永磁筒式磁选机的中心轴的结构研究
摘要：通过对磁选机传动中心轴的结构形式性能研究。其目的是在总结磁选机的中心轴结构形式的优缺点，结合磁选机的实际使用经验的基础上，对磁选机中心轴进行分析和比较，优化所用磁选机中心轴结构形式，以便保证磁选机运行更加顺畅稳定可靠，减少维护检修时间，提高设备的作业率，降低运行成本。
湿式永磁筒式磁选机是应用很广泛的一种磁选设备。其工作原理是根据各种矿物不同的比磁化系数，利用磁场力进行强磁性与非强磁性矿物的分选。当矿浆进入永磁圆筒和槽体间的分选区时，由于各种矿物比磁化系数不同，在磁场力作用下，强磁性矿物被吸附在圆筒表面上，随圆筒旋转被带到磁性矿物排矿口，借助冲洗水排入磁性矿物箱中；脉石和弱磁性矿物不能被磁力吸引，在槽体内矿浆流的作用下，自流进入非磁性矿物排矿管，达到分选的目的。
磁选法广泛地应用于黑色金属矿石的选别，有色和稀有金属矿石的精选，重介质选矿中磁性介质的回收，从非金属矿物原料中除去含铁杂质，排出磁性物体以保护破碎机和其他设备，从冶炼产生的渣中回收废钢以及从生产和生活污水中除去污染物等。
由于筒式磁选机具有结构简单，性能良好，处理量大，经营费用低、运行稳定可靠、适合现场生产等优点，特别是操作方便，深受用户的欢迎，在磁选设备中占据着不可替代的地位。近年来，为充分利用我国有限的矿产资源和对非金属矿物深加工，需要各种规格的磁选机，同时需要对现有磁选机进行改进提高，以适应磁选工业发展的要求。
这里通过对磁选机传动中心轴结构形式优缺点，结合磁选机的实际使用经验，对磁选机中心轴部分进行分析和比较，确定所用磁选机轴结构型式，以便保证磁选机运转更加稳定可靠，减少维护检修时间，提高设备的作业率，降低运行成本。
一、磁选机结构形式
永磁筒式磁选机主要由机架、永磁圆筒、传动装置、给矿箱、槽体等部分组成。
1、普通的磁选机轴结构
永磁圆筒主要由筒体、轴和磁系组成。筒体是由3~4mm厚的不锈钢板焊接而成的圆柱形筒体。磁选机磁路部分采用多极磁系，每个磁极由铁氧体或钕铁硼永磁块粘结而成，固定在磁导板上，磁导板经支架固定在永磁圆筒的中心轴上，磁系固定，筒体旋转。普通的永磁筒式磁选机筒体两端用铸铝端盖密封，端盖的中心装有球面滚动轴承，轴承装在中心轴上。中心轴的一端支承在端盖的中心球面滚动轴承上，另一端固定支承在机架上，圆筒筒体采用短轴与铸铝端盖联接传动，俗称半轴传动。
其结构特点是：中心轴属于悬壁轴，受力属于静不定结构，中心轴悬臂端通过头部连接螺栓与筒体头部端盖连接在一起，承担磁系和圆筒的重量，头部轴连接螺栓受交变磁场力作用，在剪应力和拉应力的交变应力作用下，螺栓容易松动，造成螺栓断裂故障。
2、改进的磁选机中心轴结构
改进的永磁筒式磁选机筒体两端仍然用铸铝端盖密封，端盖的中心装有球面滚动轴承，轴承装在通轴上。通轴的一端则支承在传动套的中心球面滚动轴承上，另一端则固定支承在机架上，圆筒筒体采用传动套与铸铝端联接传动，俗称通轴传动，其结构见图1，传动系统示意图见图2。
通轴传动结构特点是：将中心轴悬壁端结构进行改进、将中心轴的悬壁一端加长后支承在传动套的中心球面滚动轴承内，变成一根通轴直接承担磁系的全部重量，解决了悬壁轴的缺陷，头部轴套连接螺栓与筒体头部端盖连接在一起，带动筒体转动，头部轴套连接螺栓不再承受磁系重量，而产生的巨大拉应力，使螺栓容易松动，继而造成螺栓断裂故障。以CTB1050×2100磁选机为例，中心轴长约2340mm，通轴比半轴传动的中心轴长约210mm，只延长了约9%，对轴的强度降低不大。
二、实际应用情况
攀枝花攀钢集团矿业公司选钛厂原产能为280~300kt/a钛精矿，除铁弱磁选设备均采用永磁筒式弱磁选机，其主要规格型号有：CTB750×1800、CTB1050×3000、CTB1050×2400等型号。其中CTB1050×3000、CTB1050×2400型号的磁选机发生了多次头部轴套连接螺栓断裂故障，对生产影响较大，CTB750×1800型号的磁选机基本上没发生该类故障。为了选择性能更加优良的除铁筒式弱磁选机，选钛厂于2008年8月从中钢集团安徽天源科技股份有限公司购进一台CTB1050×3000使用了通轴结构的磁选机试用，试用结果表明该设备运转稳定可靠，到目前为止还未出现任何故障。
攀钢集团矿业公司白马铁矿一期工程2003年12月动工建设，2006年12月建成投产，2009年铁精矿预计产量150万t/a以上。在该矿大量使用了通轴结构的磁选机，其运转状况稳定可靠，设备故障小，检修方便，减少了维护检修时间。
选钛厂为了充分回收利用磁选尾矿中的钛资源，2008年初开始对现有流程进行扩能改造，扩能改造实施后，能大幅提高钛回收率，在处理同样的原矿量的情况下，每年可生产钛精矿479kt。在新的流程中采用二段除铁以及回收铁精矿，磁选设备均采用中钢集团安微天源科技股份有限公司生产的使用了通轴结构的永磁筒式磁选机，主要型号是CTB1050×1800型号20台、CTB1200×3000型号2台，现在流程正在调试，部分磁选机已投入运行，运行稳定可靠。
三、结语
普通的半轴联接传动磁选机，头部轴套连接螺栓容易松动，造成螺栓断裂故障，主要发生在筒体直径大于750以上的磁选机。所以磁选机选型时，磁选筒直径小于750的筒式磁选机中心轴结构型式可以选半轴联接传动磁选机或通轴联接传动磁选机，磁选筒体直径大于750的筒式磁选机中心轴结构型式最好选用通轴联接传动磁选机，这样能保证磁选机运转更加顺畅稳定可靠，减少维护检修时间，提高设备的作业率，降低运行成本。
