煤礦井下錘式破碎機常見故障及預防措施

武建軍

（陽煤集團興峪煤業(yè)有限責任公司， 山西 陽泉 045000）

1 破碎機主要結構

如圖1所示為煤礦用錘式破碎機典型結構，屬于KBC系列細粒破碎機[1-3]。

錘式破碎機主體主要由三大部分構成，分別為殼體、反擊板及其調節(jié)裝置、轉子。其與電動機連接時還需用到傳動裝置。轉子全部設計在破碎機的中央，正常工作時轉子的速度非常高。轉子兩側設計有破碎板，呈對稱布置，配備有破碎板調節(jié)裝置，可以根據(jù)實際使用需要對破碎板進行調整，以得到不同顆粒大小的煤塊。從結構上分，錘式破碎機可以分為左側部、右側部、上側部和下側部。當需要對轉子部件進行維護檢修時，可以將左側部和右側部打開對轉子進行檢查。

2 破碎機常見故障及原因分析

2.1 錘頭磨損嚴重甚至發(fā)生斷裂

錘頭正常運行時速度非常高，在遇到大煤塊時會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對錘面造成嚴重的沖擊磨損，嚴重時還會在錘面上留下坑洼。如果尖銳的煤塊棱角以一定的角度沖擊錘頭時，可能會對錘面形成切削作用，會對錘面造成切削磨損。錘頭在工作過程中，并不是整個錘面都發(fā)揮破碎作用，真正發(fā)揮作用的只是側面靠近邊緣的一部分位置，該區(qū)域稱為工作區(qū)。在實際運行時，錘頭工作區(qū)域會持續(xù)遭到磨損。因此，工作區(qū)域是不斷發(fā)生變化的，錘頭磨損形式會隨著工作區(qū)域的變化隨之發(fā)生改變。對于新錘頭，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變，后期會逐漸轉變成為切削磨損。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、工作過程中遇到非常硬的煤塊，比如煤塊中可能會夾雜鐵塊等，就很有可能導致錘頭發(fā)生斷裂，如圖2所示。

圖1 煤礦用錘式破碎機典型結構示意圖

圖2 錘頭磨損和斷裂現(xiàn)場實物圖

2.2 傳動裝置軸承出現(xiàn)故障

1）軸承裝配不合理。裝配時選擇的配合不恰當，軸承外圈和軸承座通常采用過盈配合方式。軸承運行時溫度會出現(xiàn)顯著升高，導致軸承座與軸承外圈發(fā)生咬合。在更換軸承時會出現(xiàn)拆卸困難。通過暴力拆卸會對軸承座造成不利影響。進行過盈配合安裝時，需要對軸承進行加熱。如果加熱溫度不合理或加熱時間持續(xù)過長，會對軸承性能產(chǎn)生不利影響，進而加劇軸承磨損，縮短使用壽命。

2）密封出現(xiàn)損壞。煤礦井下工作環(huán)境復雜，如果軸承密封出現(xiàn)問題，雜質就很有可能通過破壞的密封裝置進入軸承內(nèi)部，對軸承造成嚴重磨損，引發(fā)軸承溫度高、振動、聲響等不良現(xiàn)象。

3）潤滑不良。煤礦用錘式破碎機工作時轉動速度非常高，如果軸承潤滑得不到保障，必然會導致軸承出現(xiàn)干摩擦，加劇磨損。另外，潤滑油脂注入過多也不好，因為過多的潤滑油脂會增加摩擦力矩，導致軸承溫度升高。

2.3 振動導致基礎和軸承座松動

錘式破碎機在工作時內(nèi)部零件會發(fā)生高速旋轉，如果主軸、聯(lián)軸器等這些重要的結構件在生產(chǎn)制作、安裝時存在較大誤差，會導致設備在運行中產(chǎn)生明顯的振動問題，而機械零部件生產(chǎn)加工、安裝過程中不可避免地會存在一定的誤差，因此錘式破碎機在工作時不可避免地也會出現(xiàn)振動問題，只是振動程度的大小不同而已。設備振動時會帶動基礎以及地腳螺栓振動，時間長久后可能會導致地腳螺栓發(fā)生松動，甚至導致地板基礎下沉。另外，軸承座在長時間的振動作用下，也可能會出現(xiàn)松動現(xiàn)象。

3 破碎機常見故障預防措施

3.1 錘頭磨損甚至斷裂的預防措施

在實踐應用中，高錳鋼是用來生產(chǎn)制作錘頭的主要材料之一，但是這種材料的特點是熱導能力差、熱膨脹系數(shù)高。為提升錘頭硬度，需要對錘頭進行熱處理，當錘頭結構比較厚時，容易出現(xiàn)開裂現(xiàn)象。為避免錘頭出現(xiàn)開裂，入爐溫度必須控制在較低水平，一般不得超過150℃，均溫1 h以后，以100℃/h左右的速度進行升溫，將溫度升高至650～700℃保溫1～3 h，能顯著消除錘頭在鑄造過程中產(chǎn)生的內(nèi)應力。通過對加熱速度的控制能夠降低錘頭在加熱過程中外表面與心部的溫度差值，避免由于溫差導致的熱應力引發(fā)的裂紋問題。在650～700℃保溫一段時間后，高錳鋼基本進入塑性狀態(tài)，此時可以以120～150℃/h的升溫速度加熱至1 080～1 120℃進行保溫，保溫時間視具體要求而定。為保障錘頭硬度需要對其進行淬火處理。為在最大限度上達到淬火效果，淬火用水的體積應該大于錘頭體積的10倍以上，水溫不得超過30℃。

3.2 軸承故障的預防措施

1）合理選擇過盈配合。過盈量太大導致長時間運行過程中發(fā)生咬合，不利于后續(xù)更換拆卸，過盈量太小不利于軸承運行的穩(wěn)定性。所以需要結合實際情況合理選擇過盈配合。另外，在進行過盈配合裝配時要注意裝配工藝，避免裝配過程對軸承性能造成不利影響。

2）避免軸承密封出現(xiàn)損壞。主要通過加強日常維護保養(yǎng)，及時發(fā)現(xiàn)密封損壞問題，在第一時間進行處理，避免雜質進入軸承內(nèi)部造成嚴重磨損。

3）科學注入潤滑油脂的量。實踐經(jīng)驗表明，潤滑油脂注入的量為軸承內(nèi)部空隙體積的1/3～1/2時最為合適。同時，需要注意日常維護，發(fā)現(xiàn)潤滑不良時及時注入潤滑油脂。

3.3 基礎與軸承松動的預防措施

1）加強對破碎機振動現(xiàn)象的監(jiān)測，通過專業(yè)傳感器檢測設備在運行過程中的振動現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)設備振動規(guī)律。其中，設備在垂直方向上的振動對基礎和軸承松動現(xiàn)象影響最為顯著。因此，通過振動檢測如果發(fā)現(xiàn)設備在垂直方向上的振動顯著，就需要積極采取措施對其進行抑制。

2）重點關注地腳螺栓、軸承座部位的振動信號。如果發(fā)現(xiàn)這些關鍵位置的振動信號與設備整體振動信號存在差異，則表明這些位置出現(xiàn)了松動，需要采取措施進行緊固。

3）加強日常維護和保養(yǎng)，嚴格按照規(guī)范標準對破碎機的關鍵部位做好日常維護保養(yǎng)工作，及時發(fā)現(xiàn)問題并解決問題。避免由于基礎地腳螺栓以及軸承座松動導致的機械設備故障現(xiàn)象，進而引發(fā)的設備安全事故。