武建軍

（陽煤集團(tuán)興峪煤業(yè)有限責(zé)任公司， 山西 陽泉 045000）

1 破碎機(jī)主要結(jié)構(gòu)

如圖1所示為煤礦用錘式破碎機(jī)典型結(jié)構(gòu)，屬于KBC系列細(xì)粒破碎機(jī)[1-3]。

錘式破碎機(jī)主體主要由三大部分構(gòu)成，分別為殼體、反擊板及其調(diào)節(jié)裝置、轉(zhuǎn)子。其與電動(dòng)機(jī)連接時(shí)還需用到傳動(dòng)裝置。轉(zhuǎn)子全部設(shè)計(jì)在破碎機(jī)的中央，正常工作時(shí)轉(zhuǎn)子的速度非常高。轉(zhuǎn)子兩側(cè)設(shè)計(jì)有破碎板，呈對稱布置，配備有破碎板調(diào)節(jié)裝置，可以根據(jù)實(shí)際使用需要對破碎板進(jìn)行調(diào)整，以得到不同顆粒大小的煤塊。從結(jié)構(gòu)上分，錘式破碎機(jī)可以分為左側(cè)部、右側(cè)部、上側(cè)部和下側(cè)部。當(dāng)需要對轉(zhuǎn)子部件進(jìn)行維護(hù)檢修時(shí)，可以將左側(cè)部和右側(cè)部打開對轉(zhuǎn)子進(jìn)行檢查。

2 破碎機(jī)常見故障及原因分析

2.1 錘頭磨損嚴(yán)重甚至發(fā)生斷裂

錘頭正常運(yùn)行時(shí)速度非常高，在遇到大煤塊時(shí)會形成非常大的沖擊力。如果發(fā)生正面沖擊，煤礦物料上存在的尖銳棱角會對錘面造成嚴(yán)重的沖擊磨損，嚴(yán)重時(shí)還會在錘面上留下坑洼。如果尖銳的煤塊棱角以一定的角度沖擊錘頭時(shí)，可能會對錘面形成切削作用，會對錘面造成切削磨損。錘頭在工作過程中，并不是整個(gè)錘面都發(fā)揮破碎作用，真正發(fā)揮作用的只是側(cè)面靠近邊緣的一部分位置，該區(qū)域稱為工作區(qū)。在實(shí)際運(yùn)行時(shí)，錘頭工作區(qū)域會持續(xù)遭到磨損。因此，工作區(qū)域是不斷發(fā)生變化的，錘頭磨損形式會隨著工作區(qū)域的變化隨之發(fā)生改變。對于新錘頭，前期磨損形式主要為正面沖擊磨損，而隨著工作面位置的轉(zhuǎn)變，后期會逐漸轉(zhuǎn)變成為切削磨損。另一方面，如果錘頭材料選擇不合理或者熱處理方法選擇不當(dāng)、工作過程中遇到非常硬的煤塊，比如煤塊中可能會夾雜鐵塊等，就很有可能導(dǎo)致錘頭發(fā)生斷裂，如圖2所示。

圖1 煤礦用錘式破碎機(jī)典型結(jié)構(gòu)示意圖

圖2 錘頭磨損和斷裂現(xiàn)場實(shí)物圖

2.2 傳動(dòng)裝置軸承出現(xiàn)故障

1）軸承裝配不合理。裝配時(shí)選擇的配合不恰當(dāng)，軸承外圈和軸承座通常采用過盈配合方式。軸承運(yùn)行時(shí)溫度會出現(xiàn)顯著升高，導(dǎo)致軸承座與軸承外圈發(fā)生咬合。在更換軸承時(shí)會出現(xiàn)拆卸困難。通過暴力拆卸會對軸承座造成不利影響。進(jìn)行過盈配合安裝時(shí)，需要對軸承進(jìn)行加熱。如果加熱溫度不合理或加熱時(shí)間持續(xù)過長，會對軸承性能產(chǎn)生不利影響，進(jìn)而加劇軸承磨損，縮短使用壽命。

2）密封出現(xiàn)損壞。煤礦井下工作環(huán)境復(fù)雜，如果軸承密封出現(xiàn)問題，雜質(zhì)就很有可能通過破壞的密封裝置進(jìn)入軸承內(nèi)部，對軸承造成嚴(yán)重磨損，引發(fā)軸承溫度高、振動(dòng)、聲響等不良現(xiàn)象。

3）潤滑不良。煤礦用錘式破碎機(jī)工作時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)速度非常高，如果軸承潤滑得不到保障，必然會導(dǎo)致軸承出現(xiàn)干摩擦，加劇磨損。另外，潤滑油脂注入過多也不好，因?yàn)檫^多的潤滑油脂會增加摩擦力矩，導(dǎo)致軸承溫度升高。

2.3 振動(dòng)導(dǎo)致基礎(chǔ)和軸承座松動(dòng)

錘式破碎機(jī)在工作時(shí)內(nèi)部零件會發(fā)生高速旋轉(zhuǎn)，如果主軸、聯(lián)軸器等這些重要的結(jié)構(gòu)件在生產(chǎn)制作、安裝時(shí)存在較大誤差，會導(dǎo)致設(shè)備在運(yùn)行中產(chǎn)生明顯的振動(dòng)問題，而機(jī)械零部件生產(chǎn)加工、安裝過程中不可避免地會存在一定的誤差，因此錘式破碎機(jī)在工作時(shí)不可避免地也會出現(xiàn)振動(dòng)問題，只是振動(dòng)程度的大小不同而已。設(shè)備振動(dòng)時(shí)會帶動(dòng)基礎(chǔ)以及地腳螺栓振動(dòng)，時(shí)間長久后可能會導(dǎo)致地腳螺栓發(fā)生松動(dòng)，甚至導(dǎo)致地板基礎(chǔ)下沉。另外，軸承座在長時(shí)間的振動(dòng)作用下，也可能會出現(xiàn)松動(dòng)現(xiàn)象。

3 破碎機(jī)常見故障預(yù)防措施

3.1 錘頭磨損甚至斷裂的預(yù)防措施

在實(shí)踐應(yīng)用中，高錳鋼是用來生產(chǎn)制作錘頭的主要材料之一，但是這種材料的特點(diǎn)是熱導(dǎo)能力差、熱膨脹系數(shù)高。為提升錘頭硬度，需要對錘頭進(jìn)行熱處理，當(dāng)錘頭結(jié)構(gòu)比較厚時(shí)，容易出現(xiàn)開裂現(xiàn)象。為避免錘頭出現(xiàn)開裂，入爐溫度必須控制在較低水平，一般不得超過150℃，均溫1 h以后，以100℃/h左右的速度進(jìn)行升溫，將溫度升高至650～700℃保溫1～3 h，能顯著消除錘頭在鑄造過程中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。通過對加熱速度的控制能夠降低錘頭在加熱過程中外表面與心部的溫度差值，避免由于溫差導(dǎo)致的熱應(yīng)力引發(fā)的裂紋問題。在650～700℃保溫一段時(shí)間后，高錳鋼基本進(jìn)入塑性狀態(tài)，此時(shí)可以以120～150℃/h的升溫速度加熱至1 080～1 120℃進(jìn)行保溫，保溫時(shí)間視具體要求而定。為保障錘頭硬度需要對其進(jìn)行淬火處理。為在最大限度上達(dá)到淬火效果，淬火用水的體積應(yīng)該大于錘頭體積的10倍以上，水溫不得超過30℃。

3.2 軸承故障的預(yù)防措施

1）合理選擇過盈配合。過盈量太大導(dǎo)致長時(shí)間運(yùn)行過程中發(fā)生咬合，不利于后續(xù)更換拆卸，過盈量太小不利于軸承運(yùn)行的穩(wěn)定性。所以需要結(jié)合實(shí)際情況合理選擇過盈配合。另外，在進(jìn)行過盈配合裝配時(shí)要注意裝配工藝，避免裝配過程對軸承性能造成不利影響。

2）避免軸承密封出現(xiàn)損壞。主要通過加強(qiáng)日常維護(hù)保養(yǎng)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)密封損壞問題，在第一時(shí)間進(jìn)行處理，避免雜質(zhì)進(jìn)入軸承內(nèi)部造成嚴(yán)重磨損。

3）科學(xué)注入潤滑油脂的量。實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，潤滑油脂注入的量為軸承內(nèi)部空隙體積的1/3～1/2時(shí)最為合適。同時(shí)，需要注意日常維護(hù)，發(fā)現(xiàn)潤滑不良時(shí)及時(shí)注入潤滑油脂。

3.3 基礎(chǔ)與軸承松動(dòng)的預(yù)防措施

1）加強(qiáng)對破碎機(jī)振動(dòng)現(xiàn)象的監(jiān)測，通過專業(yè)傳感器檢測設(shè)備在運(yùn)行過程中的振動(dòng)現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)設(shè)備振動(dòng)規(guī)律。其中，設(shè)備在垂直方向上的振動(dòng)對基礎(chǔ)和軸承松動(dòng)現(xiàn)象影響最為顯著。因此，通過振動(dòng)檢測如果發(fā)現(xiàn)設(shè)備在垂直方向上的振動(dòng)顯著，就需要積極采取措施對其進(jìn)行抑制。

2）重點(diǎn)關(guān)注地腳螺栓、軸承座部位的振動(dòng)信號。如果發(fā)現(xiàn)這些關(guān)鍵位置的振動(dòng)信號與設(shè)備整體振動(dòng)信號存在差異，則表明這些位置出現(xiàn)了松動(dòng)，需要采取措施進(jìn)行緊固。

3）加強(qiáng)日常維護(hù)和保養(yǎng)，嚴(yán)格按照規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)對破碎機(jī)的關(guān)鍵部位做好日常維護(hù)保養(yǎng)工作，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并解決問題。避免由于基礎(chǔ)地腳螺栓以及軸承座松動(dòng)導(dǎo)致的機(jī)械設(shè)備故障現(xiàn)象，進(jìn)而引發(fā)的設(shè)備安全事故。