武建軍

（陽(yáng)煤集團(tuán)興峪煤業(yè)有限責(zé)任公司， 山西 陽(yáng)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(duì)稱(chēng)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(duì)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(duì)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(kāi)對(duì)轉(zhuǎn)子進(jìn)行檢查。

2 破碎機(jī)常見(jiàn)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(huì)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(huì)對(duì)錘面造成嚴(yán)重的沖擊磨損，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)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(huì)對(duì)錘面形成切削作用，會(huì)對(duì)錘面造成切削磨損。錘頭在工作過(guò)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(chēng)為工作區(qū)。在實(shí)際運(yùn)行時(shí)，錘頭工作區(qū)域會(huì)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(huì)隨著工作區(qū)域的變化隨之發(fā)生改變。對(duì)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(huì)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(guò)程中遇到非常硬的煤塊，比如煤塊中可能會(huì)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(chǎng)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(guò)盈配合方式。軸承運(yùn)行時(shí)溫度會(huì)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(huì)出現(xiàn)拆卸困難。通過(guò)暴力拆卸會(huì)對(duì)軸承座造成不利影響。進(jìn)行過(guò)盈配合安裝時(shí)，需要對(duì)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(guò)長(zhǎng)，會(huì)對(duì)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(wèn)題，雜質(zhì)就很有可能通過(guò)破壞的密封裝置進(jìn)入軸承內(nèi)部，對(duì)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(rùn)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(rùn)滑得不到保障，必然會(huì)導(dǎo)致軸承出現(xiàn)干摩擦，加劇磨損。另外，潤(rùn)滑油脂注入過(guò)多也不好，因?yàn)檫^(guò)多的潤(rùn)滑油脂會(huì)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(huì)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(huì)導(dǎo)致設(shè)備在運(yùn)行中產(chǎn)生明顯的振動(dòng)問(wèn)題，而機(jī)械零部件生產(chǎn)加工、安裝過(guò)程中不可避免地會(huì)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(huì)出現(xiàn)振動(dòng)問(wèn)題，只是振動(dòng)程度的大小不同而已。設(shè)備振動(dòng)時(shí)會(huì)帶動(dòng)基礎(chǔ)以及地腳螺栓振動(dòng)，時(shí)間長(zhǎng)久后可能會(huì)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(zhǎng)時(shí)間的振動(dòng)作用下，也可能會(huì)出現(xiàn)松動(dòng)現(xiàn)象。

3 破碎機(jī)常見(jiàn)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(lái)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(duì)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(kāi)裂現(xiàn)象。為避免錘頭出現(xiàn)開(kāi)裂，入爐溫度必須控制在較低水平，一般不得超過(guò)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(guò)程中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。通過(guò)對(duì)加熱速度的控制能夠降低錘頭在加熱過(guò)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(wèn)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(duì)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(guò)30℃。

3.2 軸承故障的預(yù)防措施

1）合理選擇過(guò)盈配合。過(guò)盈量太大導(dǎo)致長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生咬合，不利于后續(xù)更換拆卸，過(guò)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(guò)盈配合。另外，在進(jìn)行過(guò)盈配合裝配時(shí)要注意裝配工藝，避免裝配過(guò)程對(duì)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(guò)加強(qiáng)日常維護(hù)保養(yǎng)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)密封損壞問(wèn)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(rùn)滑油脂的量。實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，潤(rùn)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(rùn)滑不良時(shí)及時(shí)注入潤(rùn)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(duì)破碎機(jī)振動(dòng)現(xiàn)象的監(jiān)測(cè)，通過(guò)專(zhuān)業(yè)傳感器檢測(cè)設(shè)備在運(yùn)行過(guò)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(duì)基礎(chǔ)和軸承松動(dòng)現(xiàn)象影響最為顯著。因此，通過(guò)振動(dòng)檢測(cè)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(duì)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(hào)。如果發(fā)現(xiàn)這些關(guān)鍵位置的振動(dòng)信號(hào)與設(shè)備整體振動(dòng)信號(hào)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(duì)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(wèn)題并解決問(wèn)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。