导读:经检查分析断轴的原因有如下几点：（1）强度不够：分级机空心轴一般由厚壁无缝钢管制成，而现有轴是由б=20钢板，煨制成半圆形对焊而成，因此强度不够；（2）工艺原因：料浆浓度较高造成分级机螺旋叶片结疤严重，再者球磨机出口筛板空隙偏大，碎球等铁块杂物进入分级机槽内，造成卡槽，使分级机运行负荷增大；（3）操作维护原因：球磨机系统停车时，刷洗不彻底，物料结块，给下次运行带来困难；设备产能提高，运转率提高，清理、检修工作没有及时适应调整；螺旋体装配调整不到位；（4）系统配置原因：原设计拖动电机为Y180L-4，22kW，后因产能提高电机故障频繁，1996~1988年分别将电机改为Y200L-4，30kW，使分级机长期超负荷运行，造成螺旋空心轴疲劳断裂。
球磨机筒体产生裂纹的原因分析 1、加工工艺的影响：球磨机筒体须开设磨门和大衬板螺栓孔，若加工时缺少倒角，则会降低筒体的抗疲劳性能，导致产生裂纹。
2、筒体焊缝的断裂：焊缝不符合焊接标准，可直接导致焊缝的断裂。
或者焊后不进行去应力处理，造成焊接应力过大，也有可能产生裂纹。
根据筒体受弯应力和剪应力的分析，其受力最大的部位位于筒体两端，因此，除采用过渡钢板外，端板与筒体的焊接至关重要。
球磨机端板钢板厚，筒体钢板薄，二者形成的角接触处没有过渡圆弧而是一个直角，此处就易形成应力集中，也正是断裂发生的部位。
尤其是进料端端板，因为进料端紧靠粗磨仓，共内磨球较大，提升较高，所以冲击很大，这符合所有球磨机筒体和端盖断裂都发生在前部的规律。
正常的最后1遍施焊要将该处的直角堆焊成1个过渡圆弧，以减少应力集中。
3、使用中产生的裂纹：在使用过程中，若螺栓松动或衬板脱落，要及时更换，否则，研磨体和物料冲击也容易导致筒体疲劳而产生裂纹。
一旦筒体出现裂纹，需颗粒处理，首先必须使筒体恢复原位，焊缝的裂开使筒体外胀，若直接焊接，势必在以后的生产中再次引起断裂。
恢复原位后清除原焊道。
钻止裂孔，焊防变形板。
转动球磨机，使裂纹处于球磨机最上边，利用球磨机自重，使裂纹自然吻合。
防变形板焊在筒体最高处，覆在裂纹上。
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开坡口，施焊。
磨外焊接完毕，应到磨内对焊缝根部进行清根处理，并施焊。
焊缝根部清理干净后，应用探伤剂探伤，确定根部质量。
磨内焊接一般2~4遍，中间对焊道捶击2遍，以消除内应力。
相关设备：塔磨机、节能球磨机、陶瓷球磨机。
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球磨机筒体衬板的工况条件分析 多年来，材料工作者设计了多种耐磨、抗磨材料，但直到今日实际应用在球磨机衬板上的仍以钢铁材料为主。
目前我国用以生产衬板的材料参差不齐，不同行业由于工况条件的不同，对耐磨材料的性能、质量要求有很大不同，但其结构特点和磨损原理存在着较大的相似之处。
所以我们针对水泥行业的特点，认真分析了筒体衬板的工作环境及磨损失效原因，就生产和应用的三种金属材料衬板的应用结果、特点及经济效果进行了分析总结。
1、球磨机筒体衬板工况条件分析 https://www.flowerba.com/、筒体衬板受力分析 球磨机筒体衬板的主要作用是利用衬板表面及其凸峰带起磨球，对物料进行粉碎和研磨。
衬板的主要失效形式是小能量多次冲击下的磨料磨损。
研磨体群和物料在运动中，大直径的磨球主要分布在外圈，瀑落时大部分砸在物料床底部，有小部分砸在衬板上，由于物料的缓冲作用和物料与研磨体在工作中相互撞击，打乱了研磨体的运行轨迹，使得落击点偏离，高度降低，因此可以减缓研磨体对衬板的一次冲击。
所以说，一般情况下，磨球和物料下落并不直接冲击到筒体的衬板上，而是冲击到磨球和物料层上。
研磨体对衬板冲击造成衬板断裂的主要作用力，是衬板表面与砸到磨体接触点切向的垂直分力，这个力的大小受衬板形状，研磨体运动状态、速度和方向等诸多因素影响，也使之很大程度上削弱了直接作用的强度，使衬板受冲击程度减弱。
https://www.flowerba.com/、衬板的几何形状和安装状态 为了提高衬板使用寿命，降低材料消耗和生产成本，在符合水泥粉磨工艺要求的条件下，进行合理的结构设计和改进是十分必要的。
国内一些水泥公司引进的大型磨机所使用的衬板块度小、板厚大、无螺栓安装，给衬板应用高硬充材料奠定了良好的基础，尽管它在某种程度上减小了磨机运行过程中的有效空间，使磨机能量损失加大，但使衬板寿命的大幅度提高成为可能。
目前我国的球磨机衬板仍较多延用着高锰钢衬板的设计基础。
从几何结构上看通常是薄而大，并且在螺栓安装孔部位有明显的应力集中。
在采取高型高耐磨性钢铁材料时必须考虑到这一点，注意进行必要的结构改进，才能保证新型耐磨材料稳定应用，发挥其特有的优势。
另外安装质量对高硬度材料的可靠服役同样起着极其重要的作用。
安装时进行良好的衬垫，做到衬板不悬空、不松动，并能得到一定的衬垫缓冲作用，能有效保证衬板的良好耐磨性得到很好的发挥。
2、传统衬板材料存在的主要问题 直至目前国内水泥行业球磨机衬板的材料仍多使用传统的耐磨材料—高锰钢，存在着以下问题： （1）断裂失效：球磨机衬板因受到研磨体和物料的较大冲击，特别是目前水泥磨向着高效节能的大型化发展形势下，衬板的受冲击功作用增大，断裂的危险性增加。
尽管高锰钢韧性很好，但目前供货质量不能很好保证，例如出现含碳量过高，锰碳比不当，水韧处理存在问题时都会发生断裂失效。
（2）凸起变形：高锰钢衬板在工作中受到研磨体和物料的不断冲击产生相变使体积增大，同时还由于冲击来塑性材料的延展，造成衬板厚度尺寸降低，周向尺寸加大的塑性变形，而衬板的周向尺寸受球磨机外形尺寸的限制，没有多少伸缩空间导致衬板凸起，引起坚固螺栓的拉断，甚至造成部分衬板脱落等严重后果。
这种现象在较大型球磨机上时有发生，在小型球磨机上也有发生； （3）磨损失效：磨料磨损是球磨机衬板失效的主要形式之一，即便在大磨一仓工作的衬板承受的应力较大，表面容易产生加工硬化，但这种硬化层很薄，在磨料的反复作用下，被挤压变形隆起的金属及受大块磨料棱角冲击的硬化层容易开裂而剥落。
经研究发现更多条件下的衬板表面实现加工硬化的程度有限，就更加速了研磨体，物料与衬板的干摩擦磨损，并伴随有凿削和犁铧现象发生。
实际应用试验，如使用钢球直径已达到φ127mm的φ×的大型球磨机筒体衬板磨损后的硬度也仅能达到HRC 34，远远低于设备中高锰钢易损件所能达到的硬度，也就是说，在该条件下高锰钢不是一种好的耐磨材料。
经过对衬板工作状况和高锰钢，衬板的失效分析，我们认为针以地水泥球磨机的工作条件，选择具有较好综合机械性能的高硬度、高耐磨性材料，生产该条件下应用的衬板才是安全有效并经济合理的。
3、球磨机衬板材料的选择 、选材条件 水泥生产用的球磨机多为长径比L/D>的管磨机。
磨机有粗磨仓和细磨仓（有些为三仓），粗磨仓主要起破碎作用，细磨仓主要起研磨作用。
粗磨仓的筒体衬板以阶梯衬板和波型衬板为主，一些高型高效节能球磨机的衬板也未脱离它们的基本形式。
细磨仓则以花纹衬板、小波纹衬板、平衬等形式为主。
粗磨仓和细磨仓的作用不同，所装载的研磨体的球径不同，形成的对衬板的冲击也有很大不同。
同等球磨机直径，粗磨仓的研磨体直径大，物料块度也大，对衬板的冲击大，磨损的速度高；细磨仓的情况则好的多。
选择衬板材料时必须根据不同条件确定不同的材质。
、选择衬板材料应考虑的主要问题 （1）相对耐磨性或使用寿命更高； （2）有适当的强韧性，保证衬板在服役过程中的安全可靠是尤为重要的； （3）除了要考虑衬板本身的生产费用外，还要考虑安装费，更换衬板的停机费，劳务费，辅助材料的消耗及生产率等多方面内容。
、材料的选择 我国经济的高速增长增加了耐磨件的消耗进而刺激并拉动耐磨材料产生的发展。
已经产业化的40~50个典型牌号的耐磨钢铁材料生产工艺，力学性能和工业应用效果各有不同，目前已形成了多品种小批量的工艺特点。
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我们经过多年耐磨材料的生产及研究工作，如在河北太行水泥股份有限公司，沧州狮子建材有限责任公司和北京太行前景水泥有限公司等十几家较大型水泥公司应用结果证明，在φ≤球磨机的粗磨仓上应用多元合金化的高铬铸铁安全稳定，且具有极好的耐磨性，收到良好的综合经济效果；在φ3~5m球磨机的粗磨仓上应用中碳低合金铬锰钢具有很好的耐磨效果和更好的经济效益。
对于细磨仓一般可选用多种形式的耐磨钢铁材料，同样，应用我们研制并生产的中碳低合金铬锰钢收到很好效果。
4、高耐磨性衬板的应用 、多元合金化的高铬铸铁衬板应用 我们生产的多元合金化高铬铸铁衬板在水泥磨粗磨仓上应用寿命均达到了2年以上，一般为3年，最好水平达到了42个月。
比原来应用的高锰钢衬板平均寿命提高了倍以上，保证了水泥生产的顺利进行，并大大降低了生产的综合成本。
、中碳低合金铬锰钢衬板的生产及应用 我们生产的多元合金化高铬铸铁衬板在水泥磨粗磨仓上应用寿命均达到了2年以上，一般为3年，最好水平达到了42个月。
比原来应用的高锰钢衬板平均寿命提高了倍以上，保证了水泥生产的顺利进行，并大大降低了生产的综合成本。
、中碳低合金铬锰钢衬板的生产及应用 我们生产的隔仓板、出料篦板等衬板先后在河北太行水泥股份有限公司的φ3m×11m、φ×11m的水泥磨上应用，取得了良好的应用效果。
该公司原用高锰钢衬板，使用寿命为半年左右，且经济因衬板变形造成拆卸困难，无法满足正常生产要求。
自开始使用中碳低合金铸钢后平均使用寿命为一年半，最好水平达到两年，寿命提高了两倍以上，大大减少了停机检修次数，降低了生产的综合成本。
在沧州铁狮子建材有限公司的φ×13m水泥磨机上应用的筒体衬板，使用寿命为两年半，比原来应用的高锰钢衬板的一年寿命，提高了倍。
5、结论 （1）水泥用球磨机衬板直接受到较大冲击功作用的机率较小；高锰钢衬板不能很好发挥加工硬化作用，使用寿命较低。
（2）选材时注意不同直径球磨机所承受的冲击功和磨损条件的不同而区别对待。
（3）直径≤φ3m球磨机的粗磨仓上应用多元高铬铸铁安全可靠，寿命提高倍以上。
（4）在φ3~5m球磨机上应用中碳低合金耐磨钢具有很好的应用效果，使用寿命提高倍以上。
相关设备：节能球磨机、塔磨机、陶瓷球磨机。
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螺旋分级机断轴情况的分析与处理 螺旋分级机是湿法球磨机配套的设备，与球磨机共同完成磨碎与分级。
它是由传动装置带动双叶螺旋在槽内回转，经磨细的矿浆从侧面进料口进入槽内，在槽内下端形成一个沉淀区，低速回转的螺旋叶片能起一定的搅拌作用，浆液经搅拌后，细颗粒浮于上面成为溢流，由溢流堰溢出进入下道工序，粗重颗粒沉于槽底，成为返砂由螺旋叶片输送到返砂流槽，再进入磨机，重新磨碎。
如图1所示。
我厂熟料溶于工序，共有8台螺旋分级机，其技术参数如下：型号FC-24，а=15°，φ×；拖动电机Y200L-4，30kW。
投产以来，在1996~1999年期间，各台分级机相继断轴，严重影响了工艺系统正常运行。
1、断轴的原因分析 从现场情况看螺旋轴断裂的位置一般在轴中部的4~5m之间。
经检查分析断轴的原因有如下几点： （1）强度不够：分级机空心轴一般由厚壁无缝钢管制成，而现有轴是由б=20钢板，煨制成半圆形对焊而成，因此强度不够； （2）工艺原因：料浆浓度较高造成分级机螺旋叶片结疤严重，再者球磨机出口筛板空隙偏大，碎球等铁块杂物进入分级机槽内，造成卡槽，使分级机运行负荷增大； （3）操作维护原因：球磨机系统停车时，刷洗不彻底，物料结块，给下次运行带来困难；设备产能提高，运转率提高，清理、检修工作没有及时适应调整；螺旋体装配调整不到位； （4）系统配置原因：原设计拖动电机为Y180L-4，22kW，后因产能提高电机故障频繁，1996~1988年分别将电机改为Y200L-4，30kW，使分级机长期超负荷运行，造成螺旋空心轴疲劳断裂。
2、断轴的处理 分级机螺旋空心轴断裂后，因备件供应及新轴费用较高等原因，主要依靠现场修复。
将螺旋体断裂的两部分从槽内吊出放在检修场地用枕木垫在下面，防止转动滑落，将螺旋体上的结疤清理干净，拆除断口处两侧约的卡箍、叶片等。
用б=20的钢板分别煨制R=280mm和R=300mm半圆形钢板各两块，长度均为1m作为螺旋轴断裂出的内加外强板。
（1）将煨制好的两块R=280mm半圆形钢板从螺旋断口处塞入，两侧各约500mm找直对接好，在原螺旋轴的一周内沿轴向方向割三道长约400mm，宽约30mm的焊口并施焊，然后沿螺旋轴端口焊接一周。
（2）用R=300mm的两块半圆形钢板在原螺旋轴外部，同样在所包钢板的圆周上沿轴向方向割三道长约400mm、宽约30mm的焊口，并施焊，要求内外加强板错开90°，焊口不得处于同一位置，再焊外部加强板的轴向焊缝和环向焊缝。
（3）焊接用的焊条应符合GB981-76（低碳钢及低合金高强度钢焊条）中的有关规定，焊接质量保证焊缝机械性能不低于母材的机械性能。
焊接时，对称焊多层分段焊，防止焊接变形，在多层焊接过程中，前次残留下来的熔渣，飞溅物等碎屑，清理干净后，再焊下一层。
焊前检查所开坡口，不允许有裂纹夹渣等缺陷。
焊缝要饱满，平整美观，其表面的最高点不得超过基本金属表面，最低点不得低于基本金属表面。
3、焊接后的使用效果 我厂8台分级机相继断轴，都是现场焊接修复，经近几年的运行观察，效果良好。
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