Análisis preliminar de fallas en cribas vibratorias lineales

Abstracto:
Este artículo analiza las causas de los daños en las placas de criba en las cribas vibratorias lineales nacionales y las fallas de las vigas en los modelos importados. Al comparar las ventajas y desventajas de ambos tipos, se proponen medidas de mejora integrando sus fortalezas. Debido a las características de autovibración de las cribas vibratorias lineales, los daños en los componentes son frecuentes y representan una parte significativa de los costos de mantenimiento en las plantas de preparación de carbón. Reducir la frecuencia de fallas y prolongar la vida útil de los componentes es crucial para minimizar el tiempo de inactividad de la producción y disminuir los costos operativos.

En la Planta de Preparación de Carbón de la Mina Tunlan, el sistema principal de lavado incluye 18 cribas vibratorias lineales. Tras más de dos años de funcionamiento, han surgido numerosos problemas, entre ellos:

Daños frecuentes en las placas de criba de 12 cribas vibratorias de uso doméstico.
Se reemplazaron un total de 280 placas de malla de acero inoxidable (1220 mm × 590 mm) en dos años, con un costo de aproximadamente RMB 280.000.

Fallas frecuentes de vigas en 6 cribas vibratorias importadas.
Se reemplazaron un total de 43 vigas (φ245 mm × 10 mm) en el mismo período, por un costo aproximado de RMB 150.000.

Estos reemplazos frecuentes aumentaron significativamente la intensidad de la mano de obra y el consumo de tiempo, afectando directamente la producción.

1. Análisis de causa
1.1 Causas de daños en las cribas vibratorias lineales domésticas
Las cribas domésticas utilizadas en la mina Tunlan incluyen los modelos 2ZKX y ZKS, ambos con placas de acero inoxidable de 1220 mm × 590 mm. Cada reemplazo completo requiere 145 placas. A lo largo de dos años, cada criba tuvo sus placas reemplazadas aproximadamente dos veces. En contraste, no se reemplazaron placas en las cribas importadas USL3.0×6.0 durante el mismo período.

Las principales causas de daños en las placas de las pantallas domésticas no son el desgaste normal sino:

(1) Diseño estructural irrazonable:
Las placas de cribado domésticas tienen estructuras débiles, ya que utilizan únicamente barras de acero de φ10 mm para el marco. Su tamaño es largo y estrecho (1220 mm × 590 mm), lo que resulta en buena elasticidad, pero poca rigidez. Durante la vibración, una amplitud excesiva provoca fallas por fatiga en las barras y el marco de la criba.

(2) Método de sujeción deficiente:
Las cribas domésticas utilizan pernos sencillos, ángulos de hierro y tiras de goma para sujetar las placas, sin tener en cuenta el desplazamiento por vibración. Las grandes holguras, la poca rigidez y la deformación plástica del marco de la criba durante la sujeción lo hacen propenso a desplazarse y doblarse. La corta longitud de contacto entre el perno y el ángulo de hierro y el ajuste flojo contribuyen a un aflojamiento prematuro, lo que provoca vibraciones adicionales y fallos por fatiga.

(3) Mala calidad de fabricación:
Las grandes tolerancias dimensionales y la mala calidad de la soldadura también son factores que contribuyen.

1.2 Causas de falla de la viga en las cribas vibratorias lineales importadas
Los modelos USL3.0×6.0 importados cuentan con 9 vigas principales por unidad, lo que suma un total de 54 vigas en 6 unidades. Durante dos años, se reemplazaron 43 vigas, con un promedio de 0,8 reemplazos por viga, y la viga dañada con mayor frecuencia se reemplazó dos veces. En cambio, ninguna de las vigas de las 12 pantallas nacionales requirió reemplazo.

Tras conversaciones con el fabricante, se reconoció que esta tasa de fallos era anormal. El análisis de las vigas retiradas mostró fracturas por fatiga. En comparación con el diseño nacional, la causa principal fue que las nueve vigas de los modelos importados no estaban interconectadas. En los diseños nacionales, las vigas se unen longitudinalmente con acero cuadrado y angular, lo que mejora la resistencia general y la resistencia a la fatiga.

En el diseño importado, cada viga resiste la flexión individualmente, lo que le resta integridad estructural. Esto genera vibraciones adicionales mayores y daños por fatiga. Problemas en la selección de materiales también pueden contribuir.

2. Medidas de mejora
Según el análisis anterior, cada tipo de criba vibratoria tiene ventajas y desventajas. Combinar las ventajas de ambas puede generar mejoras efectivas.

2.1 Medidas de mejora para cribas vibratorias lineales domésticas
(1) Rediseño de la placa de pantalla y la estructura de sujeción en función de los modelos importados.
Utilice placas de acero de 6 mm para soldar el marco; ajuste el tamaño de la placa a 592 mm × 598 mm, lo que reduce la longitud y mejora la rigidez. Utilice tiras de sujeción de acero y caucho para un mejor ajuste de los pernos.

(2) Suelde el acero del canal por encima de las 9 vigas y taladre previamente los orificios para los pernos para la fijación de la placa de la pantalla.

(3) Fije los rieles de la placa de la pantalla sobre el canal de acero, lo que permite la instalación de la placa.

2.2 Medidas de mejora para las vigas de cribas vibratorias lineales importadas
(1) Mida con precisión el diámetro y el espaciado de la viga.

(2) Fabricar vigas auxiliares:
Utilice placas de acero de 8 mm de espesor para la parte central, soldadas con acero redondo de φ25 mm en ambos bordes. Los extremos son placas elípticas (8 mm de espesor), curvadas con un radio de 125 mm para minimizar la tensión en las vigas principales.

(3) Retire la fila central de placas de pantalla longitudinalmente para acceder a los centros de las vigas.
Suelde por puntos las vigas auxiliares entre las vigas adyacentes y, tras la alineación, suelde completamente. Tenga cuidado de no dañar las vigas originales. El peso total añadido es de aproximadamente 80 kg, con un impacto mínimo en el rendimiento. Se pueden añadir una o dos filas de vigas auxiliares según sea necesario.