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        圓錐破碎機(jī)直聯(lián)驅(qū)動(dòng)底架與接底架支腳連接方式缺陷分析及改進(jìn)措施

        2012-08-31 02:31:46黃偉歡
        裝備制造技術(shù) 2012年12期
        關(guān)鍵詞:特維克底架緊固件

        黃偉歡

        (廣西華銀鋁業(yè)有限公司 礦山部,廣西 德保 533700)

        廣西華銀鋁業(yè)有限公司礦山部破碎系統(tǒng)分為粗碎和細(xì)碎。粗碎由2 臺(tái)山特維克S3800 單缸液壓圓錐破碎機(jī)完成,破碎機(jī)體與電機(jī)采用整體式托架結(jié)構(gòu)安裝;細(xì)碎由1 臺(tái)山特維克H7800 單缸液壓圓錐破碎機(jī)完成,電機(jī)采用分離式托架結(jié)構(gòu)與破碎機(jī)下架體通過8 顆M20×100、12.9 級(jí)螺栓聯(lián)接,如圖1所示。

        圖1 破碎機(jī)直聯(lián)驅(qū)動(dòng)底架與接底架支腳連接圖

        1 圓錐破碎機(jī)概述

        1.1 工作原理

        當(dāng)圓錐破碎機(jī)工作時(shí),電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)通過皮帶輪或聯(lián)軸器,圓錐破碎機(jī)傳動(dòng)軸和圓錐破碎機(jī)圓錐部在偏心套的迫動(dòng)下繞一周固定點(diǎn)作旋擺運(yùn)動(dòng),從而使破碎圓錐的破碎壁時(shí)而靠近又時(shí)而離開固裝在調(diào)整套上的軋臼壁表面,使礦石在破碎腔內(nèi)不斷受到?jīng)_擊,擠壓和彎曲作用而實(shí)現(xiàn)礦石的破碎。電動(dòng)機(jī)通過傘齒輪驅(qū)動(dòng)偏心套轉(zhuǎn)動(dòng),使破碎錐作旋擺運(yùn)動(dòng)。破碎錐時(shí)而靠近又時(shí)而離開固定錐,完成破碎和排料。

        1.2 山特維克液壓圓錐破碎機(jī)的優(yōu)點(diǎn)

        (1)動(dòng)錐水平力由主軸的上下兩端同時(shí)支撐,受力條件好,不易發(fā)生斷軸和襯套損壞現(xiàn)象。該機(jī)采用恒定破碎腔(CLP)設(shè)計(jì),大大降低了運(yùn)行成本。

        (2)該機(jī)有多種規(guī)格有S 型和H 型。S 型用于大塊兒物料的二破,H 型用于二段和三段破碎??梢赃_(dá)到十幾種的破碎腔形變化,適應(yīng)不同的物料要求。

        (3)先進(jìn)的機(jī)身設(shè)計(jì),同一偏心襯套可以旋轉(zhuǎn)四個(gè)角度,從而得到四個(gè)不同的偏心距,以適應(yīng)不同的工作狀況。

        (4)最值得關(guān)注的是智能型破碎機(jī)控制系統(tǒng)ASRi,可使破碎機(jī)性能最大化,降低使用成本。

        (5)該機(jī)的物料的破碎比率大、生產(chǎn)能力高于普通破碎機(jī)幾倍。

        (6)該液壓破碎機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊。易損易換件少從而降低了生產(chǎn)本低。

        (7)該機(jī)使用的是層壓破碎、物料的破碎成品粒形美觀,形狀均勻。

        (8)該機(jī)采用液壓保護(hù)及液壓清腔,自動(dòng)化程度高、液壓保護(hù)及液壓清腔從而減少停機(jī)時(shí)間。

        (9)該機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)先進(jìn),采用稀油潤(rùn)滑,大大提高了機(jī)器的使用壽命。

        2 H7800 單缸液壓圓錐破碎機(jī)存在問題分析

        2.1 H7800 破碎機(jī)存在問題

        廣西華銀鋁業(yè)有限公司礦山部山特維克H7800單缸圓錐破碎機(jī)自2008年以來,頻繁出現(xiàn)圓錐破碎機(jī)下架體與電機(jī)托架結(jié)構(gòu)聯(lián)接螺栓斷裂的故障,并多次造成橡膠聯(lián)軸器撕裂,嚴(yán)重影響礦山的正常生產(chǎn)。

        2.2 螺栓斷裂的原因分析

        我們對(duì)于螺栓斷裂從4個(gè)方面來分析:

        (1)螺栓的品質(zhì);

        (2)螺栓的預(yù)緊力矩;

        (3)螺栓的強(qiáng)度;

        (4)螺栓的疲勞強(qiáng)度。

        實(shí)際上,螺栓斷裂在絕大多數(shù)情況都是因?yàn)樗蓜?dòng)而斷裂的,當(dāng)螺紋緊固件松動(dòng)后,產(chǎn)生巨大的動(dòng)能,這種巨大的動(dòng)能直接作用于緊固件及設(shè)備,致使緊固件損壞,緊固件損壞后,設(shè)備無法在正常的狀態(tài)下工作,進(jìn)一步導(dǎo)致設(shè)備損壞。受軸向力作用的緊固件,螺紋被破壞,螺栓被拉斷。受徑向力作用的緊固件,螺栓被剪斷,螺栓孔被打成橢圓。

        由于H7800 電機(jī)采用分離式托架結(jié)構(gòu),與破碎機(jī)下架體通過8 顆10.9 級(jí)螺栓聯(lián)接,而破碎機(jī)體本身自重20 T,電機(jī)自重8 T,破碎機(jī)體和電機(jī)托架通過彈性橡膠墊與地面聯(lián)接,當(dāng)破碎機(jī)工作時(shí),聯(lián)接螺栓同時(shí)受到破碎機(jī)體和電機(jī)托架反復(fù)拉伸和剪切作用力,時(shí)間一長(zhǎng),容易產(chǎn)生疲勞直至斷裂,造成螺栓斷裂的原因如下。

        一是,電機(jī)托架與破碎機(jī)下架體接觸面過小。高強(qiáng)度螺栓連接是靠連接件接觸面間的摩擦力來阻止其相互滑移的,為使接觸面有足夠的摩擦力,就必須提高構(gòu)件的夾緊力和增大構(gòu)件接觸面的摩擦系數(shù)。破碎機(jī)下架體基座呈“7”字形,每邊通過4 顆10.9 級(jí)高強(qiáng)度螺栓與電機(jī)托架連接,接觸面就是基座“7”字形的連接面,難以產(chǎn)生足夠的摩擦力,使電機(jī)托架與破碎機(jī)下架體接觸面發(fā)生相對(duì)滑移,在螺栓接觸面處產(chǎn)生巨大剪切力,從而造成螺栓斷裂。如圖2 及圖3 所示。

        圖2 接底架支腳

        圖3 直聯(lián)驅(qū)動(dòng)底架(連接部分)

        二是,電機(jī)托架與破碎機(jī)下架體接觸面有間隙。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn),破碎機(jī)下架體基座“7”字形連接面和直聯(lián)驅(qū)動(dòng)底架連接面有很多鐵銹,電機(jī)托架連接面由于多次發(fā)生螺栓斷裂出現(xiàn)已有輕微變形,螺栓雖達(dá)到緊固力矩,但接合面短時(shí)就會(huì)產(chǎn)生細(xì)微間隙,連接面不但會(huì)產(chǎn)生劇烈的沖擊載荷,電機(jī)托架還會(huì)上下晃動(dòng),很容易剪斷螺栓。

        三是,螺栓預(yù)緊力不符合要求。

        高強(qiáng)度螺栓是用扭矩扳手上緊螺帽,使螺栓產(chǎn)生巨大而又受控制的預(yù)拉力,通過螺帽和墊板,對(duì)被連接件也產(chǎn)生了同樣大小的預(yù)壓力。在預(yù)壓力作用下,沿被連接件表面就會(huì)產(chǎn)生較大的摩擦力,顯然,只要軸力小于此摩擦力,構(gòu)件便不會(huì)滑移,連接就不會(huì)受到破壞。安裝破碎機(jī)下架體與電機(jī)托架連接螺栓時(shí),檢修人員根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)緊固螺栓,有時(shí)用力過大,有時(shí)用力過小,造成連接面受力不均。

        3 改進(jìn)措施及效果

        3.1 增加連接件接觸面

        將電機(jī)托架與破碎機(jī)下架體聯(lián)接接合面設(shè)計(jì)成軸對(duì)稱的矩形,這樣不但便于加工制造,而且便于對(duì)稱布置螺栓,使螺栓組的對(duì)稱中心和聯(lián)接接合面的形心重合,從而保證接合面受力比較均勻。同時(shí),增加連接螺栓數(shù)目,由原來每邊4 顆螺栓增加到10 顆,大大提高了提高構(gòu)件的夾緊力。如圖4、圖5 與圖6 所示。

        圖4 整改后的接底架支腳

        圖5 整改后的直聯(lián)驅(qū)動(dòng)底架

        圖6 整改后的直聯(lián)驅(qū)動(dòng)底架與接底架支腳連接圖

        3.2 減少連接件接觸面縫隙

        摩擦系數(shù)主要受接觸面的形式和構(gòu)件的材質(zhì)影響,用鋼絲刷清理破碎機(jī)下架體基座“7”字形連接面和電機(jī)托架連接面鐵銹,增大接觸面的摩擦系數(shù)。

        3.3 用扭矩扳手緊固,受力均勻

        破碎機(jī)機(jī)體與電機(jī)在強(qiáng)烈的振動(dòng)下,接底架支腳與直聯(lián)驅(qū)動(dòng)底架接觸面容易發(fā)生變形,從而產(chǎn)生間隙,因此,必須使用扭力扳手?jǐn)Q緊連接螺栓。在安裝時(shí)應(yīng)用扭力扳手將連接螺栓交替分次(一般分3~4 次)逐步均勻擰至規(guī)定鈕矩,并根據(jù)螺栓擰斷強(qiáng)度的70%選擇力矩的大小。若擰緊扭矩不足,在工作中連接結(jié)合面產(chǎn)生縫隙,當(dāng)螺栓受沖擊力時(shí)易被拉斷或剪斷;如果擰得過緊,螺栓伸長(zhǎng)變形,強(qiáng)度降低,受力后易折斷損壞。

        3.4 定期緊固、更換螺桿

        根據(jù)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)與故障發(fā)生頻率,每個(gè)星期對(duì)連接螺栓進(jìn)行一次緊固,每個(gè)月更換一次螺栓。

        4 結(jié)束語

        山特維克H7800 破碎機(jī)作為礦山部破碎系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備,對(duì)合格鋁土礦的穩(wěn)定高效生產(chǎn)起著至關(guān)重要的作用,保證H7800 破碎機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行是設(shè)備管理技術(shù)員的重要職責(zé)。

        [1]唐增寶,等. 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)[M]. 武漢:華中科技出版,1999.

        [2]濮良貴,紀(jì)名剛.機(jī)械設(shè)計(jì)[M].北京:高等教育出版社,2001.

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