引言

輥壓機已廣泛用于水泥工業的水泥及生料的粉磨，是繼窯外預分解工藝技術之后的又一重大技術進步。它的應用，不僅降低單位產品電耗，還能提高磨機產量、產品質量。但其擠壓輥輥面磨損問題常常影響正常生產，一直備受開發商和用戶重視。為提高輥壓機的運轉效率和輥面壽命，進一步降低生產成本，國內部分企業推出“冷鑲柱釘”的超高耐磨輥套。但在實際運用中，一些“冷鑲柱釘”輥套并沒有達到預期目的。本文結合本公司實際運用情況就這種輥套的失效形式進行分析，提出改進建議。

套體采用鍛造(或鑄造)的低碳合金鋼，經熱處理后，在套體的表面按一定規律，鉆一定直徑和深度的孔，將固持劑均勻涂抹在硬質合金釘的圓柱面上，插入套體的孔中固化后，得到了“固一固”機械復合的輥套。“冷鑲柱釘”鑲嵌方式見圖1。

圖1 “冷鑲柱釘”鑲嵌方式

該鑲嵌方法的基本情況為：(1)套體表面硬度在HRC40-50之間；(2)硬質合金圓柱體與孔為間隙配合；(3)固持劑的強度遠遠低于低碳合金鋼的強度。

由于硬質合金釘屬于高耐磨物體，在粉磨物料時它起著關鍵作用。在物料均勻和沒有異常的情況下，輥套的使用壽命很長，是堆焊輥套總體壽命的4倍以上。但實際應用過程中卻易出現以下失效形式：柱釘脫落、柱釘折斷、柱釘面積性剝落、掉塊(見圖2)，使輥套的使用壽命大打折扣。

圖2 柱釘面積性剝落、掉塊

3.1 柱釘脫落

由于柱釘與套體上孔的配合為間隙配合(盡管有固持劑)，同時柱釘的硬度遠遠高于套體上孔表面的硬度，在輥套運行過程中，柱釘會受到非軸向的交變應力，柱釘將其通過固持劑傳到孔表面。當交變應力大于固持劑所能承受的強度時，固持劑將逐漸失去應有的粘合作用。粘合作用失去后，會在大的交變應力的作用下，將硬度較低的孔沖擊變形，導致釘與孔間隙增大，增大到一定程度，柱釘會從孔中脫落下來。柱釘脫落機理示意見圖3。

圖3 柱釘脫落示意

3.2 柱釘折斷

套體的硬度低、耐磨性差，如果在輥套運行過程中無法形成有效的料墊，將導致套體表面磨損嚴重。當在大交變應力的作用下，柱釘會受到很大的交變力矩作用，見圖4。極大力矩會給柱釘帶來彎曲應力，超過一定極限時柱釘折斷。

圖4 柱釘折斷示意

3.3 剝落、掉塊

由于釘與釘之間的套體基體聯接面積小，輥套運行過程中，釘子的受力不垂直，導致釘子將沖擊力分解為其它方向的力，使聯接部分在交變應力下產生微裂紋，微裂紋的擴展會導致大面積剝落掉塊，見圖5。

圖5 剝落、掉塊示意

綜上分析，冷鑲柱釘輥套有良好的使用性能，出現失效的主要原因體現在以下幾方面：套體硬度偏低；套體耐磨性偏差；柱釘與孔的配合間隙大。筆者建議：

(1)提高套體硬度，將孔所處套體硬度提高至HRC55左右，提高其屈服變形強度；

(2)改變柱釘與孔的間隙配合為過度(或過盈)配合，減小在交變應力作用下的孔變形幾率；

(3)改變柱釘端部形狀為六棱體型，增加形成料墊的機會；

(4)提高套體的耐磨性，延緩柱釘端部與套體表面距離的擴大。

作者：蘇春霞，徐相斌

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