綜采工作面破碎機故障分析及優(yōu)化改進

傅曉宇

（陽泉煤業(yè)集團長溝煤礦有限責任公司， 山西 晉中 030600）

引言

由于煤礦井下工作環(huán)境差，對設(shè)備質(zhì)量要求較高，為了使破碎機能夠滿足長時間在惡劣的井下環(huán)境中使用，技術(shù)人員對舊破碎機進行改造，改造后的新型破碎機不僅能夠促進井下工作順利進行，還能確保長時間在井下使用。隨著我國近年來技術(shù)水平的不斷提高，礦用錘式破碎機應(yīng)用廣泛，在其他領(lǐng)域的使用率也越來越高。錘式破碎機對煤塊的破碎主要是通過內(nèi)部組件的運轉(zhuǎn)來實現(xiàn)的。然而實際生產(chǎn)中仍然出現(xiàn)較多的問題需要改進。

1 15119工作面概況

陽煤集團長溝煤礦有限責任公司15119工作面位于一采區(qū)，工作面西部為15117工作面，南部為井田邊界，西部為15121采空區(qū)，北部為回風大巷。

15119工作面設(shè)計走向長度為1 100 m，傾向長度為160 m，工作面回采煤層為15號煤層，平均厚度為5.1 m，工作面采用綜合機械化回采工藝；回采期間工作面內(nèi)安裝的機電設(shè)備主要有MG300-700WD采煤機、SGZ-800/800刮板輸送機、SZZ-800/250橋式轉(zhuǎn)載機、PCM-160型錘式破碎機、DSJ1200帶式輸送機以及ZFY5800/17/32D液壓支架等。錘式破碎機主要用于破碎大塊煤矸；但是在實際工作面回采中PCM-160型錘式破碎機經(jīng)常出現(xiàn)故障，主要表現(xiàn)在軸承損壞、磨損嚴重等，導(dǎo)致破碎機破碎效果差，不利于工作面安全高效回采[1]。

2 錘式破碎機的應(yīng)用優(yōu)點

按照工作原理，破碎機主要分為顎式破碎機及錘式破碎機，錘式破碎機在煤礦的使用率較高，主要具有以下優(yōu)點：

1）破碎能力強。錘式破碎機主要是通過一邊篩選一邊破碎進行運轉(zhuǎn)，符合篩選條件的煤塊進入破碎系統(tǒng)，煤塊破碎效果較高，產(chǎn)能能夠達到850 t/h。

2）破碎錘卡死。技術(shù)人員對破碎錘錘座、銷軸等連接結(jié)構(gòu)進行技術(shù)升級，同時采用高錳鋼材質(zhì)，破碎錘被硬物卡死的情況基本沒有出現(xiàn)。

3）破碎效果好。錘式破碎機采用固定篩對煤礦進行篩選，體積大于網(wǎng)眼的煤塊被篩選出來統(tǒng)一進行破碎，這就能保證破碎后的煤塊具有較好的顆粒性。

4）破碎徹底。如果大煤塊經(jīng)過破碎后體積仍然不能大于網(wǎng)眼，這些煤塊就會繼續(xù)進行二次破碎，待破碎后的煤塊體積小于網(wǎng)眼后即可繼續(xù)進行下一程序。

3 錘式破碎機故障原因分析

3.1 錘軸故障原因

3.1.1 軸承損壞

根據(jù)以往錘軸發(fā)生的事故分析，錘軸故障的主要原因為軸承損壞。軸承損壞主要是由于生產(chǎn)中潤滑不充分，潤滑不充分的原因是軸承座上的注油孔設(shè)計不合理。黏度較高的油脂首先進入破碎機軸承座端面，再經(jīng)過軸承外圈的小油孔進入到錘軸內(nèi)部，這種注油方式比較復(fù)雜，而且小油孔很容易被油脂內(nèi)的煤泥堵塞，外部油脂無法進入到內(nèi)部，導(dǎo)致內(nèi)部潤滑不充分。

3.1.2 錘軸壓板螺栓磨損

由于破碎機工作時間長，兩端轉(zhuǎn)子盤錘軸壓板的螺栓很容易發(fā)生折斷，導(dǎo)致錘軸壓板掉落，破碎機無法正常工作。檢修人員在修復(fù)時，掉落在內(nèi)部轉(zhuǎn)子盤很難取出，同時錘軸壓板掉落也會導(dǎo)致有堅硬異物掉入轉(zhuǎn)子盤和殼體內(nèi)，堅硬異物與物料發(fā)生擠壓，導(dǎo)致破碎機發(fā)生故障。

3.2 組件拆裝問題

錘式破碎機在實際生產(chǎn)時由于工作環(huán)境差、工作時間長，如果不能有效及時對錘式破碎機進行維修，將會造成整個破碎機癱瘓。然而由于破碎機井下維修難度大，破碎機的組件在井下不容易安裝，且兩端的組件螺栓常常松動或不能順利拆卸。主軸兩端的螺栓由于規(guī)格相同，在運轉(zhuǎn)時一端螺栓會不斷旋緊，另一端則在松動，而且破碎機又常常處于振動狀態(tài)，螺栓在振動的作用下不斷松動、掉落。

4 錘式破碎機的優(yōu)化改進

4.1 針對錘軸故障的改進

4.1.1 針對軸承損壞改進

針對軸承損壞原因問題，技術(shù)人員對軸承座結(jié)構(gòu)進行改造[2-3]。

1）通過在軸承蓋上施工多個注油孔或增加軸承座內(nèi)腔的容量，使外部的油脂能夠大量進入到軸承內(nèi)部，降低油孔堵塞的幾率。

2）通過在軸承座另一端施工一個透氣孔，增加外部油脂的注入量及內(nèi)部污油的排出量。

4.1.2 針對錘軸壓板螺栓磨損的改進

針對錘軸壓板螺栓磨損問題，技術(shù)人員設(shè)計了一套新型螺栓保護裝置，確保錘軸壓板不會松動，在壓板和轉(zhuǎn)子盤間均勻連接多個螺栓，同時在錘軸周圍環(huán)繞安裝多個凸起裝置，凸起裝置的高度大于螺栓高度，因此在生產(chǎn)時，凸起裝置能夠?qū)喊搴娃D(zhuǎn)子盤間的雜物帶出[4]。

4.2 針對組件拆裝問題的改進

針對組件拆裝問題，技術(shù)人員總結(jié)事故經(jīng)驗，利用新型輕質(zhì)材料制成螺栓，使螺栓的質(zhì)量降低為原來的一半，同時為螺母安裝止退墊，將緊固螺母和圓螺母互鎖，防止螺母松動。通過采取這些措施后，兩端的組件螺栓未再出現(xiàn)松動或不能順利拆卸的情況[5]。

5 改進效果

2019年4月，長溝煤礦對15119綜采工作面內(nèi)的PCM-160型錘式破碎機結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化改進，截止2019年10月工作面已回撤到位。與改進前相比，優(yōu)化改進后錘式破碎機在后期回采中故障率降低了9%，全年可節(jié)約設(shè)備維修成本費用達42萬元，保證了工作面安全高效回采。