邊漢民，薛瑞斌，彭海蘭，李青

單段破碎系統(tǒng)生產(chǎn)和維護問答

Q&A of the Production and Maintenance of the Single-stage Crushing Systemm

邊漢民，薛瑞斌，彭海蘭，李青

1 破碎系統(tǒng)的生產(chǎn)能力只與破碎機的能力有關嗎？

破碎機作為主機設備其生產(chǎn)能力直接決定了破碎系統(tǒng)的生產(chǎn)能力，但并不是唯一決定因素，破碎系統(tǒng)的生產(chǎn)能力還與許多因素有關，如：系統(tǒng)中其他設備的能力、系統(tǒng)的布置、料倉及出口形狀等。

破碎系統(tǒng)中其他設備的能力主要指板喂機、出料膠帶機和堆料膠帶機等設備的能力，這些設備匹配不當也可能造成整個系統(tǒng)的產(chǎn)量不足。由于破碎機的進料粒度是不均勻的，造成瞬時產(chǎn)量的波動，所以其上下游設備要有能力承受這種波動。一般地，破碎機的上喂料和下出料輸送設備的能力應該是破碎機額定產(chǎn)量的120%～135%。如果系統(tǒng)沒有按照這個要求配置，往往破碎系統(tǒng)的產(chǎn)量會受到制約。常見的情況是，板喂機已經(jīng)開到滿速，系統(tǒng)的產(chǎn)量仍然達不到額定值,而此時破碎機主電機的電流負荷卻不高，說明板喂機傳動配置設計時對料層厚度的估算不準確，可以通過更換減速機或電機（如8級電機換成6級電機從而提高板喂機運轉(zhuǎn)的線速度）來解決。另外，堆料機的懸臂皮帶有時也會制約系統(tǒng)能力，原因在于選型時能力偏小，或是露天安裝遇到下雨，懸臂皮帶又處于最大傾斜角度時，容易打滑。此時，應設法對懸臂皮帶進行改進以提高其臺時產(chǎn)量。總之，用戶在使用過程中可以根據(jù)單臺設備的運行功率（或電流）來判定某個設備的出力情況。若某臺設備的配備能力不足，應針對該設備進行改造，提高破碎系統(tǒng)的產(chǎn)量。

在同等使用條件下，整個系統(tǒng)的布置如板喂機的角度等不合理，料倉形狀、料倉出口形狀等設計不合理都會造成板喂機輸送物料的料層高度不夠，使板喂機的喂料能力下降，從而影響整個系統(tǒng)的產(chǎn)量和穩(wěn)定性。如果板喂機的頭輪位置和破碎機的相對位置不合理，往往會對破碎機的穩(wěn)定運行和轉(zhuǎn)子的使用壽命帶來很大的影響。不帶給料輥的破碎機對這一點尤其敏感。

2 為什么有的破碎機達不到額定的產(chǎn)量？

部分用戶會遇到破碎機的產(chǎn)量達不到額定值。排除破碎機設計、選型和制造質(zhì)量等因素外，還有其他因素影響破碎機的產(chǎn)量，從大的方面來說可分為原料問題、外圍設備配置問題。

原料問題主要表現(xiàn)在原料的物理性能，即：原料礦石的抗壓強度、節(jié)理發(fā)育情況（影響爆破效果即進料粒度）、水分和含土量等。對于礦石的固有特性在選型之初已經(jīng)有所考慮，一般不會引起破碎機運行產(chǎn)量的波動，而物料的含土量和進料粒度往往可以引起產(chǎn)量的波動。如果物料的含土量偏高，進入破碎機的物料粒度過大，或大粒度物料的含量較高都會使得破碎系統(tǒng)的產(chǎn)量降低。一般而言，每臺設備在選型時，都會對物料的水分、含土量和進料粒度有一定的要求，所以盡量控制物料的含土量和進料粒度。含土量大的物料主要出現(xiàn)在新礦山的開采初期，或以夾層的方式出現(xiàn)，因為剝離層含土量較大，水分較高，品位較低，這些物料破碎時往往會造成破碎機電機的負荷升高，破碎機很容易被堵塞，而且對水泥生產(chǎn)配料造成一定的困難。如果這些剝離層與后期開采的石灰石搭配使用，既可以滿足原料的配比要求，也可以改善破碎系統(tǒng)的工況。再則，物料的粒度對破碎機的產(chǎn)量有很大的影響。一般破碎機的入料粒度規(guī)定，最大喂料粒度（有時用長寬高來表示，有時用最大單邊長度來表示）不超過某一百分含量（一般10%）。有的用戶誤認為破碎機可以破碎最大粒度的物料，所以就直接喂入全部最大粒度的物料，這樣不但會降低破碎系統(tǒng)的產(chǎn)量，而且破碎機會經(jīng)常悶機，對破碎機工作部件（如錘頭和錘軸等）的傷害尤大（圖1），正確的做法應該是，喂入正常爆破狀態(tài)下各種粒級均占一定比例的物料，這點務必引起廣大用戶的注意。

圖1 大塊的喂料會損壞破碎機轉(zhuǎn)子

破碎系統(tǒng)的外圍設備主要指板喂機、出料膠帶機和堆料膠帶機等，如前一個問題中所述，這些外圍設備如果匹配不當可造成破碎機喂料不足（吃不飽）、出料不暢（運不走），從而制約破碎機正常能力的發(fā)揮。

3 為什么同規(guī)格型號的破碎機在不同的用戶現(xiàn)場使用時錘頭的使用壽命相差很大？

錘頭是破碎機中的主要消耗件，錘頭的使用壽命對企業(yè)的穩(wěn)定生產(chǎn)和生產(chǎn)成本有直接的影響。影響錘頭使用壽命的主要因素有物料本身的磨蝕性、錘頭運行線速度和錘頭破碎物料的方式等，對于同規(guī)格型號的破碎機來說，錘頭運行線速度和錘頭破碎物料的方式基本相同，所以在使用維護得當?shù)那闆r下錘頭的壽命主要取決于物料的磨蝕性。

物料的磨蝕性對錘頭使用壽命的影響是非常大的，在物料的磨蝕性不同而其他條件均相同的情況下，一付錘頭有的可破碎幾百萬噸，有的卻只能破碎幾萬噸，相差甚遠。磨蝕性是物料的固有物理性質(zhì)，是不可改變的，磨蝕性越高時，錘頭的磨損也越快。所以，破碎機選型當初應考慮物料的磨蝕性因素。以我們的經(jīng)驗，物料的磨蝕性超過一定數(shù)值范圍時，使用多段破碎比單段破碎更經(jīng)濟更合理，錘頭的使用壽命會有較大的提高。

另外，同樣磨蝕性的物料也會因為排料粒度不同導致錘頭壽命的差異。

4 為什么同一供應商的錘頭在同一臺破碎機上使用時，其錘頭壽命也會有差別？

排除錘頭制造質(zhì)量不穩(wěn)定的因素外，可能的原因之一是，在可比較的兩個錘頭壽命期內(nèi)，原料的性質(zhì)發(fā)生了較大變化。更直接地說是粘土含量和含水量發(fā)生了變化。如果物料中粘土含量高，水分大，就會發(fā)生篦子排料不暢甚至篦縫糊死的現(xiàn)象。另外一個原因則在于生產(chǎn)過程中的維護和操作。當錘頭和篦板磨損后，錘頭工作圓直徑變小，篦板弧面變大，在排料區(qū)域錘頭與篦板的間隙變大，一些大粒度的物料被掃到該區(qū)域，且不能及時有效地破碎并從篦縫中排出。

上述兩種情況都會導致排料區(qū)物料“墊層”的產(chǎn)生，隨著該區(qū)域內(nèi)物料積累的增加，錘頭破碎物料的方式發(fā)生了改變，錘頭和物料之間的破碎關系由打擊破碎后排料轉(zhuǎn)變?yōu)閿D壓破碎或磨削破碎后擠壓排料，此時，錘頭的破碎效率大大降低，磨損卻直線上升。在正常的磨蝕性范圍內(nèi)使用破碎機時，一旦發(fā)現(xiàn)破碎機的產(chǎn)量減少、電耗增加或出料粒度變粗時，應該檢查錘頭、篦子和其他部件的磨損情況，并進行調(diào)整和維修。確保錘頭和篦子之間的合理間隙，保證篦子排料通暢，可以延長錘頭的使用壽命。一旦錘頭重量減少到初始重量的80%左右后必須更換，否則產(chǎn)量、粒度均難以保持。新錘頭前部棱邊磨到其寬度的3/5時，可將錘頭翻面使用（圖3）。

對于更換下來的舊錘頭不要急于處理，建議在更換錘頭時只更換一半數(shù)量的新錘頭而另一半則仍然使用舊錘頭，進行混合安裝，在軸向上一排新錘頭一排舊錘頭交替排列。這種新舊錘頭交替排列的方法對錘頭間隔打擊時間較小的破碎機效果尤為明顯，根據(jù)有的用戶的經(jīng)驗，錘頭的壽命最多可以延長50%。對于一些大型的破碎機可以嘗試使用。

5 為什么有的破碎機錘頭錘軸會斷裂，有時甚至出現(xiàn)錘盤開裂現(xiàn)象？

錘頭、錘軸斷裂，有時甚至出現(xiàn)錘盤開裂，這種現(xiàn)象多發(fā)生在不帶給料輥的錘式破碎機上，這種機型的特點是，喂料直接沖擊到轉(zhuǎn)子上，大粒度物料對轉(zhuǎn)子的沖擊，對轉(zhuǎn)子的使用壽命和安全性的影響尤為明顯。

圖2 排料不暢時產(chǎn)生的“墊層”

圖3 錘頭翻面使用示意圖

當有大塊礦石喂入時，不可能被一次擊碎，而是被托在轉(zhuǎn)子上經(jīng)過多次打擊后才能進入排料區(qū)。這時，錘頭承受很高的沖擊負荷，轉(zhuǎn)子的運轉(zhuǎn)阻力會急劇升高，電機的電流會出現(xiàn)一個峰值。此時，若仍有大塊礦石繼續(xù)喂入破碎機內(nèi)，這個電流峰值還會繼續(xù)升高，且持續(xù)時間會延長，最后可能造成電機跳停。國內(nèi)有一些用戶在操作破碎機時，由工作人員在控制柜設定一個固定的板喂機的轉(zhuǎn)數(shù)，然后任由板喂機以固定速度喂料，并且不觀察破碎機的電流參數(shù)，這種盲目喂料的操作方法不可能避免大塊礦石的連續(xù)喂入，造成轉(zhuǎn)子上部件的受力狀況急劇惡化，使錘頭、錘軸斷裂，嚴重時甚至出現(xiàn)錘盤開裂。

為了改善轉(zhuǎn)子上沖擊部件的受力狀況，在破碎系統(tǒng)設計和操作時，對喂料系統(tǒng)和破碎機驅(qū)動進行自動（起碼是手動）連鎖控制和保護是必要的。

在雙轉(zhuǎn)子破碎機上一般裝有脈沖測速裝置。當轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速降到正常值的75%以下時，要求板喂機能立即停機以停止喂料；而在其轉(zhuǎn)速恢復到正常值的95%時，板喂機自動恢復給料。但目前國內(nèi)用戶輕視這種保護，往往棄置不用。

在系統(tǒng)設計時，板喂機采用變頻電機驅(qū)動，要求其運轉(zhuǎn)速度隨破碎機的負荷而自動調(diào)節(jié)（也可轉(zhuǎn)換成人工手動調(diào)節(jié)），破碎機的負荷由操作工根據(jù)需要而設定，破碎機在該設定的負荷下處于某范圍（Pmin～Pmax）運轉(zhuǎn)，其范圍在給定值的上下50kW內(nèi)波動。當破碎機負荷小于Pmin時，給料機自動加速；當破碎機負荷大于Pmax時，給料機自動減速。兩者形成自動調(diào)節(jié)的回路，以保證充分發(fā)揮破碎機的能力和它的安全運行。這種回路設計在產(chǎn)量較高、破碎機負荷較重時尤其重要。最起碼也要做到操作人員能根據(jù)破碎機主電機的電流情況隨時調(diào)節(jié)板喂機的喂料速度，這也是同類機型國內(nèi)用戶能夠接受的普遍做法。如可能的話，在料倉上部安裝攝像頭，用于觀察料位和來料情況。

另外，還可以軟化電機的工作特性，當大塊礦石喂入時，使轉(zhuǎn)子短時間內(nèi)處于較高丟轉(zhuǎn)運行狀態(tài)，最大限度發(fā)揮破碎機的飛輪矩，以保證電機的功率消耗更趨平穩(wěn)、均勻。

以上保護系統(tǒng)對提高破碎效率，改善破碎機和電動機的工作條件十分重要。

6 破碎車間的收塵效果不好，怎么辦？

隨著國家對環(huán)境保護要求的逐步提高，粉塵排放的標準也日益嚴格，這樣破碎系統(tǒng)的收塵必須得到控制。影響破碎車間的收塵效果有以下幾點因素：

首先與收塵設備的規(guī)格和能力有關，收塵風量必須能滿足收塵的要求。對于同規(guī)模的破碎系統(tǒng)，要求的收塵風量也是不一樣的，跟當?shù)氐臍夂蚝吞幚淼奈锪嫌兄苯拥年P系。在南方多雨的地區(qū)，物料中水分大，風量相對可以少些，北方就應相對大些；處理的物料中含泥土多的，干燥的物料產(chǎn)生的粉塵就多，風量就應大些，反之處理的物料比較純正，有一定硬度，產(chǎn)生的粉塵就少些，風量就可以小些。據(jù)參考文獻，當物料的水分小于2%時就會產(chǎn)生粉塵。水分達4%時，產(chǎn)生粉塵的量就大為減少，水分達8%時，幾乎沒有粉塵的排放。這些因素在工程設計時一般都已經(jīng)考慮，使用時也不宜再做改動。但可以在料倉上方通過噴水的方法減少粉塵。

其次與收塵點和氣流密封也有很大的關系，破碎機工作時在一定程度上起到類似風機的作用?？諝鈴倪M料端吸入，因此進料端吸入空氣入口的大小應加以限制，從而控制進風量。破碎系統(tǒng)的捕塵罩應盡量靠近揚塵點（破碎機下料口）。除此之外，破碎機的排料溜子與出料皮帶的密封也很重要，尤其是排料溜子與出料皮帶后部的密封一定要加強，最好加設至少兩道橡膠簾。

破碎機排料篦子與出料皮帶有一定高差。經(jīng)破碎機篦縫排出的物料顆粒以很高的速度射出，在皮帶和出料口斜壁上彈跳折射，容易對皮帶造成損傷，還會造成料堆在皮帶寬度方向分布過寬，使皮帶導料槽的密封膠條和皮帶過快磨損。另外，在轉(zhuǎn)子下面的區(qū)域，如果風機風量不夠或密封不好，此區(qū)域是正壓區(qū)，高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子所引起的鼓風效應會將含塵氣流導入破碎機后部，遠離捕塵點，從而降低收塵效果?，F(xiàn)在破碎系統(tǒng)針對板喂機返料的收集普遍采取集料斗加溜子或刮板機加溜子，溜子與皮帶罩子連接，密封相對好些；有的系統(tǒng)針對板喂機返料的收集采取在地面上開大口（見圖4），下面的皮帶是敞口的，讓料直接落在皮帶上，這樣含塵氣流可以直接從此處冒出。

圖4 板喂機下方的開口影響收塵效果

一般來說，轉(zhuǎn)子下面的區(qū)域密封不好是破碎車間內(nèi)揚塵的主要原因之一。建議在出料口部位加設兼有導流和緩沖作用的傾斜擋板，具體操作見圖5。

7 承擊砧、錘盤磨損了怎么辦？

現(xiàn)在使用的轉(zhuǎn)子的錘盤以及雙轉(zhuǎn)子錘式破碎機的承擊砧一般都是表面堆焊處理。在使用中，由于物料的沖擊等作用，一段時間后，表面的堆焊層磨損，暴露出母材。因此應經(jīng)常檢查承擊砧、端盤和錘盤的磨損情況，一旦發(fā)現(xiàn)母體材料已暴露，應立即堆焊，否則它們的母體將會很快磨損失效。焊耐磨合金的硬度在HRC55左右?，F(xiàn)場堆焊修復時最好預熱，焊后保溫，以改善堆焊效果（見圖6）。

需注意的是，嚴禁對轉(zhuǎn)子上的零部件焊接時使電流流經(jīng)軸承，因為這樣將造成滾子的點蝕，縮短軸承的壽命。因此最好是將轉(zhuǎn)子取出，在地面進行焊接工作。

8 單轉(zhuǎn)子錘式破碎機的給料輥磨損了怎么辦？

帶給料輥單段錘式破碎機是天津院最早開發(fā)的一種單段錘式破碎機，該類型破碎機的特點是其帶有給料輥，物料從板喂機直接落到給料輥上從而減少了對轉(zhuǎn)子的沖擊，大大改善了轉(zhuǎn)子部件的工況。

給料輥長期的摩擦輸送而磨損，造成給料輥的直徑變小，摩擦塊變薄，兩個給料輥之間的間隙變大。造成的影響是：

（1）出料粒度比較大（主要針對原料磨是管磨的情況）。

（2）當“合適大小”物料進入兩個給料輥之間的間隙時，容易造成卡料,引起電機過流或啟動困難。建議在主動給料輥沿軸方向的每兩個摩擦塊之間增加一個摩擦塊，摩擦塊的大小和原來的相當，焊接時以實際運行不會和從動輥干涉為準（見圖7）?；蛘咴诂F(xiàn)有的輥體堆焊新的凸臺，凸臺的高度在20mm左右。

注意：連續(xù)焊接時不要時間太長，以防給料輥輥皮過熱而使得給料輥中的彈性體損壞。

9 老型號的雙給料輥錘式破碎機的保險門有沒有作用？

保險門鉸接在排料篦子后部的下殼體上，設計的原則是在平衡塊的作用下，既能阻止未被破碎的礦石溢出，又能使誤入機內(nèi)的鐵件在離心力的作用下，迅速推開保險門順利排出，隨后自動閉合，不必專為此停機。

對于該機型的保險門一直存在著一些爭議，有人認為保險門可以真正起到保護破碎機的作用。但有人認為保險門作用非常有限，鐵器可以在運輸前在礦山上嚴格控制，最大程度減少進鐵，即使有鐵器真的進入破碎機中時，由于破碎上腔的結構形狀，這些鐵器經(jīng)破碎上腔的反彈后又被甩到了給料輥上，由于鐵器的不可破性以及它的重量大，鐵器會在破碎上腔和給料輥之間往復，當鐵器撞擊上腔時會發(fā)出刺耳的聲音，只要巡檢工及時發(fā)現(xiàn)，及時停機，可以在給料輥上就可以把鐵器撿出（給料輥先于轉(zhuǎn)子停止轉(zhuǎn)動）。在使用中有時保險門的配重偏小，一旦保險門打開后，不能自動復位。這樣就相當于破碎帶在某一時間內(nèi)沒有封閉，排料粒度會變粗，這給后續(xù)的粉磨工作帶來了麻煩，現(xiàn)在也確實有不少用戶已經(jīng)把保險門堵死。

圖5 在出料口部位加設兼有導流和緩沖作用的傾斜擋板

圖6 錘盤堆焊層磨損暴露出母材之前應堆焊

圖7 給料輥新增摩擦塊示意圖

10 雙轉(zhuǎn)子和單轉(zhuǎn)子破碎機相互比較，各有哪些優(yōu)缺點？

單轉(zhuǎn)子破碎機，礦石由給料機正面全寬度喂入破碎機進料口，從進料口落入下方的給料輥上，再由給料輥傳送到高速回轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子上，物料被錘頭打擊或拋起，被拋起的那部分物料在機體上部的反擊腔中與反擊板相撞，未被拋起的物料則由轉(zhuǎn)子錘盤支承并繼續(xù)受到下一排錘頭的打擊。在反擊腔完成粗碎之后，物料被錘頭帶入破碎腔和篦子工作區(qū)，進一步細碎直到能通過篦縫被排到設于機下的膠帶機上。由于裝有喂料輥，可以吸收喂料中大塊的沖擊力，它與不帶給料輥的錘式破碎機相比，避免了大塊直接落在轉(zhuǎn)子上對轉(zhuǎn)子造成大的沖擊，進機粒度更大，而轉(zhuǎn)子的運轉(zhuǎn)阻力和錘盤的磨損減少。破碎的粗碎工作在反擊腔中完成，可以充分利用石打石原理進行破碎。但隨著熟料生產(chǎn)線規(guī)模的不斷擴大，單轉(zhuǎn)子石灰石破碎機的規(guī)格也不斷加大，這樣與之配套的設備、基建也要相應加大。

雙轉(zhuǎn)子錘式破碎機（圖8）為水泥生產(chǎn)專用破碎機，用于破碎一般的脆性物料，如石灰石、泥灰?guī)r、石膏和煤等。也適合破碎石灰石（泥灰?guī)r）和粘土質(zhì)混合料。由于具有入料粒度大、破碎比大的特點，可將大塊原礦石一次破碎到符合入磨的粒度。

圖8 雙轉(zhuǎn)子破碎機

與單轉(zhuǎn)子單段錘式破碎機不同的是，本機有兩個相向轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)子和一個位于兩個轉(zhuǎn)子之間的承擊砧。它除了具有其他單段錘式破碎機的主要特點以外，由于破碎主要發(fā)生在兩個轉(zhuǎn)子之間，粘濕物料沾附在固定腔壁的機會大大減少，同時配用整體鑄造的篦子板，對物料的適應性更強，可以用來破碎石灰石和粘土的混合物料，粘土的摻入量可以達到20%，且不至堵塞，彌補了單轉(zhuǎn)子單段錘式破碎機處理粘濕的物料時，因粘濕物料沾附在破碎板上及破碎上腔引起的產(chǎn)量降低、出料粒度增大、錘頭等磨損件非正常磨損的缺點。與相同生產(chǎn)能力的單轉(zhuǎn)子單段錘式破碎機相比，設備重量較輕。由于兩個轉(zhuǎn)子可以懸掛更多的錘頭，所以，可供使用的磨損金屬量更大，錘頭壽命更長。由于轉(zhuǎn)子尺寸小，機身矮，因而配套設備如吊車、板喂機的選型規(guī)格減小，從而節(jié)省了整個系統(tǒng)的設備投資和基建投資。

與單轉(zhuǎn)子破碎機相比，由于破碎的粗碎工作主要發(fā)生在兩個轉(zhuǎn)子之間，轉(zhuǎn)子相互做支撐，這樣要求轉(zhuǎn)子更堅固。由于喂入物料完全撐在轉(zhuǎn)子上，要求轉(zhuǎn)子更加耐磨。