摘要：以德國(guó)某旋回破碎機(jī)為研究對(duì)象，針對(duì)其襯板脫離問(wèn)題展開(kāi)系統(tǒng)性分析并提出解決方案。通過(guò)解析設(shè)備工作原理與結(jié)構(gòu)特性，結(jié)合襯板功能定位，從設(shè)計(jì)缺陷、材質(zhì)性能不足、安裝工藝偏差、運(yùn)維管理疏漏及惡劣工況環(huán)境等方面深入探討襯板脫離原因。針對(duì)性地提出優(yōu)化襯板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、適配高性能材料、規(guī)范安裝流程、強(qiáng)化運(yùn)維管理及改善工作環(huán)境等綜合措施。上述方法能顯著提升襯板穩(wěn)定性與設(shè)備運(yùn)行效率，可為同類(lèi)設(shè)備故障治理提供技術(shù)參考。

關(guān)鍵詞：旋回破碎機(jī)；襯板脫離；設(shè)備故障；設(shè)計(jì)優(yōu)化；材料選型；設(shè)備維護(hù)

[中圖分類(lèi)號(hào)：TD451 文章編號(hào)：1001-1277（2025）04-0044-04 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A doi：10.11792/hj20250409 ]

引言

襯板作為旋回破碎機(jī)的核心耐磨組件，直接承擔(dān)物料破碎沖擊與摩擦，對(duì)設(shè)備壽命、能效及安全性具有決定性作用［1］。根據(jù)旋回破碎機(jī)的工作原理和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，襯板可分為動(dòng)襯板和定襯板2種類(lèi)型。動(dòng)襯板安裝在可動(dòng)部分（如旋回破碎機(jī)的動(dòng)錐），而定襯板則安裝在固定部分（如旋回破碎機(jī)的上下破碎架體）。襯板的材質(zhì)一般采用高錳鋼、鉻鉬合金鋼等耐磨材料，以保證其使用壽命［2］。

德國(guó)某旋回破碎機(jī)憑借處理量大、能效高及智能液壓調(diào)控等優(yōu)勢(shì)，被廣泛應(yīng)用于礦山與冶金領(lǐng)域，但其襯板脫離問(wèn)題頻發(fā)，導(dǎo)致停機(jī)維修成本激增。本文結(jié)合理論與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，系統(tǒng)分析襯板脫離原因并提出多維度解決方案，旨在為設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行及行業(yè)技術(shù)優(yōu)化提供參考。

1旋回破碎機(jī)

旋回破碎機(jī)是一種利用破碎錐體在定錐體腔內(nèi)旋回運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)物料破碎的高效設(shè)備。其工作原理是通過(guò)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)偏心軸旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)安裝在偏心軸上的動(dòng)錐產(chǎn)生旋擺運(yùn)動(dòng)。當(dāng)動(dòng)錐靠近定錐時(shí)，物料在二者之間受到強(qiáng)烈的擠壓、劈裂和彎曲作用，從而實(shí)現(xiàn)破碎；當(dāng)動(dòng)錐離開(kāi)定錐時(shí)，破碎后的物料在自身重力作用下從排料口排出［3］。這一過(guò)程不僅實(shí)現(xiàn)了對(duì)礦石、巖石等硬質(zhì)物料的高效破碎，還確保了破碎粒度的均勻性。

在破碎過(guò)程中，襯板作為旋回破碎機(jī)的核心組件，發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。首先，襯板直接與物料接觸，其防護(hù)功能能夠有效隔離物料對(duì)破碎機(jī)機(jī)體的直接磨損與沖擊，避免設(shè)備主體因長(zhǎng)期磨損而損壞。其次，通過(guò)優(yōu)化襯板的排列方式與輪廓設(shè)計(jì)，可以顯著提升破碎效率，使破碎后的物料粒度更加均勻，滿(mǎn)足不同生產(chǎn)需求；同時(shí)，襯板采用高耐磨材質(zhì)制造，能夠顯著延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命，降低更換頻率和維護(hù)成本，從而減少設(shè)備停機(jī)時(shí)間，提高生產(chǎn)效率；最后，良好的襯板設(shè)計(jì)與安裝還能夠有效減少設(shè)備運(yùn)行中的異常振動(dòng)與故障風(fēng)險(xiǎn)，確保生產(chǎn)過(guò)程的連續(xù)性與安全性，為礦山、冶金等行業(yè)提供穩(wěn)定可靠的破碎解決方案。

旋回破碎機(jī)不僅通過(guò)其獨(dú)特的工作原理實(shí)現(xiàn)了高效的物料破碎，且襯板的多重關(guān)鍵作用更是確保了設(shè)備的高效運(yùn)行與長(zhǎng)期穩(wěn)定性，為工業(yè)生產(chǎn)提供了強(qiáng)有力的支持。

2旋回破碎機(jī)結(jié)構(gòu)

由德國(guó)某公司設(shè)計(jì)的旋回破碎機(jī)是一款高性能破碎設(shè)備，其最大進(jìn)料口寬度為1 370 mm，能夠處理大塊、高硬度礦石，廣泛應(yīng)用于礦山行業(yè)［4］。該設(shè)備配備了先進(jìn)的液壓控制系統(tǒng)，能夠根據(jù)生產(chǎn)需求動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)排料口大小，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)不同粒度和硬度物料的精準(zhǔn)破碎，顯著提升了設(shè)備的適應(yīng)性和生產(chǎn)效率。

該旋回破碎機(jī)由多個(gè)關(guān)鍵模塊組成，包括橫梁部、機(jī)架部、動(dòng)錐部、偏心套部及液壓系統(tǒng)等。其中，橫梁部和機(jī)架部采用高強(qiáng)度鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，確保了設(shè)備在高壓、高負(fù)荷工況下的整體穩(wěn)定性和耐用性；動(dòng)錐部通過(guò)偏心套部的驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)旋擺運(yùn)動(dòng)，完成對(duì)物料的破碎；液壓系統(tǒng)則提供了精準(zhǔn)的控制能力，確保設(shè)備平穩(wěn)可靠運(yùn)行［5-6］。此外，設(shè)備配備了耐磨襯板和高效傳動(dòng)系統(tǒng)，進(jìn)一步提升了其抗磨損能力和能量傳輸效率，降低了維護(hù)成本和能耗。旋回破碎機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖見(jiàn)圖1。

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圖1旋回破碎機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖

Fig.1Schematic diagram for the structure of rotatory crusher

3襯板脫離原因分析

3.1設(shè)計(jì)因素

襯板的設(shè)計(jì)是影響其穩(wěn)定性的首要因素，主要包括形狀、尺寸、材質(zhì)選擇及固定方式等。若設(shè)計(jì)不合理，可能導(dǎo)致襯板受力不均、局部磨損過(guò)快或安裝不穩(wěn)固，進(jìn)而引發(fā)脫離問(wèn)題［7-8］。襯板形狀與尺寸設(shè)計(jì)不當(dāng)會(huì)使物料在破碎過(guò)程中對(duì)襯板產(chǎn)生不均勻的沖擊和摩擦，導(dǎo)致局部過(guò)早損壞；而固定方式設(shè)計(jì)不合理則會(huì)使襯板在運(yùn)行中易松動(dòng)或脫落。

3.2材質(zhì)因素

襯板材質(zhì)的選用直接影響其耐用性與穩(wěn)定性。不同破碎環(huán)境和工況對(duì)襯板材料的耐磨性、抗沖擊性及耐高溫性有不同要求。若材質(zhì)選擇不當(dāng)，可能導(dǎo)致襯板早期損壞，增加脫離風(fēng)險(xiǎn)［9］。高錳鋼雖具有良好的韌性，適用于中硬度礦石破碎，但在高硬度礦石破碎中，其耐磨性不足，易導(dǎo)致襯板快速磨損，從而增加脫離的可能性。

3.3安裝因素

襯板的安裝質(zhì)量直接決定其工作穩(wěn)定性。安裝不當(dāng)可能導(dǎo)致襯板與破碎機(jī)機(jī)體連接松動(dòng)，進(jìn)而引發(fā)脫離。動(dòng)錐襯板鎖緊螺母緊固不足或定錐襯板過(guò)緊均可能引發(fā)脫離問(wèn)題［10］。此外，未按要求進(jìn)行預(yù)熱處理或冷裝法裝配也可能導(dǎo)致襯板變形或松動(dòng)，進(jìn)一步加劇脫離風(fēng)險(xiǎn)。

3.4使用和維護(hù)因素

襯板的正常使用與定期維護(hù)是其穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。若忽視日常檢查與維護(hù)，可能導(dǎo)致襯板早期磨損、變形或斷裂，從而引發(fā)脫離。若未能及時(shí)更換磨損嚴(yán)重的襯板，在持續(xù)工作壓力下，襯板可能因無(wú)法承受負(fù)荷而脫離。此外，潤(rùn)滑部位未定期添加潤(rùn)滑油也會(huì)加速襯板磨損與損壞［11］。

3.5工作環(huán)境因素

破碎機(jī)的工作環(huán)境包括礦石性質(zhì)、破碎負(fù)荷、溫度及濕度等，對(duì)襯板壽命有顯著影響。高硬度礦石或含大量黏土的物料會(huì)加劇襯板磨損與沖擊；高溫環(huán)境可能導(dǎo)致襯板熱脹冷縮，引發(fā)變形或破裂；濕度過(guò)高則會(huì)使襯板表面生銹，降低其耐磨性，從而增加脫離風(fēng)險(xiǎn)。

4解決方法

4.1設(shè)計(jì)改進(jìn)

為有效防止襯板脫落，需要從設(shè)計(jì)層面進(jìn)行優(yōu)化。首先，在襯板形狀與尺寸設(shè)計(jì)方面，應(yīng)根據(jù)破碎物料的特性（如硬度、粒度）及工作條件進(jìn)行深入研究。例如：針對(duì)高硬度或大粒度礦石，可設(shè)計(jì)具有更大接觸面積和更強(qiáng)抗沖擊性的襯板形狀，以分散受力點(diǎn)，減輕局部磨損。同時(shí)，合理的尺寸設(shè)計(jì)可確保襯板與破碎機(jī)機(jī)體之間的配合間隙適中，避免因過(guò)緊或過(guò)松導(dǎo)致的變形或脫落［12］。此外，固定方式的可靠性也是設(shè)計(jì)優(yōu)化的重點(diǎn)。應(yīng)選用合適的緊固件和連接方式，如細(xì)螺紋環(huán)首螺母緊固焊接或緊固銷(xiāo)連接，以確保襯板與機(jī)體之間的連接強(qiáng)度與穩(wěn)定性。設(shè)計(jì)階段還需充分考慮襯板的拆裝便捷性，以便于后期維護(hù)與更換。通過(guò)這些設(shè)計(jì)改進(jìn)措施，可顯著降低襯板脫離風(fēng)險(xiǎn)，提升旋回破碎機(jī)的整體運(yùn)行性能。

4.2材質(zhì)選擇

襯板材質(zhì)的選用直接影響其使用壽命與穩(wěn)定性。在實(shí)際應(yīng)用中，需根據(jù)礦石性質(zhì)與工況條件選擇具有優(yōu)異耐磨性和抗沖擊性的材料。高錳鋼因其良好的韌性，適用于中硬度礦石破碎；而在高硬度或高磨損工況下，可選用鉻鉬合金鋼等更耐磨的材料，其高強(qiáng)度特性能夠承受更大的沖擊載荷［13］。

對(duì)于特殊工況（如高溫、強(qiáng)腐蝕環(huán)境），需選用耐高溫、耐腐蝕的特殊材料，如含鎳、鉻、硅元素的不銹鋼或陶瓷復(fù)合材料?？茖W(xué)選擇材料不僅能顯著延長(zhǎng)襯板使用壽命，降低更換頻率和維護(hù)成本，更重要的是能夠有效防止襯板因磨損過(guò)快或異常破壞而脫落，避免由此引發(fā)的設(shè)備損壞和安全事故，為礦山企業(yè)帶來(lái)顯著的經(jīng)濟(jì)效益和安全保障。

4.3安裝質(zhì)量提高

襯板安裝質(zhì)量是預(yù)防其脫離的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，直接影響設(shè)備運(yùn)行的安全性和使用壽命。安裝過(guò)程中需嚴(yán)格遵循標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)流程，確保每個(gè)環(huán)節(jié)的施工質(zhì)量。首先，在安裝準(zhǔn)備階段，必須按照設(shè)備廠家提供的安裝指導(dǎo)手冊(cè)進(jìn)行操作，仔細(xì)核對(duì)襯板的尺寸公差、形狀精度及材質(zhì)，確保其符合設(shè)計(jì)要求。同時(shí)，要徹底清理機(jī)體安裝面和襯板接觸面的油污、銹跡等雜質(zhì)，必要時(shí)使用砂輪機(jī)打磨至金屬光澤，以保證二者接觸良好。其次，根據(jù)襯板材質(zhì)特性選擇合適的安裝工藝。對(duì)于高錳鋼等合金鋼襯板，在安裝前需進(jìn)行預(yù)熱處理，以減小溫差引起的熱應(yīng)力，避免使用中因熱膨脹不均導(dǎo)致的變形或破裂。在緊固環(huán)節(jié)，要特別注意環(huán)首螺母的緊固程度，過(guò)緊會(huì)導(dǎo)致襯板局部應(yīng)力集中而變形，過(guò)松則可能引發(fā)位移或振動(dòng)。安裝后需定期檢查緊固狀態(tài)，確保連接強(qiáng)度始終處于最佳水平［14-15］。

4.4運(yùn)維管理增強(qiáng)

科學(xué)的運(yùn)維管理是延長(zhǎng)襯板壽命、降低脫離風(fēng)險(xiǎn)的有效手段。首先，需定期檢查襯板磨損情況，包括觀察表面裂紋、剝落等異?，F(xiàn)象，并測(cè)量厚度變化以評(píng)估磨損程度，對(duì)于嚴(yán)重磨損的襯板，應(yīng)及時(shí)更換，避免因過(guò)度磨損導(dǎo)致脫離。其次，制訂并執(zhí)行設(shè)備維護(hù)計(jì)劃，定期對(duì)旋回破碎機(jī)進(jìn)行保養(yǎng)與檢修，確保各部件處于良好狀態(tài)。定期沖洗破碎腔內(nèi)部，避免積塵或礦石殘?jiān)绊懸r板正常工作；同時(shí)，定期檢查緊固件松動(dòng)情況并及時(shí)處理。

4.5工作環(huán)境優(yōu)化

優(yōu)化工作環(huán)境是降低襯板脫離風(fēng)險(xiǎn)的重要措施，其科學(xué)性和系統(tǒng)性直接影響襯板的使用性能和使用壽命。首先，在物料處理方面，應(yīng)嚴(yán)格控制礦石的物理特性參數(shù)，盡量避免處理硬度極高或含大量黏土的礦石，這些物料會(huì)加劇襯板磨損與沖擊。在選礦階段，可通過(guò)篩分等方法剔除高硬度礦石與含黏土物料，減輕對(duì)襯板的影響。其次，針對(duì)高溫工況環(huán)境，必須建立完善的熱管理系統(tǒng)，需采取冷卻措施（如降塵水冷卻）或調(diào)整設(shè)備運(yùn)行時(shí)間，避免長(zhǎng)時(shí)間高溫作業(yè)導(dǎo)致襯板熱脹冷縮變形。此外，控制工作場(chǎng)所濕度也至關(guān)重要，濕度過(guò)高會(huì)導(dǎo)致襯板表面生銹，降低耐磨性，可通過(guò)安裝除濕設(shè)備或加強(qiáng)通風(fēng)，保持環(huán)境干燥。

5結(jié)語(yǔ)

本文對(duì)德國(guó)某旋回破碎機(jī)襯板脫離原因進(jìn)行了深度剖析，并提出了一系列針對(duì)性的解決策略。針對(duì)襯板設(shè)計(jì)層面，提出了優(yōu)化襯板形狀尺寸和確保固定方式穩(wěn)固的具體改進(jìn)措施。在材質(zhì)選用上，強(qiáng)調(diào)了依據(jù)礦石特性與工況條件選擇高耐磨、強(qiáng)抗沖擊材質(zhì)的重要性，并探討了特殊環(huán)境下采用耐高溫、耐腐蝕材料的可能性。對(duì)于提高襯板安裝質(zhì)量，明確指出應(yīng)遵循安裝指南進(jìn)行操作，執(zhí)行預(yù)熱處理或冷裝法裝配，以及保持鎖緊螺母及緊固銷(xiāo)緊固適度。在加強(qiáng)襯板使用維護(hù)管理方面，提倡定期監(jiān)測(cè)襯板磨損狀況并制訂合理的設(shè)備維護(hù)計(jì)劃。而在優(yōu)化破碎機(jī)運(yùn)行環(huán)境方面，則建議避免處理極高硬度或高黏土含量礦石，采取適宜的水冷卻方法，以及調(diào)控破碎作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的濕度。

盡管已提出一系列解決方案，但仍面臨若干挑戰(zhàn)，如何精確判定襯板磨損程度并及時(shí)更換、如何優(yōu)化襯板設(shè)計(jì)以適應(yīng)復(fù)雜破碎條件，以及如何科學(xué)地根據(jù)礦石性質(zhì)和工況選取襯板材質(zhì)。未來(lái)研究可著眼于研發(fā)更精準(zhǔn)的襯板磨損監(jiān)測(cè)技術(shù)，探索創(chuàng)新襯板設(shè)計(jì)方法，以及構(gòu)建全面的襯板選材指導(dǎo)體系，通過(guò)持續(xù)的研究與實(shí)踐，有望更有效地解決襯板脫離問(wèn)題，進(jìn)而提升設(shè)備的整體性能和可靠性。

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Analysis of liner detachment causes and solutions for gyratory crushers

Gao Xiaoguo

（Inner Mongolia Pacific Mining Co.， Ltd.）

Abstract： This study focuses on the liner detachment issue in the Germany ThyssenKrupp KB54?75 gyratory crusher and carries out systematic analysis before proposing solutions. By analyzing the equipment’s working principles， structural characteristics， and liner functional roles， the causes of detachment are systematically investigated， including design flaws， inadequate material properties， installation deviations， maintenance oversights， and harsh operating conditions. Comprehensive solutions are proposed correspondingly： optimized liner structural design， high?performance material selection， standardized installation procedures， enhanced maintenance protocols， and improved operational environments. Practical applications demonstrate that these measures significantly enhance liner stability and equipment efficiency， providing technical insights for addressing similar failures in gyratory crushers.

Keywords： gyratory crusher; liner detachment; equipment failure; design optimization; material selection; equipment maintenance

收稿日期：2024-10-11；修回日期：2024-12-20

作者簡(jiǎn)介：高曉國(guó)（1987—），男，工程師，從事礦山設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)管理工作；E?mail：xiaoguog@chinagoldintl.com