新型跌落式落球试验机的研制

　　球磨机是冶金、矿山、建材、化工、火力发电等行业中常用的一种大型的粉碎研磨设备,一般用钢球或铁球充当磨矿介质来粉碎矿石、煤、水泥骨料等相关物料。通常,将钢球和铁球简称为磨球。磨球在生产过程中的消耗量很大,属易损易耗件,我国每年磨球的消耗就高达100多万吨[1-2],随着我国冶金等各行业的快速发展,磨球的消耗量就更大了。因此,自20世纪80年代以来,国内众多的科研院所、高等院校和生产企业相继研究并开发抗磨磨球,以提高磨球的抗磨性能,降低生产成本。但到目前为止,我国磨球单耗仍比先进工业国家高出一倍以上。所以,提高磨球质量,降价生产成本仍然是广大磨球研究者的一项艰巨任务。

　　从目前对磨球的研究及现场调研情况说明,磨球的磨损及失效是由于磨球在磨机中对被磨物料进行冲击及辗磨时,磨料对磨球表面产生切削和凿削作用,使之产生磨损,同时磨球在磨机中受到反复撞击及相互之间的滚动与滑动,在应力的作用下形成裂纹,产生破碎和剥落造成早期失效[3]。长期以来,对磨球质量的评定主要是通过测定硬度、做冲击韧性试验、在球磨机上作对比试验来确定。然而,这种方法不仅消耗了大量试验用材,而且要花费大量的人力物力,且试验周期长;同时,由于各种球磨机的生产工艺参数不同,各种球磨机的试验结果很难进行比较。因此,为满足研究的需要,对球磨机中磨球的实际工况的往复冲击疲劳进行模拟试验,检测磨球的抗磨及抗剥落与抗破碎性能,对磨球的质量做出相对准确的评价,对磨球的研究来说具有较大的现实意义。为此,在对球磨机磨球的破损机理进行深入细致研究的基础上,研制了一种新型跌落式落球试验机,该机可用于测试金属抗磨材料的抗磨损及抗冲击剥落性能,所以在抗磨材料的研究中有着重要的作用。

　　1　跌落式落球试验机的结构

　　跌落式落球试验机主要是通过减速电机、斗式提升机、数字计时计数器及一些辅助装置组成,其结构如图1所示。运行时,将1个内径约大于磨球的管状跌落撞击装置固定在支撑座的上方,此装置上端连接一个接球及下落导管,此装置下端固定连接有磨球运行轨道,运行轨道的正前方安装有一台由减速电机驱动的斗式提升机,斗式提升机下部的斗与运行轨道的左端正好相接,在此接口处有一个定时自动伸缩挡板装置,自动伸缩挡板由三相混合式步进电机带动圆柱齿轮再带动齿条并通过限位开关来实现,以保证只有一个球在撞击时沿运行轨道进入斗式提升机的斗中。磨球由斗式提升机提升到一定高度后抛入接球及下落导管中并与磨球跌落撞击装置中的磨球发行撞击,达到自动循环撞击的目的。同时,在运行轨道的上方设有记录磨球破碎时间及碎球时跌落次数的数字计时计数器、磨球破碎报警装置和控制它们运动的控制器。