顎式破碎機(jī)基礎(chǔ)損壞分析及改進(jìn)

陳華標(biāo)

（紫金礦業(yè)股份集團(tuán)有限公司，福建龍巖 364000）

0 引言

顎式破碎機(jī)是礦山的重要設(shè)備之一，作為礦石的粗碎設(shè)備，是選礦廠的第一道工序。即便在大型礦山企業(yè)，顎式破碎機(jī)也是貴重設(shè)備之一，特別是很多礦山都采購進(jìn)口設(shè)備。顎式破碎機(jī)故障會對生產(chǎn)造成較大影響，特別是礦量的減少，造成噸礦成本的急劇上升，直接影響企業(yè)效益。

銅礦第二選礦廠于2012 年1 月投產(chǎn)，生產(chǎn)規(guī)模10 000 t/d，初期采用露采低品位礦石。井下破碎運(yùn)輸系統(tǒng)于2015 年5 月投產(chǎn)，開采的是地下高品位銅礦石，粗碎采用2 臺美卓C-125 顎式破碎機(jī)，每臺破碎機(jī)日處理能力5000 t。該破碎機(jī)配380 V 電機(jī)，功率160 kW，額定轉(zhuǎn)速220 r/min，設(shè)備總重43.91 t，產(chǎn)品尺寸小于200 mm，產(chǎn)量約500 t/h，顎破最大給料粒度760 mm。美卓C-125 顎式破碎機(jī)動(dòng)平衡設(shè)計(jì)的較好，沒有使用地腳螺栓鎖緊，只是在底部4 個(gè)角各墊一塊橡膠復(fù)合板，側(cè)面四側(cè)做4 個(gè)固定支撐座，支撐座和設(shè)備主體之間安裝一層防振墊，采用螺栓連接，防止側(cè)向位移。

在2017 年10 月，C-125 顎式破碎機(jī)基礎(chǔ)的預(yù)埋鋼板和錨固筋拉斷，部分錨固筋焊縫裂開，破碎機(jī)開機(jī)振動(dòng)導(dǎo)致大梁水泥被破壞，破碎機(jī)振動(dòng)加劇，地墊被磨損掉，偏心軸兩端法蘭鎖緊螺栓部分被剪切斷，法蘭結(jié)合面磨損，設(shè)備軸承溫度劇升，設(shè)備無法繼續(xù)運(yùn)行。

1 問題及原因分析

破碎機(jī)基礎(chǔ)損壞后，造成偏心軸兩側(cè)法蘭螺栓經(jīng)常被剪切斷，法蘭和側(cè)母板相互摩擦，造成一定量的磨損，無法形成有效結(jié)合面，鎖緊螺栓無法有效緊固，更換螺栓后，很快又被切斷。分析原因主要有以下5 點(diǎn)：

（1）給料放礦機(jī)出口距破碎機(jī)落點(diǎn)高度較高，美卓廠家要求給礦高度≤1000 mm，給料斗設(shè)計(jì)給礦盡量保證破碎機(jī)顎體不受水平?jīng)_擊，要求物料不能直接沖擊動(dòng)顎體上方，使破碎機(jī)整體形成扭矩，而要求破碎機(jī)盡量在填充2/3 破碎腔的情況下生產(chǎn)。經(jīng)測算，當(dāng)破碎腔填充至2/3 時(shí)，合適的給礦高度讓溜槽上的礦石正好落破碎機(jī)腔內(nèi)，形成“礦打礦”，一方面可以減少對襯板等易耗件的磨損，另一方面降低對顎破造成水平和垂直沖擊。

而原設(shè)計(jì)高差約2000 mm，下落的礦石沖擊動(dòng)顎的上顎板，產(chǎn)生較大的水平推力和翻轉(zhuǎn)扭矩，沖擊基礎(chǔ)一側(cè)，造成偏力，使破碎機(jī)往復(fù)擺動(dòng)，長期負(fù)荷，引起預(yù)埋鋼板下水泥和鋼板脫層，錨固筋和鋼板脫焊。同時(shí)對軸承的沖擊也非常大，造成軸承損傷，對螺栓形成強(qiáng)大的剪切力。

（2）施工時(shí)，顎式破碎機(jī)底部預(yù)埋鋼板和錨固筋的焊接不夠牢固，只是在單面采用手工焊，焊縫不夠飽滿，頻繁振動(dòng)造成鋼板和錨固筋脫開。

（3）破碎機(jī)預(yù)埋板基礎(chǔ)比周邊地板低且沒有引水溝，日常的場地清潔采用水沖洗地板，銅礦析出后形成酸性水會腐蝕預(yù)埋鋼板，特別是低洼處，如果錨固筋沒有完全被覆蓋，鋼筋和焊材也會被腐蝕，在往復(fù)負(fù)荷中被拉斷。

（4）基礎(chǔ)比地板低，造成清洗地板時(shí)部分礦石經(jīng)常被沖進(jìn)破碎機(jī)和預(yù)埋板之間，橡膠墊磨損造成偏振。

（5）基礎(chǔ)底面為普通水泥，強(qiáng)度偏低，日常生產(chǎn)中破碎機(jī)破礦時(shí)產(chǎn)生的強(qiáng)大間歇沖擊力通過機(jī)體傳到基礎(chǔ)上，引起基礎(chǔ)下沉、振動(dòng)加大。

2 改造措施

（1）鑿除原顎破底部水泥梁表面水泥，露出主筋，校核原基礎(chǔ)梁受力情況，在此基礎(chǔ)上重建基礎(chǔ)?；A(chǔ)鋼筋加大，跨接在兩段基礎(chǔ)上并將新的主梁底部主鋼筋和鑿除露出的主筋綁扎在一起，并澆筑水泥?；A(chǔ)提高1050 mm，排礦溜槽至破碎機(jī)充滿2/3 處約850 mm，大大減少了礦石水平?jīng)_擊力，遏制了使破碎機(jī)產(chǎn)生較大翻轉(zhuǎn)的扭矩，從根本上解決了長期偏載的問題，避免破碎機(jī)主軸承長期受沖擊，引起鎖緊螺栓磨損，螺栓孔變形擴(kuò)大，螺栓被剪切斷開，軸承座側(cè)面和破碎機(jī)側(cè)母板之間產(chǎn)生間隙摩擦導(dǎo)致磨損，引起軸承座側(cè)面和破碎機(jī)側(cè)母板之間在螺栓達(dá)到設(shè)計(jì)鎖緊扭矩之后仍然達(dá)不到設(shè)計(jì)的摩擦力而相對滑動(dòng)，再次引起螺栓被剪切斷開的惡性循環(huán)中。如果沒有及時(shí)發(fā)現(xiàn)或者設(shè)備長期生產(chǎn)，將損壞軸承、軸承座及側(cè)母板，需要拆除破碎機(jī)返廠維修，給企業(yè)造成重大損失。

（2）破碎機(jī)基礎(chǔ)提高1050 mm 后，底部漏斗高度隨之提高，將整機(jī)向放礦機(jī)方向移1100 mm，以保證礦石不會堆積。減少了礦石對破碎機(jī)的水平?jīng)_擊力和翻轉(zhuǎn)扭矩，使破碎機(jī)基礎(chǔ)一端受拉拔、一端受擠壓的極端情況得到平衡，如圖1 所示。

（3）在破碎機(jī)底座設(shè)計(jì)上，原先考慮采用鋼框架底座的方式，但是提高破碎機(jī)和基礎(chǔ)之間的間距后會形成轉(zhuǎn)矩，加大顎破預(yù)埋地板反復(fù)受力情況，最終采用直接安放在預(yù)埋鋼板上的方案，在此基礎(chǔ)加強(qiáng)預(yù)埋板和錨固筋。

圖1 顎式破碎機(jī)整機(jī)改造示意

破碎機(jī)基礎(chǔ)底部4 塊預(yù)埋板厚度由20 mm 改為35 mm，錨固筋由Φ14 mm 改為Φ32 mm。預(yù)埋板上的錨固筋采用穿孔塞焊，背面采用倒錐，每個(gè)孔用鉆床鉆孔，焊接完成后處理防止應(yīng)力集中及變形。預(yù)埋板設(shè)計(jì)前與主梁補(bǔ)筋核對，防止出現(xiàn)因和主梁干涉出現(xiàn)錨固筋移位或者截?cái)嗟那闆r，焊接后進(jìn)行檢查，保證焊縫的飽滿、不出現(xiàn)裂紋等質(zhì)量事故，基本杜絕了焊縫被拉開的情況。預(yù)埋板請測量人員進(jìn)行精測，保證定位精準(zhǔn)，一次調(diào)整到位，水泥澆筑一次完成，不再進(jìn)行二次灌漿，保證預(yù)埋板底部和水泥接觸沒有空隙，防止含銅酸性水長時(shí)間侵蝕錨固筋。

（4）基礎(chǔ)提高后，員工在日常生產(chǎn)中進(jìn)行衛(wèi)生清理工作時(shí)，因大梁高出地面，沖洗水會流走，礦漿、礦泥聚集在基礎(chǔ)底部易于觀察，便于及時(shí)清理。在沒有水的情況下，不容易返酸造成鋼材、設(shè)備的腐蝕。

改建過程中，加強(qiáng)質(zhì)量管理，新主梁和舊主梁結(jié)合面清洗干凈，避免出現(xiàn)粘結(jié)不牢固的情況，混凝土澆筑振搗到位，主筋綁扎到位，防止出現(xiàn)質(zhì)量事故。

（5）加強(qiáng)設(shè)備管理，做好設(shè)備點(diǎn)檢工作。崗位人員對破碎機(jī)底部礦漿、礦石及時(shí)清理，停機(jī)時(shí)對設(shè)備巡查點(diǎn)檢，認(rèn)真觀察底部防振墊是否磨損、損壞，側(cè)面底座連接固定螺栓是否松開，設(shè)備本體是否移位等。

（6）改造前，部分礦石在破碎機(jī)后端和放礦機(jī)基礎(chǔ)下堆積，即堆積在破碎機(jī)底部楔塊螺栓處，不但腐蝕螺栓，而且更換襯板時(shí)費(fèi)時(shí)費(fèi)力。改造后有一個(gè)1 m 的臺階，一旦有部分礦石堆積沒有清理，可減少腐蝕情況。

3 改造效果

改造工程完成后，設(shè)備運(yùn)行至2020 年2 月，設(shè)備機(jī)體振動(dòng)符合要求，軸承溫度正常，軸承鎖緊螺栓等沒有松動(dòng)，底部防振墊沒有異常損壞，4 個(gè)側(cè)面固定螺栓和墊片沒有異常松動(dòng)等情況，整體生產(chǎn)和運(yùn)行比較平穩(wěn)，說明技改成效顯著。根據(jù)改造經(jīng)驗(yàn)，對另一選廠的4 臺C160 顎式破碎機(jī)進(jìn)行了相應(yīng)的改造。

4 結(jié)束語

選礦廠設(shè)備基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和施工非常重要，如果破碎機(jī)、球磨機(jī)等主要、貴重的設(shè)備，因基礎(chǔ)設(shè)計(jì)或施工原因造成生產(chǎn)運(yùn)行中斷，將給企業(yè)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。本次改造提高了破碎機(jī)的安裝位置，改善破碎機(jī)給礦沖擊、擠壓、彎折等作用力等基礎(chǔ)負(fù)荷，加厚預(yù)埋鋼板和加大錨固筋，采用穿孔塞焊、倒錐等方法，解決了基礎(chǔ)破壞、開裂、錨固筋斷掉等問題，不再出現(xiàn)軸承損壞、皮帶斷裂、軸承座螺栓被剪切斷、側(cè)母板磨損等情況，生產(chǎn)穩(wěn)定，噸礦成本低位且波動(dòng)小，產(chǎn)生了較好的效益。