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技术创新是机械设计的生命力

近几年,我国机械装备制造业发展十分迅速,但是我国的机械设计水平与发达国家相比还存在较大的差距,大量代工生产等操作使企业不断丧失了设计能力,还有就是缺乏相应的资金投入和产业扶持政策,机械设计产业化程度低,人才匮乏等因素,严重制约着我国工程机械设计创造力的提升,尤其制约了工程师创新能力的提升。下面红星机器总结矿山制造目前形势,对产品结构进行优化和创新,使我国大型矿山装备的发展进入国际化轨道。

矿山机械设备

设计决定了产品性能和成本的主要部分,设计周期影响交货期,设计应保证好装、好用和耐用。设计的较低标准是“做得出,装得上,转得动”,再高一点的标准是“好用、耐用、美观”,较高标准是“技术创新、大型成套、高效节能、机电液一体化”。产品开发的目标是“人无我有,人有我优,人优我廉,人廉我新”。技术创新是机械设计的生命力,当技术研发遇到瓶颈或迷失方向时,敏锐的观察力、扎实的理论基础和逆向思维以及丰富的实践经验往往会事半功 。

1、逆向思维

工程设计人员善于运用物理和数学知识进行逻辑推导, 设计过程中遇到的问题,但常忽略逆向思维。以河南某金矿的球磨机为例,运行初期出现入料口漏浆现象,设计人员不断改进进料口的密封结构,却事 功半。

后经现场反复考察,设计师3次进入磨机筒体内部观察料浆的分布状态,发现漏浆 原因在于出料口直径过小,导致溢流面高于入料口的密封面。

2、疏导为主

设备的正常运行需要良好的润滑,然而设备漏油问题存在于许多带有稀油润滑系统的机械结构中。比如带有稀油强制润滑系统的轴承装置,多重密封仍然“堵”不住漏油,其原因可能有流量过大、轴承座两边不通以及回油管过细等。

改造前,轴承座采用双侧回油,受结构限制,在现场往往位于内侧的回油口接管路比较困难,仅连接外侧回油口,容易造成漏油。改造后,利用连通器液面等高原理,将轴承座下方打通,单侧接管路也能及时回油, 了轴承座漏油问题。

3、柔能克刚

在对磨机筒体进行有限元分析时,端盖圆角和法兰圆角处为关键受力点,易出现应力集中。若在筒体法兰内端面处开凹槽,这2处的应力可有效得到释放。通过对半自磨机有限元分析对比可知,改进后,法兰区应力下降约10%。

4、细节决定成败

对于体积庞大、动辄重达成百上千吨的矿山装备而言,设计师常重视大型关键件的结构设计,而忽略细节。

(1)案例1:破碎机原结构主轴与锥套之间由主轴上的螺纹连接,易产生应力集中,且螺纹一旦损坏,需要更换整个主轴,经济性较差。新结构改为轴套式,将主轴上的螺纹转换到轴套上,利用轴套和外螺母来锁紧主轴与锥套,如果螺纹损坏,只更换轴套即可,既避免了应力集中,又提高了经济性。

(2)案例2:提升机主轴轴肩裂纹问题。提升机主轴过盈连接的结合面沿轴向压力分布不均匀,改进措施为在被包容件上加工出卸载槽,必要时卸载槽可经滚压处理,以提高疲劳强度,

5、适可而止

成熟产品由于理论比较成熟,实践数据的论证和各项性能参数都比较合适。但对于新产品而言,由于缺乏运行数据,找不到合适的数学模型,为保险起见,设计师往往放大产品的设计安全系数。但如果产品的设计系数过大,不仅会造成不必要的资源浪费,有时还会起反作用。

比如,大型矿用磨机一般采用静压滑动轴承,运行时油膜厚度不得低于0.18mm,否则容易出现烧瓦故障,但也不是越厚越好。国内某铁矿8.0m×2.8m自磨机为 次自主研发,油膜厚度计算值在0.3mm以上。因流量和油膜厚度为立方关系,所以油膜厚度的微小变化会导致所需流量计算结果的急剧增加。在磨机启动时,由于主轴承油流量过大、油膜过厚而导致磨机旋转部件的颤动。印度某铅锌矿6.10m×3.35m半自磨机和澳大利亚某铁矿自磨机均出现过类似现象。 方法为通过调节流量阀来控制流量,以避免不必要的浪费。

6、滑动变滚动

最早国产矿用磨机的主轴承调心常用球面垫方式,二者间是滑动摩擦。但在高压下往往不起作用,调心性能差。为更利于球面孔调心,采用减小接触面积的方法,改球面接触为线接触,滑动摩擦变滚动摩擦。实践证明,滚动摩擦为上佳选择,改进后的主轴承调心灵活。

红星机械生产厂家成立三十余年,在制造业也创造出许多价值,我厂生产有反击式破碎机制砂机圆锥破碎机移动式破碎站烘干机等设备,技术成熟,质量过关,已经广泛应用于各行业生产工艺中,如有需要请到红星机器选购,选购电话:0371-67772626。

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