刘蛟

（葛洲坝石门特种水泥有限公司，湖南 常德 415302）

1 辊压机在水泥行业的现象

当前在我国，建筑行业的快速发展而促进水泥行业的市场竞争，而水泥行业为了确保市场的供需则对生产效率要求较高，辊压机的应用促进了水泥行业快速的发展，该设备的功耗和成本均非常低，并且产量大。但在现实中，辊面磨损是非常严重的一个问题，其严重限制了辊压机的寿命，而频繁维修更换辊子则增加了成本投入。因此查找产生磨损的原因并制定相应的措施，进而提升生产的工作效率。

某水泥两条生产线的带辊压机联合粉磨系统，直径为4.2×13m，其在建设投产的时间不一，并且两条生产线的工艺设备也不同，两台辊压机所使用的辊子直径分别为1400mm、1700mm的辊压机，具体参数如表1所示。

表1 辊压机技术参数

直径为1400mm和1700mm的辊压机在生产时，1400mm辊压机更容易产生工艺与设备的故障，例如串轴、辊压机冲料等，并且动辊的两端轴承非常易损，传动的减速机同样产生一定的损坏，对设备生产的效率造成严重的影响，并且台时产量严重偏低，出料的粒度也较大；而其同样具有一定的优点，即在能耗方面非常优秀。在下文针对辊压机直径和磨损的情况及表面材料的硬度开展深入主分析，并分析其对辊压机生产的影响。

2 辊压机工作的原理分析

图1 为辊压机内部的结构，利用两个同步相向的挤压辊对物料进行粉碎，两个挤压辊中，一个是固定辊，一个是活动辊，固定辊在机器的底座上安装固定，并且不能移动，而活动辊则能够进行水平移动，移动主要液压缸控制，调整液压缸伸缩量即能够有效的控制两缝距离，进而实现物料粉碎的功能。对于辊缝的距离控制多在28～36mm，由此才能确保物料受到充足的挤压力。而每经过一次辊压机的物料都必须承载高强的挤压力，挤压到粉碎，又或者挤压为坚实料片后从出料口予以排出。而料片则具有较小的粘聚力，通过施加外力即粉碎，但是由于是成块的料片，因此还需要使用打碎机进行分离，通过成品分离来避免物料过粉磨，降低能源的消耗。辊压机核心即是辊子，而辊子的选择直接影响生产的效率，特别是对辊子直径大小和辊面的材料和花纹的选择。

3 辊子直径的大小对挤压效果的影响分析

生产时下料存在不均的情况，而辊子的磨损则基本为不规则的磨损，通常情况下，在辊子的中间位置会磨损较为严重，而在其两端则比较轻；又或者是一端严重和一端轻；还有就是辊子两端轻而中间磨损重。但上述的磨损不论那种现象均会导致磨损后的辊子直径低于标准。在下文通过根据辊子的直径大小当作变量开展对辊压机生产受其大小的影响。

图2 为直径不同大小的辊子受力分析。①表示大直径的辊子；②表示小直径的辊子；③是物料；F则是辊对物料挤压产生的合力；角α和角β分别为大直径和小直径辊子对物料正压力和物料受挤压合力的夹角。

图2 不同直径的辊子受力图

从几何关系显示，α＜β。

式中，FN1代表大直径辊子对物料的正压力；FN2代表小直径辊子对物料的正压力；f1代表物料在大辊子一侧摩擦力：f2代表物料在小辊子一侧摩擦力；i代表摩擦的系数。

从上述得出，FN1＞FN2，f1＞f2，因此当辊子的中心距离不变时，大直径辊子的挤压效果远远高于小直径辊子，大直径辊子产生的摩擦力大，所以下料的速度也非常快，还可以更好更早的咬住物料而避免其出现滑动。辊子直径增加会提高辊子的质量与动能，并且还可以完善稳定性。综合可知，大直径的辊子能够对生产提供有利的帮助。1400mm辊压机与1700mm辊压机生产对比，生产过程运行的相关参数如表2。

从表中的参数显示出，1700mm辊压机能够完全适应大粒度的喂料，并且出料的细料也高于1400mm辊压机。辊径增加之后，两个辊子间物料多，因此受重力下落的压力大，进而减小了物料间的空隙。此和实际的生产现象不谋而合，进一步证明以上理论的合理性。因此在选择辊压机时可以选择大直径的辊子作为选择指标，由此可以提升生产的效率。

4 辊面磨损对生产的影响分析

辊子的材料非整体一致，在圆柱体内是高强度钢材，而在外表面则焊有四层不同强度的材料，首层是过渡层，可以阻止辊面焊接的裂纹与疲劳裂纹的延伸，确保辊体不被损坏，二层为缓冲隔离层，其和第一层产生较好的结合，又同时支撑第三层。三层为耐磨层，具有良好的抗裂性，以及较高的焊态硬度，具备综合性的抗磨损与抗挤压的能力。四层即最外层为耐磨梭条，其是一种多元高合金的强化材料，比第三层更加的耐磨与抗挤压磨损的作用。每一层的强度与耐磨均从内向外逐渐的提升。

新辊子生产时，其梭条没有经过磨损，所以相对物料接触面积低，从相关的物理知识得出：

式中，P代表物料所受压强；F代表子对物料施加的力；S代表辊子与物料接触面积。

从上式得知，当液压缸的作用在动辊的力平稳时，F保持不变，接触面积S产生的变化则引起物料所受的压强改变，进而对破碎的效果造成影响。接触面积的大小和辊表面磨损具有密切的关联，新辊压机的耐磨梭条尖锐，和物料接触的面积非常小，而在其生产工作一段时间之后，耐磨棱条磨损而变钝，进而提高了辊面与物料的接触面积，而工作较长时间后的耐磨梭条完全磨损，此时的物料和辊子产生的接触面积较大，而物料受到的压强则是最低，因此物料破碎的效果非常差。所以，辊面磨损对粉碎的效果产生非常大影响，并且降低了辊压机生产的效率。因此对耐磨棱条发生严重的磨损且表面剥落时，必须及时的开展修复，进而避免造成出现更大的损害。

5 结语

综上所述，经过和实际生产进行结合分析，明确生产的效率和辊子的直径有密切的联系，辊子直径大能够提升生产的效率。而辊面磨损会降低生产的效率，所以需要对其进行及时的修复。当前大部分的水泥企业正在不断的升级和优化，而提升利润最为关键的因素则是对技术和设备不断的升级改造，替换不相匹配的设备，进而提升工作的效率。