永磁筒式磁選機的中心軸的結構研究
摘要：通過對磁選機傳動中心軸的結構形式性能研究。其目的是在總結磁選機的中心軸結構形式的優(yōu)缺點，結合磁選機的實際使用經驗的基礎上，對磁選機中心軸進行分析和比較，優(yōu)化所用磁選機中心軸結構形式，以便保證磁選機運行更加順暢穩(wěn)定可靠，減少維護檢修時間，提高設備的作業(yè)率，降低運行成本。
濕式永磁筒式磁選機是應用很廣泛的一種磁選設備。其工作原理是根據各種礦物不同的比磁化系數，利用磁場力進行強磁性與非強磁性礦物的分選。當礦漿進入永磁圓筒和槽體間的分選區(qū)時，由于各種礦物比磁化系數不同，在磁場力作用下，強磁性礦物被吸附在圓筒表面上，隨圓筒旋轉被帶到磁性礦物排礦口，借助沖洗水排入磁性礦物箱中；脈石和弱磁性礦物不能被磁力吸引，在槽體內礦漿流的作用下，自流進入非磁性礦物排礦管，達到分選的目的。
磁選法廣泛地應用于黑色金屬礦石的選別，有色和稀有金屬礦石的精選，重介質選礦中磁性介質的回收，從非金屬礦物原料中除去含鐵雜質，排出磁性物體以保護破碎機和其他設備，從冶煉產生的渣中回收廢鋼以及從生產和生活污水中除去污染物等。
由于筒式磁選機具有結構簡單，性能良好，處理量大，經營費用低、運行穩(wěn)定可靠、適合現(xiàn)場生產等優(yōu)點，特別是操作方便，深受用戶的歡迎，在磁選設備中占據著不可替代的地位。近年來，為充分利用我國有限的礦產資源和對非金屬礦物深加工，需要各種規(guī)格的磁選機，同時需要對現(xiàn)有磁選機進行改進提高，以適應磁選工業(yè)發(fā)展的要求。
這里通過對磁選機傳動中心軸結構形式優(yōu)缺點，結合磁選機的實際使用經驗，對磁選機中心軸部分進行分析和比較，確定所用磁選機軸結構型式，以便保證磁選機運轉更加穩(wěn)定可靠，減少維護檢修時間，提高設備的作業(yè)率，降低運行成本。
一、磁選機結構形式
永磁筒式磁選機主要由機架、永磁圓筒、傳動裝置、給礦箱、槽體等部分組成。
1、普通的磁選機軸結構
永磁圓筒主要由筒體、軸和磁系組成。筒體是由3~4mm厚的不銹鋼板焊接而成的圓柱形筒體。磁選機磁路部分采用多極磁系，每個磁極由鐵氧體或釹鐵硼永磁塊粘結而成，固定在磁導板上，磁導板經支架固定在永磁圓筒的中心軸上，磁系固定，筒體旋轉。普通的永磁筒式磁選機筒體兩端用鑄鋁端蓋密封，端蓋的中心裝有球面滾動軸承，軸承裝在中心軸上。中心軸的一端支承在端蓋的中心球面滾動軸承上，另一端固定支承在機架上，圓筒筒體采用短軸與鑄鋁端蓋聯(lián)接傳動，俗稱半軸傳動。
其結構特點是：中心軸屬于懸壁軸，受力屬于靜不定結構，中心軸懸臂端通過頭部連接螺栓與筒體頭部端蓋連接在一起，承擔磁系和圓筒的重量，頭部軸連接螺栓受交變磁場力作用，在剪應力和拉應力的交變應力作用下，螺栓容易松動，造成螺栓斷裂故障。
2、改進的磁選機中心軸結構
改進的永磁筒式磁選機筒體兩端仍然用鑄鋁端蓋密封，端蓋的中心裝有球面滾動軸承，軸承裝在通軸上。通軸的一端則支承在傳動套的中心球面滾動軸承上，另一端則固定支承在機架上，圓筒筒體采用傳動套與鑄鋁端聯(lián)接傳動，俗稱通軸傳動，其結構見圖1，傳動系統(tǒng)示意圖見圖2。
通軸傳動結構特點是：將中心軸懸壁端結構進行改進、將中心軸的懸壁一端加長后支承在傳動套的中心球面滾動軸承內，變成一根通軸直接承擔磁系的全部重量，解決了懸壁軸的缺陷，頭部軸套連接螺栓與筒體頭部端蓋連接在一起，帶動筒體轉動，頭部軸套連接螺栓不再承受磁系重量，而產生的巨大拉應力，使螺栓容易松動，繼而造成螺栓斷裂故障。以CTB1050×2100磁選機為例，中心軸長約2340mm，通軸比半軸傳動的中心軸長約210mm，只延長了約9%，對軸的強度降低不大。
二、實際應用情況
攀枝花攀鋼集團礦業(yè)公司選鈦廠原產能為280~300kt/a鈦精礦，除鐵弱磁選設備均采用永磁筒式弱磁選機，其主要規(guī)格型號有：CTB750×1800、CTB1050×3000、CTB1050×2400等型號。其中CTB1050×3000、CTB1050×2400型號的磁選機發(fā)生了多次頭部軸套連接螺栓斷裂故障，對生產影響較大，CTB750×1800型號的磁選機基本上沒發(fā)生該類故障。為了選擇性能更加優(yōu)良的除鐵筒式弱磁選機，選鈦廠于2008年8月從中鋼集團安徽天源科技股份有限公司購進一臺CTB1050×3000使用了通軸結構的磁選機試用，試用結果表明該設備運轉穩(wěn)定可靠，到目前為止還未出現(xiàn)任何故障。
攀鋼集團礦業(yè)公司白馬鐵礦一期工程2003年12月動工建設，2006年12月建成投產，2009年鐵精礦預計產量150萬t/a以上。在該礦大量使用了通軸結構的磁選機，其運轉狀況穩(wěn)定可靠，設備故障小，檢修方便，減少了維護檢修時間。
選鈦廠為了充分回收利用磁選尾礦中的鈦資源，2008年初開始對現(xiàn)有流程進行擴能改造，擴能改造實施后，能大幅提高鈦回收率，在處理同樣的原礦量的情況下，每年可生產鈦精礦479kt。在新的流程中采用二段除鐵以及回收鐵精礦，磁選設備均采用中鋼集團安微天源科技股份有限公司生產的使用了通軸結構的永磁筒式磁選機，主要型號是CTB1050×1800型號20臺、CTB1200×3000型號2臺，現(xiàn)在流程正在調試，部分磁選機已投入運行，運行穩(wěn)定可靠。
三、結語
普通的半軸聯(lián)接傳動磁選機，頭部軸套連接螺栓容易松動，造成螺栓斷裂故障，主要發(fā)生在筒體直徑大于750以上的磁選機。所以磁選機選型時，磁選筒直徑小于750的筒式磁選機中心軸結構型式可以選半軸聯(lián)接傳動磁選機或通軸聯(lián)接傳動磁選機，磁選筒體直徑大于750的筒式磁選機中心軸結構型式最好選用通軸聯(lián)接傳動磁選機，這樣能保證磁選機運轉更加順暢穩(wěn)定可靠，減少維護檢修時間，提高設備的作業(yè)率，降低運行成本。
