箱35。上殼體部分32包圍碎煤區(qū)36，該碎煤區(qū)包括兩個垂直軸水平磨環(huán)12或12′和14以及位于磨環(huán)之間的一組球16。下部或底部的磨環(huán)12可以是兩件式的且安裝固定(通過鍵或類似的構(gòu)件)在環(huán)座44上的環(huán)12。環(huán)座44阻止引入的熱的主氣流直接沖擊下部位置的磨環(huán)12。對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，熱的、引入的主氣流用于干燥即將在碎煤機10中磨碎的煤，以及將磨碎的煤塊運送到碎煤機10之外。可選擇的是，下部的或底部的磨環(huán)可以為一個安裝固定在碎煤機軛件18上的較厚的單片式的下部或底部磨環(huán)12′(參見圖1A)。該碎煤機軛件18通過與旋轉(zhuǎn)的、垂直主軸20連接而旋轉(zhuǎn)，同時頂部或上部磨環(huán)14保持靜止并被彈簧加載從而提供磨碎煤的壓力。通過外部可調(diào)節(jié)的雙功能彈簧22來得到高效磨碎需要的壓力，稱為雙功能彈簧的原因是雙功能彈簧除了提供高效的磨碎需要的負荷力外，雙功能彈簧22還提供避免上部磨環(huán)14相對于底部磨環(huán)12或12′的多余的徑向運動、軸向扭曲、以及離心旋轉(zhuǎn)的力。煤通過與上部和下部的磨環(huán)14和12或12′，以及球16的接觸被磨碎。所述上部和下部的磨環(huán)14和12或12′各有一個與球16相嚙合的、預(yù)定的匹配軌跡輪廓。來自上部磨環(huán)14的力推動球16向著底部磨環(huán)12或12′上的煤層。磨碎的煤通過空氣從由磨環(huán)12或12′和14以及球16所限定的粉煤區(qū)吹走，進行最終的顆粒尺寸分類，隨后由氣動傳送到一個或多個煤粉燃燒器。過大的煤粉顆粒被送回到碎煤區(qū)36。碎煤機10具有一個齒輪驅(qū)動組件24，該組件包括分別位于水平的小齒輪軸30上以及垂直主軸20底部上的錐齒輪26和28。

通常，磨球16在可接收阻力的預(yù)定范圍內(nèi)運行，所述阻力是由上部和下部的磨環(huán)14和12或12′與磨球16之間的煤作用到磨球16上。如果超出了可接受的阻力，例如遇到了相對高硬度的煤塊和比容許體積大的煤塊，這樣會產(chǎn)生沖撞和沖擊負荷。可理解的是，可能在上部和下部磨環(huán)以及磨球之間夾入例如鐵塊之類的異物，這會導(dǎo)致磨球部分地離開其原始的軌跡而產(chǎn)生離心負荷。主軸與下部磨環(huán)之間有一個緊密的機械連接，除了驅(qū)動力外，在煤的研磨過程中在某些頻率下產(chǎn)生的撞擊、振動、離心負荷也會對這個連接造成影響，從而對軸產(chǎn)生應(yīng)力。

目前，主軸故障受到一定關(guān)注。主軸故障被認為是由于精細加工的主軸20錐形部分的外表面和軛套管21的孔面受到磨損造成的。這種磨損主要由于主軸20與軛套管21的接觸表面之間的循環(huán)運動造成的。這種運動是由于主軸上端承受循環(huán)的或是交替的彎曲負荷的結(jié)果。由于這種負荷是周期性的，進一步產(chǎn)生稱之為嚙蝕的破壞形式。嚙蝕有時稱之為磨損腐蝕，是指在物體之間相互接觸時由很小的相對運用引起的表面磨損。由嚙蝕引起的表面磨損使得軸表面產(chǎn)生應(yīng)力放大，這樣使扭矩和彎矩的合成應(yīng)力達到軸的極限應(yīng)力的強度。這種合成應(yīng)力會導(dǎo)致軸開裂。由于裂縫也是一個應(yīng)力放大因素，可承受的合應(yīng)力會使軸繼續(xù)開裂。另一個關(guān)注的是由應(yīng)力集中、循環(huán)負荷和嚙蝕磨損共同形成的疲勞破壞。與嚙蝕類似，疲勞是由一系列明確的特征合起來表現(xiàn)的一種故障。碎煤機振動通常使軸產(chǎn)生高強度應(yīng)力，可能引起主軸故障。振動可能由于非正常粉碎元件磨損引起的，例如球或環(huán)的非圓磨損，以及在碎煤機中空氣與煤比例不調(diào)。

現(xiàn)有許多更正主軸故障頻率的想法，例如在主軸的軛端部與軛套管鉆孔區(qū)域之間設(shè)置干膜潤滑劑或是陶瓷層，為軛套管提供周向槽，在軛套的下部的主軸提供一個直徑減少的部分，在主軸與軛套的接頭處設(shè)置一個反捕捉化合物，使用完全接觸的軛套管或是底部中心削去的軛套管，噴丸硬化，滲氮等表面硬化工藝。但補救的效果并不顯著，就算是仔細配合的錐形接頭，由于在主軸和軛套管的接頭處產(chǎn)生嚙蝕和應(yīng)力，還是會受到周期性彎曲力的影響而使主軸經(jīng)常疲勞失效。