液壓圓錐破故障原因分析及方案探討

劉雄華

【摘 要】本文介紹了新鋼資源科技公司鐵渣生產(chǎn)線PYY1200/150型液壓圓錐破的運(yùn)行現(xiàn)狀，分析了造成PYY1200/150型液壓圓錐破打齒、磨損、卡鐵、傘形齒被根切和使用壽命低等一系列主要原因，提出了具體可行的解決措施和對(duì)策方案。

【關(guān)鍵詞】液壓圓錐破；故障；改造

0 前言

PYY1200/150型液壓圓錐破是資源科技公司鐵渣生產(chǎn)線的核心設(shè)備之一，價(jià)值90萬元。當(dāng)液壓圓錐破出現(xiàn)打齒或其它嚴(yán)重故障時(shí)，更換備件及維修費(fèi)在15萬元左右，而且影響鐵渣線的正常生產(chǎn)，造成的直接或間接經(jīng)濟(jì)損失較高。

1 液壓圓錐破使用存在的問題

1.1 PYY1200/150型液壓圓錐破相關(guān)技術(shù)參數(shù)

PYY1200/150型液壓圓錐破是資源科技公司鐵渣生產(chǎn)線的核心設(shè)備之一，價(jià)值90萬元。破碎錐大端直徑為1200mm，給渣口寬度為150mm，最大給料粒度為130mm，排渣口調(diào)整范圍為9-25mm，產(chǎn)量為45-120t/h，電動(dòng)機(jī)功率110kw，過鐵最大尺寸為65mm，機(jī)器總重量22.50t。

1.2 PYY1200/150型液壓圓錐破工作原理

1.2.1 破碎原理

破碎機(jī)工作時(shí)，電動(dòng)機(jī)通過水平軸和一對(duì)傘齒輪帶動(dòng)偏心套旋轉(zhuǎn)，破碎錐主軸在偏心套的迫動(dòng)下作旋擺運(yùn)動(dòng)，使得破碎壁表面時(shí)而靠近又時(shí)而離開軋臼壁的表面，從而使鐵渣在破碎腔內(nèi)不斷的受到擠壓和彎曲而被破碎。液壓圓錐破工作原理如圖1所示。

1.2.2 液壓調(diào)整及保險(xiǎn)

液壓油壓入液壓缸柱塞下方，破碎錐上升，排渣口縮小。如圖a所示。

a） b） c）

圖1 液壓圓錐破工作原理圖

液壓缸的油放回油箱，破碎錐下降，排渣口最大。如圖b 所示；

液壓缸柱塞下方高壓油路與皮囊蓄能器相通，蓄能器內(nèi)充入定值壓力的氮?dú)?，?dāng)鐵塊或其它不可破碎物進(jìn)入破碎腔時(shí)，使破碎錐向下壓的垂直力增大，高壓油路中的油壓大于蓄能器的氮?dú)鈮毫?，蓄能器中的氮?dú)獗粔嚎s，液壓油進(jìn)入蓄能器中，液壓缸內(nèi)的柱塞與破碎錐同時(shí)下降，排渣口增大，不可破碎物排除如圖c所示。

異物排除后，氮?dú)鈮毫Ω哂谡Ｆ扑闀r(shí)的油壓，進(jìn)入蓄能器的油壓又被壓入液壓缸中，使柱塞上升，破碎錐恢復(fù)到正常的工作位置，實(shí)現(xiàn)保護(hù)。

如果難破或不可破碎物料體積過大時(shí)，蓄能器的作用發(fā)揮到極限，這時(shí)系統(tǒng)壓力會(huì)繼續(xù)升高，當(dāng)系統(tǒng)壓力上升到壓力控制器的設(shè)定值時(shí)，壓力控制器發(fā)出信號(hào)，電磁溢流閥卸荷，液壓迅速流回油箱，動(dòng)錐下移到最低位置，難破或不可破碎物料徹底排除，同時(shí)對(duì)主機(jī)發(fā)出延時(shí)停機(jī)信號(hào)，以便察看不可破碎物料。按下電控柜的“過鐵復(fù)位”按鈕后，破碎主機(jī)才可以重新啟動(dòng)，投入運(yùn)轉(zhuǎn)。

1.2.3 主電機(jī)控制

啟動(dòng)主電機(jī)前必須先啟動(dòng)潤滑泵，主電機(jī)的啟動(dòng)采用自耦減壓啟動(dòng)，控制柜上有電壓表和電流表檢測(cè)電機(jī)的端電壓和運(yùn)行電流。主電機(jī)采用熱繼電器過載保護(hù)裝置，保護(hù)方法較齊全。

1.3 PYY1200/150型液壓圓錐破打齒嚴(yán)重

PYY1200/150型液壓圓錐破雖然卡鐵情況較少，但是磨損、打齒現(xiàn)象非常嚴(yán)重，甚至是傘形齒被根切，造成機(jī)器無法正常運(yùn)轉(zhuǎn)。傘形齒被根切時(shí)情況如圖2、圖3所示。

圖2 傘形齒被根切

圖3 8個(gè)齒同時(shí)被根切

1.4 檢修頻繁制約鐵渣篩分生產(chǎn)

改造前PYY1200/150型液壓圓錐破檢修頻繁、檢修時(shí)間長。一般15d左右（最短甚至半月）就需要檢修一次，每次檢修將近24h，甚至更長。當(dāng)傘形齒被根切情況嚴(yán)重時(shí)，需要外購傘形齒，這樣的檢修時(shí)間就更長。由于圓錐破設(shè)備狀態(tài)和檢修的不可控，這樣對(duì)渣鐵篩分生產(chǎn)的計(jì)劃安排和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的完成都造成了極大影響，生產(chǎn)和銷售經(jīng)常被動(dòng)。

2 問題產(chǎn)生的原因分析

2.1 可能產(chǎn)生的原因

造成PYY1200/150型液壓圓錐破打齒、磨損嚴(yán)重的因素有如下六方面：

①圓錐破的保護(hù)裝置還不夠完善；②進(jìn)入圓錐破的渣鐵物料規(guī)格超過圓錐破的設(shè)計(jì)要求（設(shè)計(jì)要求為≤130mm）；③進(jìn)入圓錐破的渣鐵物料規(guī)格符合圓錐破的設(shè)計(jì)要求，但進(jìn)渣量過大（核定產(chǎn)量為45-120t/h）；④進(jìn)入圓錐破渣鐵物料超過了圓錐破的過鐵最大尺寸而被卡死（最大過鐵尺寸為65mm）；⑤圓錐破被堵停機(jī)后，帶重負(fù)載強(qiáng)行啟動(dòng)；⑥圓錐破碎機(jī)與傳動(dòng)電機(jī)不匹配（設(shè)計(jì)電機(jī)為110w，735r/min）。

2.2 要因確認(rèn)

經(jīng)計(jì)算，原因⑥不存在；原因②，鐵渣物料規(guī)格是經(jīng)篩板控制的，遠(yuǎn)低于130mm，均控制在110mm以內(nèi)，該原因也可以排除；原因③實(shí)際進(jìn)入圓錐破的渣鐵物料在30t/h左右，遠(yuǎn)低于核定產(chǎn)量的45-120t/h，原因③也不成立。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)觀察總結(jié)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)圓錐破有鐵塊進(jìn)入后，沒有及時(shí)手動(dòng)釋放而被卡死迫使停機(jī)，使圓錐破進(jìn)渣口的渣塊物料堆積，在沒有把堆積在圓錐破進(jìn)渣口及內(nèi)部的渣塊物料清理干凈的情況下，操作工為縮短清渣時(shí)間，多次強(qiáng)行帶重負(fù)載啟動(dòng)電機(jī)，使圓錐破內(nèi)部傳動(dòng)傘形齒多次過載疲勞而折斷。另外，能強(qiáng)行帶重負(fù)載啟動(dòng)電機(jī)，說明保護(hù)裝置不夠完善。

3 對(duì)策及實(shí)施

目前，國內(nèi)同行針對(duì)PYY1200/150型液壓圓錐破打齒、磨損情況的處理解決方法通常有：改進(jìn)設(shè)備材質(zhì)、堆焊硬質(zhì)合金等，也有廠家綜合上述多種方案進(jìn)行綜合處理。根據(jù)PYY1200/150型液壓圓錐破設(shè)備的基本工作原理，以及前期對(duì)設(shè)備故障原因的調(diào)查和研究，結(jié)合鐵渣生產(chǎn)線的實(shí)際，采取以下幾種對(duì)策加以修整、改造。

①輸送給圓錐破的渣料，原只有皮帶頭輪除鐵；再在輸送進(jìn)入圓錐破渣料的皮帶上加裝永磁吊掛除鐵裝置，經(jīng)兩道除鐵，可有效避免渣鐵進(jìn)入圓錐破。

②調(diào)整圓錐破保護(hù)裝置的電流，使其在帶重負(fù)載的情況下不能強(qiáng)行啟動(dòng)或瞬間保護(hù)跳閘。

③每月檢查液壓油箱內(nèi)部的金屬含量。

④完善操作制度，加強(qiáng)圓錐破過鐵的監(jiān)管和考核，加強(qiáng)對(duì)生產(chǎn)線負(fù)責(zé)人和操作工的連帶責(zé)任考核。

4 使用效果

自2011年4月18日改造完成以來，在PYY1200/150型液壓圓錐破的實(shí)際運(yùn)行過程中，圓錐破設(shè)備運(yùn)行平穩(wěn)，各項(xiàng)測(cè)量參數(shù)完全可以滿足正常生產(chǎn)需要。實(shí)際上，到目前為止，傘形齒表面基本沒有磨損現(xiàn)象，極大地減少了堵料和卡死現(xiàn)象，從未出現(xiàn)過傘形齒被根切的情況，圓錐破運(yùn)行的時(shí)間已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過業(yè)界的圓錐破傘形齒上線維修周期。我們也將該方案完善到生產(chǎn)線的其他設(shè)備中去，并記錄到操作制度當(dāng)中去，作為操作制度執(zhí)行。

5 經(jīng)濟(jì)效益

PYY1200/150型液壓圓錐破經(jīng)過該技術(shù)處理前后，設(shè)備的各項(xiàng)維護(hù)成本費(fèi)用明顯降低，表現(xiàn)在以下兩方面：

5.1 降低日常檢修次數(shù)及維護(hù)成本

改造實(shí)施前，檢修周期為20d左右（最短甚至10d），每次檢修要24h左右。改造完成后，檢修周期在90d（最長達(dá)到150d），圓錐破的檢修完全實(shí)現(xiàn)了與生產(chǎn)線其他設(shè)備的同步檢修。每次檢修只需4-6h，主要是潤滑、檢查緊固等常規(guī)性點(diǎn)檢維護(hù)。這樣不僅減少了進(jìn)行傘形齒耐磨處理、更換專用緊固件，甚至要求廠家上門維修的大量維修費(fèi)用。同時(shí)為鐵渣生產(chǎn)線的渣鐵篩分贏得了更長的時(shí)間，提高了設(shè)備運(yùn)行率。

5.2 提高液壓圓錐破使用壽命

PYY1200/150型液壓圓錐破傘形齒原來在線使用壽命為700d左右。而改進(jìn)后，按這近一年的運(yùn)行效果預(yù)測(cè)，不下線的使用壽命至少可達(dá)三年以上。經(jīng)過改造傘形齒的齒輪基本完好，圓錐破使用性能依然良好，從根本上解決了傘形齒被根切的問題，從而大大減少了設(shè)備采購成本。每個(gè)傘形齒大錐齒輪的采購成本約為30360元，小錐齒輪采購成本11360元，每年一次次檢修費(fèi)用大數(shù)在15萬元左右。

綜上所述，PYY1200/150型液壓圓錐破改造以后，所取得的實(shí)際效果和經(jīng)濟(jì)效益是非常顯著的。大幅提高了設(shè)備的使用壽命，既降低了設(shè)備成本，又提高了生產(chǎn)線的作業(yè)率。據(jù)測(cè)算，降低設(shè)備維護(hù)、采購、人工等方面的直接經(jīng)濟(jì)效益和提高設(shè)備作業(yè)率增加的生產(chǎn)產(chǎn)量的間接經(jīng)濟(jì)效益兩項(xiàng)可達(dá)200萬元以上。

[責(zé)任編輯：楊玉潔]