水泥粉磨站的中空軸一般是由鑄鋼制造、帶有法蘭的空心圓柱體，它裝在簡體的兩端，承受著整個磨體和研磨體的全部載荷，在交變應力作用下連續(xù)運行。小空軸是磨機的關(guān)鍵性零件之一，也是磨機本體最薄弱的環(huán)節(jié)、最難控制質(zhì)量的機件，它能否安全運轉(zhuǎn)，將直接影響生產(chǎn)。
    我公司∮3.5m×llm水泥粉磨設備在正常情況下，曾相繼發(fā)生進料中空軸、出料中空軸r區(qū)部位及軸頸部位開裂的事故。每次處理事故時，從停磨倒球、拆下開裂的中空軸、安裝新的中空軸、加球、試車，整個過程約需8d-lOd，這既浪費了大量的人力物力，又嚴重影響了生產(chǎn)。為此，我們對∮3.5m×1lm水泥磨中空軸開裂原因進行了分析，并對其結(jié)構(gòu)沒計和強度計算、加工制造等方面進行深入的研究，提出了改進措施。
    磨機受力分析及強度校核
    從兩次中空軸故障分析，r區(qū)圓弧過渡部分及軸頸部分是整個中空軸的薄弱環(huán)節(jié)。為此，我們對∮3.5m×1lm水泥磨進行受力分析。
    改進措施
    1、結(jié)構(gòu)改進
    從強度校驗發(fā)現(xiàn)，中空軸r區(qū)強度不合要求；而且中空軸r區(qū)由于應力集中和材料內(nèi)部鑄造缺陷（如縮孔、夾渣、偏析、裂痕等），使r區(qū)出現(xiàn)裂紋在所難免。適當取較人的r值及提高r區(qū)的表面加工粗糙度要求，將能明顯降低應力集中的影響。但r區(qū)的內(nèi)在缺陷難以完全避免，也難以準確判斷，因此提高r區(qū)強度的關(guān)鍵是改進結(jié)構(gòu)設計。
    2、減小Mz，Mk。在磨機產(chǎn)量、功率不變的情況下，要減小Mz，Mk，則只有減小軸承座對中空軸支座反力R到危險截面處的長度L0，通過對磨簡體及軸承座尺寸的分析、對現(xiàn)場安裝與檢修條件的分析．L0尺寸可以減小80mm，這對新磨機設計而言是可以采用的，但對于老磨機的改造，由于要將軸承座往磨機中心靠攏，使軸承座、底座、基礎等都要改造，工作量太大，不為首選。
    制造加工
    中空軸在設計制造加工巾，存在以下問題：
    （1）∮2340mm與軸頸∮1400mm的同軸度、∮2340mm法蘭端面對∮1400mm中心線的全跳動、∮2340mm的尺寸公差等，原設計精度等級較低，造成磨機在運轉(zhuǎn)過程中簡體產(chǎn)生跳動，從而對r區(qū)產(chǎn)生不均勻應力。在周期性拉伸和彎曲負荷作用下，使巾空軸r區(qū)易產(chǎn)生裂紋。
    (2)r區(qū)外側(cè)面粗糙度要求太低，內(nèi)側(cè)面不加工，也使r區(qū)易產(chǎn)生應力集中。
    (3)沒有探傷檢測要求，致使有嚴重缺陷的鑄造件進入下一工序加工，給中空軸的正常使用造成隱患。
    為此，必須對中空軸的尺寸公差、形位公差、表面粗糙度等根據(jù)機加工的經(jīng)濟精度及建材設備使用規(guī)范進行設計。