MQ型落球疲劳试验机使用若干问题的探讨

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球磨机是冶金、矿山、建材、化工、火力发电等行业中常见的-种大型的粉碎研磨设备，-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。据资料统计 ，在几个主要的工业领域里 ，按其研磨矿物的总产量和平均单耗的统计数据来计算，因磨料磨损消耗的球磨机磨球为200多万 t2]。磨球是冶金、矿山、建材和火力发电行业最大的消耗备件。衡量磨球性能的重要指标是其冲击疲劳特性及承受磨料磨损的能力 ，其中抗 冲击疲劳特性尤为重要 。在 出厂前，如何选择-种准确的检测手段测定磨球的抗冲击疲劳性能是长期以来大家所关注的问题3]。国家标准《铸造磨球 》(GB/T17445-2009)附录 A 中磨球冲击疲劳寿命试验方法指出：落球法磨球冲击疲劳寿命试验是使用落球冲击疲劳试验机，在实验室条件下模拟铸造磨球在球磨机中的冲击过程，落球冲击疲劳试验机型号为 MQ型，落程 3.5 ml4]↑两年，在对 MQ型落球试验机进行现巢装调试指导时，-些使用厂家总会提出-些关于设备本身和试验方法的问题 ，实际这些 问题-方面体现 出磨球生产厂对试验机不了解和对标准中制定的试验方法理解得不透彻 ，另-方面也说 明设备设计到产品标准化制定都没有大 的进步 ，已经不能完全适应现代化企业 的发展需求 。本文主要就现存 的-些问题进行分析探讨，同时提出试验机使用和设计的建议，希望对 MQ型落球疲劳试验机的使用和推动磨球标准更新制定起到帮助。

1 MQ型落球疲劳试验机MQ型落球试验机是参考国外资料并结合国内相关试验的实际情况，于 1988年设计研制的-种多功能磨球试验装置。在 1995年制定冶金部磨球标准时 ，利用 MQ型落球试验机对全国各主要生产磨球的厂家就磨球的平均落球次数进行了测定和对比。在 此 基 础上 ，将 1OO mm 磨球 落 球 次 数 ≥8000次的经验数据作为衡量磨球基本合格的抗冲击疲劳性能标准，同时还将磨球冲击疲劳寿命试验方法先后列入 了建材行业标准 (JC/T533-1994)、冶金 行 业 标 准 (YB/T091- 1996和 YB/TO92～1996)和国家磨球标准 (GB/T17445-1998)3]。在最新的建材行业标准(JC/T533-2004)、冶金行业标准(YB/T091-2005和 YB/T092-2005)和国家标准(GB/T17445-2009)中-直沿用。

2 MQ型落球疲劳试验机使用中常见问题分析与探讨2.1 试验设备场地的选择MQ型落球冲击疲劳试验机是-种旨在模拟磨球在球磨机中承受-次大能量冲击和多次接触碰撞小冲击工况条件的试验设备I3]。该设备通过磨球从3.5 ITI的高度自由落体冲击及试验管内磨球相互问的撞击 的试验方法来实现试验 目的。磨球在试验过程中撞击声音比较大，超出了环保部门对工厂-般车间的噪音要求 ，且试验过程 中可能会出现由于磨球内应力集中释放，发生磨球破碎失效时强烈的冲击力造成人员伤害的情况，所以落球试验机需要放置在独立的试验场地，并对该场地实行隔音防噪的处理。

2.2 多种直径磨球单机混合试验MQ型标准落球疲劳试验机为落程 3.5 m，1个64 采 矿 技 术试验管，试验磨球直径为 O100 mm。根据实际需求，在 MQ型基础上设计了 MQ-III型落球疲劳试验机，该试验机落程仍为 3.5 m，试验磨球直径分别为 60，80，lOO mm。但在试验设备选型时 ，许 多厂家想把所生产的所有规格产品都放到-台设备上进行试验 ，这是不可取的。MQ-III型试验机是利用斗提来进行磨球的循环输送，斗提的球碗根据试验球直径进行设计 ，-般最大球直径要小于最小球直径的 2倍 ，即 100 mm< 60 mIn×2，尽 量杜绝试验时球碗里边装 2个磨球，以免造成设备的故障和试验数据 的不准确 。而且试验管内径要大于试验球直径 2～3 mm 为宜 ，这样磨球在 3.5 m 的垂直下落时与被撞击球会基本同心，撞击力才会有效地传接给下-个磨球 ，保证试验数据的可依据性 。

MQ-II型落球疲劳试验机结构形式为试验用磨球共用上下滑道 ，利用斗提进行循环输送 ，所以不能多个品种磨球同时在-个设备做试验。

2.3 落球次数和失效次数的区别试验人员经倡落球次数和失效次数概念混淆，在国家标准《铸造磨球》(GB/T17445～2009)附录 A中A.6.1明确指出，失效次数是指第 N个试验球失效时电控箱上计数器记录的次数 ，落球次数是通过 3个失效球失效时计数器记录的次数计算出的结果 ，即该批磨球的冲击疲劳试验寿命。

2。4 试验终止的条件国家标准《铸造 磨球 》(GB/T17445～2009)附录 A中 A.5.2.4提出直到 出现第 3个失效球为止”，这个规定是指第 1个失效球和第 2个失效球失效时计数器显示的次数小于该直径磨球规定的冲击疲劳寿命的情况，并不是绝对的必须到第 3个失效球出现试验才可终止。以铸造磨球直径 O100 mm为例，如果在落球试验中计数器已经显示 8000次仍没有失效球出现 ，实际试验即可终止 ，因为按照计算公式，此批磨球 的落球冲击疲劳寿命 已经超过16000次 ，远高于国家标准的 8000次。

3 5 m落程的疲劳试验机设计MQ型落球试验机的标准落差是3.5 m的垂直高度和 O100 mm的试验磨球，大致相当于直径为 4m以下球磨机和该直径的磨球在无物料缓冲的强化条件下承受 冲击疲劳的工作状态口]。随着矿山开采规模大型化的发展，导致矿山设备大型化的需求，直径大于 3600 mm的大型球磨机不断增多，使得3.5 m 的落程高度已经不能满 足落球疲劳试验要求 。

2011年 ，江阴某钢铁厂委托农机院设计制造 了2台 5 m 落程 的磨球疲劳试验机 ，其结构如图 1所示，并在该厂进行了磨球产品的落球疲劳试验 。

图 1 MQ-III型 5 m 落程疲劳试验机结构示意该厂生产的磨球为轧制工艺，有 050～100 mm共 6种规格磨球 ，分别在 2台设备上进行 3种规格的试验 。在设备的安装和调试过程中遇到了-些问题并进行了解决。

(1)设备刚性不足。MQ-II型 5 in落球疲劳试验机的设计 是在 3.5 m基础上 进行了高度增加和相关数据的调整，但在 安装完之后 发现设备的整体刚性不足，遂对设备机架进行了加固处理。

(2)轧制磨球失效形式基本为断裂，易堵塞试验管。在该厂对某批磨球进行落球疲劳试验时，发现轧制磨球的失效形式基本为断裂 ，该批磨球材质为 GCrl5，直径为 60 mm，落程为 5 m，试验前根据设计要求放置管 内球数 为 21个 ，总试验用球 数为26个 。试验中第-磨球失效次数为 14776次 ，第二个磨球失效次数为 15531次，第三个磨球失效次数为21337次(如图2所示)。图 2显示了 3个失效磨球的失效形式都是沿中部断裂并伴有二次分裂，如果失效球在试验管中断裂，会造成失效球不能 自然从管内滑出，需要暂停试验 ，所以在设计试验管时要考虑多点设置观察孑L和取球孔 。

(3)5 ITI落程的落球疲劳试验机试验数据暂无参照标准。汪国家标准和行业标准中，铸造磨球和