綜采工作面破碎機(jī)故障分析及優(yōu)化改進(jìn)研究

蘭江

（神東煤炭集團(tuán)，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017000）

“綜采”即煤礦綜合機(jī)械化采煤，通常是指機(jī)械化程度在95%以上的礦井工作面綜采。在綜采工作面作業(yè)中，破碎機(jī)是常用的一種機(jī)械設(shè)備，破碎機(jī)的種類比較多，目前綜采工作面采用的破碎機(jī)類型多為錘式破碎機(jī)，PCM400 型錘式破碎機(jī)便是綜采工作面常見且常用的錘式破碎機(jī)，受煤礦井下惡劣環(huán)境的影響，再加上破碎機(jī)未得到及時(shí)有效的維護(hù)保養(yǎng)，導(dǎo)致綜采工作面破碎機(jī)易出現(xiàn)各種各樣的故障，例如，錘式破碎機(jī)易出現(xiàn)軸承損壞、錘軸螺栓磨損等。因此，本文重點(diǎn)是對(duì)綜采工作面破碎機(jī)易出現(xiàn)的故障進(jìn)行分析，并針對(duì)這些故障問(wèn)題制定優(yōu)化改進(jìn)的措施方法，從而保證破碎機(jī)能夠在綜采工作面作業(yè)中正常運(yùn)作，提升綜采工作開展的效果。

1 綜采工作面破碎機(jī)出現(xiàn)故障的具體原因

1.1 工作環(huán)境惡劣

根據(jù)綜采的概念可知，綜采工作面破碎機(jī)主要應(yīng)用于煤礦，而煤礦的工作環(huán)境非常惡劣，當(dāng)破碎機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，振動(dòng)非常大，導(dǎo)致破碎機(jī)的零件非常容易出現(xiàn)磨損，從而導(dǎo)致破碎機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)出現(xiàn)一系列故障，比較容易損壞的零件包括錘頭、軸承、密封等，若上述零部件出現(xiàn)磨損，將會(huì)導(dǎo)致破碎機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)直接出現(xiàn)故障。同時(shí)，破碎機(jī)在正常工作的狀態(tài)下會(huì)形成較多的粉塵，這些粉塵會(huì)隨著機(jī)械運(yùn)作時(shí)產(chǎn)生的氣流帶入動(dòng)力系統(tǒng)中，雖然短期內(nèi)并不會(huì)產(chǎn)生明顯的影響，但通過(guò)長(zhǎng)期的積累下，大量粉塵會(huì)附著到動(dòng)力系統(tǒng)的潤(rùn)滑油表層上，導(dǎo)致動(dòng)力系統(tǒng)缺乏潤(rùn)滑效果，并造成動(dòng)力系統(tǒng)的傳動(dòng)部位出現(xiàn)越來(lái)越嚴(yán)重的磨損，從而導(dǎo)致破碎機(jī)發(fā)生故障。

1.2 維修維護(hù)不及時(shí)

隨著科技的持續(xù)發(fā)展，我國(guó)大部分煤礦企業(yè)開始開展自動(dòng)化、持續(xù)性生產(chǎn)，但在此種生產(chǎn)模式下，要求使用的機(jī)械設(shè)備必須具備較高的質(zhì)量和運(yùn)行要求，導(dǎo)致破碎機(jī)開始朝向大型化、高產(chǎn)量化以及高自動(dòng)化方向發(fā)展，造成破碎機(jī)無(wú)論是在運(yùn)輸和裝卸方面，還是在日常維修維護(hù)方面，均較大程度地提升了難度。如果煤炭生產(chǎn)企業(yè)在對(duì)破碎機(jī)進(jìn)行使用時(shí)，缺少專業(yè)的技術(shù)維修和維護(hù)保養(yǎng)人員，而且不足的維修保養(yǎng)頻次勉強(qiáng)使破碎機(jī)工作，無(wú)疑會(huì)導(dǎo)致破碎機(jī)出現(xiàn)故障，并且故障出現(xiàn)后，煤炭生產(chǎn)企業(yè)還需要通知廠家委派人員維修，造成破碎機(jī)故障無(wú)法第一時(shí)間得到有效的維修維護(hù)，甚至一些不專業(yè)的維修維護(hù)人員在維修時(shí)，因操作不當(dāng)還會(huì)導(dǎo)致其他故障發(fā)生，從而使破碎機(jī)的維修難度加大，綜采作業(yè)勢(shì)必會(huì)受到嚴(yán)重影響。

2 綜采工作面破碎機(jī)的簡(jiǎn)要介紹

目前，在開展綜采作業(yè)時(shí)，綜采工作面常用的破碎機(jī)為錘式破碎機(jī)，由于錘式破碎機(jī)的型號(hào)及種類比較多，但工作原理、適用范圍等方面大同小異，本文為了便于研究，以工作開展過(guò)程中所使用的PCM400 型錘式破碎機(jī)為例，對(duì)該破碎機(jī)的用途、適用范圍、工作原理以及結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹。

2.1 PCM400 型錘式破碎機(jī)的用途及適用范圍

錘式破碎機(jī)的優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)其產(chǎn)能比較高，當(dāng)該設(shè)備應(yīng)用于綜采工作面上可以實(shí)現(xiàn)一次成型，無(wú)須進(jìn)行二次粉碎，并且該破碎機(jī)占據(jù)的空間面積比較小，能夠在有限空間場(chǎng)地內(nèi)安裝，在維修保養(yǎng)以及實(shí)際操作方面也比較便捷，同時(shí)錘式破碎機(jī)的單位能耗比較低。本文研究的PCM400 型錘式破碎機(jī)是一種煤礦專用的錘式破碎機(jī)，在綜采配套設(shè)備中屬于破碎設(shè)備一類，可將該型號(hào)破碎機(jī)與順槽橋式轉(zhuǎn)載機(jī)、工作面刮板輸送機(jī)、采煤機(jī)以及液壓支架等設(shè)備裝置配套使用，可以實(shí)現(xiàn)綜合機(jī)械化采煤，實(shí)現(xiàn)煤炭開采、運(yùn)送以及破碎的連續(xù)性。該型號(hào)破碎機(jī)可以破碎的煤炭硬度可達(dá)到硬度系數(shù)f ≤4.5，可調(diào)整煤流間隙在150 ～300mm。

2.2 PCM400 型錘式破碎機(jī)的工作原理

PCM400 型錘式破碎機(jī)一般安裝于順槽橋式轉(zhuǎn)載機(jī)的主體以及其尾部中間位置，該型號(hào)破碎機(jī)運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)載機(jī)會(huì)將煤炭輸送至破碎機(jī)處，破碎機(jī)的傳動(dòng)裝置破碎軸會(huì)帶動(dòng)破碎錘頭進(jìn)行高速旋轉(zhuǎn)，并通過(guò)錘頭將大塊煤炭進(jìn)行錘擊破碎，使大塊煤炭被分解成所需塊度。該型號(hào)錘式破碎機(jī)的整體結(jié)構(gòu)比較緊湊，并且剛度比較高，過(guò)載保護(hù)良好，起動(dòng)特性比較軟，所產(chǎn)生的能量損失相對(duì)比較少，傳動(dòng)路線的運(yùn)行比較平穩(wěn)、可靠，并且安裝維修比較便捷，是當(dāng)前綜采工作面比較常見常用的錘式破碎機(jī)。

2.3 PCM400 型錘式破碎機(jī)的結(jié)構(gòu)特征

該型號(hào)破碎機(jī)主要是由傳動(dòng)裝置、左右擋板、破碎底槽、蓋板、潤(rùn)滑系統(tǒng)、錘軸總成、液壓系統(tǒng)以及噴霧裝置等部件構(gòu)成，各部件使用緊固螺栓連接形成PCM400型錘式破碎機(jī)主體。

3 PCM400 型錘式破碎機(jī)在綜采工作面易出現(xiàn)的故障問(wèn)題

PCM400 型破碎機(jī)雖然適用范圍比較廣泛，并且也存在較多的使用優(yōu)勢(shì)，但是在實(shí)際開展綜采工作面作業(yè)時(shí)，均容易出現(xiàn)一些故障問(wèn)題，這些故障問(wèn)題主要體現(xiàn)在以下內(nèi)容。

3.1 軸承受損

當(dāng)軸承損壞時(shí)，會(huì)導(dǎo)致錘軸出現(xiàn)故障，而之所以出現(xiàn)軸承受損，主要是因PCM400 型錘式破碎機(jī)在實(shí)際生產(chǎn)使用過(guò)程中并未進(jìn)行充分的潤(rùn)滑，而之所以未得到充分潤(rùn)滑，主要原因在于軸承座注油孔未得到合理有效的設(shè)計(jì)。當(dāng)油脂黏度比較高的情況下，會(huì)先進(jìn)入軸承座的端面，然后通過(guò)軸承外圈油孔深入到軸內(nèi)，該注油方式較為復(fù)雜化，同時(shí)，此類破碎機(jī)的油孔非常小，容易被煤泥所堵塞，從而導(dǎo)致油脂無(wú)法通過(guò)該小孔滲入軸內(nèi)，造成軸內(nèi)潤(rùn)滑不夠充分。

3.2 錘頭及螺栓容易出現(xiàn)磨損

因PCM400 型錘式破碎機(jī)需要在井下長(zhǎng)時(shí)間工作，沖擊較大，高速運(yùn)轉(zhuǎn)的錘頭大量破碎煤塊的過(guò)程中，存在一定程度的磨損，錘頭螺栓也會(huì)容易松動(dòng)，從而造成錘頭出現(xiàn)掉落，從而會(huì)造成破碎機(jī)碎煤無(wú)法開展正常運(yùn)轉(zhuǎn)，也會(huì)造成破碎機(jī)出現(xiàn)故障。

3.3 組件拆裝造成的問(wèn)題

PCM400 型錘式破碎機(jī)在綜采工作面使用時(shí)，所面臨的使用環(huán)境比較差，并且工作時(shí)間比較長(zhǎng)，若未能對(duì)其及時(shí)維修，容易導(dǎo)致破碎機(jī)出現(xiàn)癱瘓。因破碎機(jī)在礦井下具有較高的維修難度，且受光線、空間影響，井下安裝也比較困難，同時(shí)兩端螺栓時(shí)常會(huì)出現(xiàn)松動(dòng)的情況，又或是無(wú)法順利的實(shí)現(xiàn)拆卸。而主軸配置的兩端螺栓因其規(guī)格一致，運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中一端螺栓會(huì)旋緊，另一端螺栓則會(huì)不斷松動(dòng)，再者破碎機(jī)振動(dòng)比較強(qiáng)烈，導(dǎo)致螺栓容易出現(xiàn)松動(dòng)或是掉落。

3.4 電動(dòng)機(jī)故障

電動(dòng)機(jī)故障問(wèn)題主要表現(xiàn)為3 個(gè)方面：（1）電動(dòng)機(jī)無(wú)法啟動(dòng)或者是啟動(dòng)后出現(xiàn)緩慢停止的狀態(tài)，之所以產(chǎn)生這種故障情況，主要是因PCM400 型錘式破碎機(jī)在運(yùn)行的過(guò)程中承受的負(fù)荷比較大，也可能是破碎機(jī)的電氣線路出現(xiàn)損壞，導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)無(wú)法啟動(dòng)，還有可能是因電壓下降，導(dǎo)致電壓無(wú)法滿足電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)所需的電壓，從而造成緩慢停止的狀態(tài)。（2）電動(dòng)機(jī)發(fā)熱。電動(dòng)機(jī)過(guò)熱后，不僅會(huì)影響電動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，長(zhǎng)時(shí)間過(guò)熱會(huì)導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)直接損壞。導(dǎo)致該故障出現(xiàn)的原因主要是因破碎機(jī)超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)持續(xù)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，或者是因綜采環(huán)境不佳，通風(fēng)散熱效果不好，導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的熱量無(wú)法排散所致。（3）電動(dòng)機(jī)聲音異常。產(chǎn)生該故障的原因可能與單向運(yùn)轉(zhuǎn)以及接線頭虛接存在密切關(guān)聯(lián)。

3.5 減速器故障

PCM400 型錘式破碎機(jī)減速器出現(xiàn)的故障主要表現(xiàn)為以下3 種：（1）減速器的聲音異常。出現(xiàn)該故障的原因?yàn)椋糊X輪之間的嚙合不佳；軸承或者齒輪出現(xiàn)過(guò)度磨損或是損壞所致；減速器油出現(xiàn)金屬等雜物；軸承游隙比較大。（2）減速器的油溫過(guò)高。產(chǎn)生該故障的原因多與使用的潤(rùn)滑油質(zhì)量不合格或者是軟化有使用過(guò)多、不干凈等因素有關(guān)，也可能是冷卻不良或者是散熱不佳所致。（3）減速器出現(xiàn)漏油現(xiàn)象。這種故障問(wèn)題多與密封圈出現(xiàn)損壞有關(guān)，或者是減速器的合口面出現(xiàn)不嚴(yán)的情況所致，還有可能與軸承蓋螺栓未能擰緊有關(guān)。

4 PCM400 型錘式破碎機(jī)故障的優(yōu)化改進(jìn)措施

針對(duì)PCM400 型錘式破碎機(jī)出現(xiàn)的故障，必須采取針對(duì)性優(yōu)化改進(jìn)措施，使故障得以有效排除，從而促使PCM400 型錘式破碎機(jī)得以正常運(yùn)行，保證綜采工作面作業(yè)正常開展，以維持煤礦正常生產(chǎn)。

4.1 軸承損壞的優(yōu)化改進(jìn)措施

對(duì)于軸承易出現(xiàn)損壞的故障問(wèn)題，可以對(duì)軸承座的結(jié)構(gòu)優(yōu)化改進(jìn)。具體做法為：在軸承蓋上增加若干注油孔，或者是將軸承座進(jìn)行改進(jìn)，將其內(nèi)腔容量增加，從而保證外部油脂可以充分深入軸承的內(nèi)部，使油孔堵塞發(fā)生的概率降低；還可以另行對(duì)軸承座進(jìn)行改進(jìn)，例如，再起另一端設(shè)置透氣孔，從而使外部油脂滲入量增加，并且還能夠利用污油的重力，使其從該透氣孔排除，減少污油對(duì)軸承內(nèi)部轉(zhuǎn)動(dòng)造成的阻滯影響。

4.2 錘頭磨損的優(yōu)化改進(jìn)措施

針對(duì)錘頭磨損問(wèn)題，可以在錘頭表面設(shè)計(jì)耐磨層對(duì)錘頭進(jìn)行保護(hù)，耐磨層的存在可以加強(qiáng)錘頭強(qiáng)度，使錘頭磨損問(wèn)題得到合理緩減。

4.3 組件拆裝問(wèn)題的優(yōu)化改進(jìn)措施

在組件拆裝問(wèn)題方面，需要維修技術(shù)人員不斷地對(duì)故障問(wèn)題進(jìn)行總結(jié)，螺栓所采用的材料盡量為輕質(zhì)材料，還要保證材料的強(qiáng)度，避免螺栓出現(xiàn)斷裂，同時(shí)也要保證螺栓質(zhì)量與原來(lái)相比降低50%，與此同時(shí)，在要對(duì)螺母配置止退墊，將螺母禁錮，避免其發(fā)生松動(dòng)問(wèn)題。通過(guò)這種方法可以避免螺栓松動(dòng)現(xiàn)象發(fā)生，也可以有效避免無(wú)法順利拆裝問(wèn)題。

4.4 電動(dòng)機(jī)故障的優(yōu)化改進(jìn)措施

首先，針對(duì)電動(dòng)機(jī)無(wú)法啟動(dòng)或是啟動(dòng)后緩慢停止問(wèn)題，應(yīng)該注意電動(dòng)機(jī)負(fù)荷過(guò)大因素，適當(dāng)減輕電動(dòng)機(jī)承受的負(fù)荷，必要時(shí)，需要暫時(shí)停止煤石破碎，使電動(dòng)機(jī)留有緩沖時(shí)間，同時(shí)，綜采設(shè)備維修維護(hù)人員還應(yīng)該定期檢查電路和電壓，一旦發(fā)現(xiàn)電路損壞，必須及時(shí)更換損壞的零部件，若發(fā)現(xiàn)電壓降低，則應(yīng)該對(duì)電壓進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整；其次，對(duì)于電動(dòng)機(jī)發(fā)熱問(wèn)題，需要避免電動(dòng)機(jī)超負(fù)荷長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)，使電動(dòng)機(jī)承擔(dān)的負(fù)荷減輕，同時(shí)還要定期對(duì)電動(dòng)機(jī)周圍出現(xiàn)的雜物和浮煤進(jìn)行清理，使電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行環(huán)境保持良好；最后，電動(dòng)機(jī)聲音異常問(wèn)題需要確定是否存在單項(xiàng)運(yùn)轉(zhuǎn)的情況，若出現(xiàn)單項(xiàng)運(yùn)轉(zhuǎn)，需要及時(shí)查明原因，同時(shí)還要檢查接線情況，避免出現(xiàn)接線頭虛接問(wèn)題。

4.5 減速器故障的優(yōu)化改進(jìn)措施

首先，針對(duì)減速器聲音異常問(wèn)題，必須對(duì)齒輪嚙合的實(shí)際情況進(jìn)行檢查，及時(shí)更換已經(jīng)損壞的軸承和齒輪，將減速器油中夾雜的金屬等雜物及時(shí)清理，還要定期檢查軸承的潤(rùn)滑情況，對(duì)軸承軸向的游隙量進(jìn)行調(diào)整；其次，對(duì)于減速器出現(xiàn)的油溫過(guò)高問(wèn)題，必須定期更換潤(rùn)滑油，保證潤(rùn)滑油的品質(zhì)，潤(rùn)滑油在使用時(shí)不宜過(guò)多，在檢查潤(rùn)滑油時(shí)，如果出現(xiàn)潤(rùn)滑油余量過(guò)多，必須將多余的潤(rùn)滑油去除，同時(shí)，還要檢查冷卻水管是否有足量的冷卻水，若不足應(yīng)及時(shí)添加。此外，需要對(duì)減速器周圍出現(xiàn)的雜物、煤粉進(jìn)行及時(shí)清除，以免影響減速器散熱；最后，對(duì)于減速器漏油問(wèn)題，若密封圈損壞，則必須及時(shí)將其更換，還要對(duì)箱體的合口面以及軸承蓋上的螺栓擰緊，從而確保減速器漏油問(wèn)題得到有效解決。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，本文對(duì)綜采工作面使用的PCM400 型錘式破碎機(jī)的用途和適用范圍等內(nèi)容進(jìn)行了分析，在此基礎(chǔ)上，分析了該型號(hào)破碎機(jī)在實(shí)際工況中易出現(xiàn)的故障問(wèn)題，經(jīng)分析得出，該型號(hào)破碎機(jī)比較容易出現(xiàn)零部件磨損、電動(dòng)機(jī)故障、減速器故障等問(wèn)題，同時(shí)也存在拆裝問(wèn)題，需要檢修人員及時(shí)對(duì)零部件進(jìn)行更換，并對(duì)設(shè)計(jì)不合理之處及時(shí)更正優(yōu)化，從而保證該型號(hào)破碎機(jī)能夠在綜采工作面實(shí)現(xiàn)有效使用。