淺析蘇阿皮蒂項(xiàng)目人工砂石骨料加工系統(tǒng)設(shè)備故障分析及處理

牟進(jìn)國 胡海強(qiáng)

摘?要：砂石骨料--在建工程中必不可少的重要材料，占水工建筑物混凝土的85%左右，有建筑施工的“糧倉”之稱。在水利樞紐施工主體中，砂石骨料加工系統(tǒng)是否按設(shè)計(jì)產(chǎn)能穩(wěn)定運(yùn)行，將對(duì)工程施工進(jìn)度、混凝土澆筑質(zhì)量和投入成本控制產(chǎn)生至關(guān)重要的影響;要保證生產(chǎn)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，提高設(shè)備安裝階段質(zhì)量的控制，加強(qiáng)設(shè)備運(yùn)行和維護(hù)，通過系列措施降低故障發(fā)生的概率是關(guān)鍵。本文主要結(jié)合幾內(nèi)亞蘇阿皮蒂水利樞紐項(xiàng)目承建的大型人工砂石生產(chǎn)系統(tǒng)在調(diào)試運(yùn)行過程中出現(xiàn)的故障進(jìn)行原因分析，結(jié)合當(dāng)?shù)噩F(xiàn)狀制定切實(shí)可行的處理方案，確保項(xiàng)目砂石骨料生產(chǎn)系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，保障了項(xiàng)目混凝土生產(chǎn)需求，可供參考。

關(guān)鍵詞：砂石加工;設(shè)備故障;分析;處理

幾內(nèi)亞蘇阿皮蒂水利樞紐項(xiàng)目是西非幾內(nèi)亞共和國孔庫雷河梯級(jí)開發(fā)的第二級(jí)水電站，距離首都科納克里約135km。本工程等別為Ⅰ等，工程規(guī)模為大（1）型，擋水壩為碾壓混凝土重力壩?；炷翝仓偭考s360萬m?，需生產(chǎn)粗、細(xì)成品骨料937萬噸，砂石骨料均來自母巖為輝綠巖的石料場。

工程建設(shè)所用混凝土骨料由人工砂石加工系統(tǒng)生產(chǎn)，生產(chǎn)的骨料品種規(guī)格分別是大石（40mm-80mm）、中石（20mm-40mm）、小石（5mm-20mm）、常態(tài)砂和碾壓砂（0mm-5mm），砂石加工系統(tǒng)距離石料場約1公里，輝綠巖實(shí)測密度及抗壓強(qiáng)度見表1.

1?砂石骨料加工系統(tǒng)

1.1?加工工藝

骨料加工系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要以生產(chǎn)三級(jí)配碾壓混凝土骨料為主，可生產(chǎn)二級(jí)配混凝土砂石骨料，滿足不同工況時(shí)產(chǎn)品級(jí)配平衡需要;料源為輝綠巖開采料，要求毛料粒徑不大于800mm，且不允許含泥量較大的毛料進(jìn)入砂石骨料加工系統(tǒng)。本系統(tǒng)加工工藝流程圖見圖1。

破碎：采用粗碎、中細(xì)碎、超細(xì)碎的破碎流程。

篩分：采用預(yù)篩分、第一篩分、第二篩分的篩分流程。

粗碎開路、第一篩分和中細(xì)碎閉路，生產(chǎn)中石（20mm-40mm）和大石（40mm-80mm）;第二篩分和超細(xì)碎閉路，生產(chǎn)小石（5mm-20mm）和細(xì)骨料（小于5mm）。

1.2 設(shè)備布置

砂石骨料加工系統(tǒng)主要設(shè)備見表2.

2?設(shè)備故障分析及處理方法

項(xiàng)目砂石加工系統(tǒng)建成投運(yùn)后，也經(jīng)歷了對(duì)加工系統(tǒng)設(shè)備缺陷修復(fù)、不合理部位改造、各項(xiàng)指標(biāo)的反復(fù)調(diào)試等系列工作，通過缺陷處理、技術(shù)改造和運(yùn)行調(diào)試項(xiàng)目總結(jié)了寶貴經(jīng)驗(yàn)，保證了砂石骨料高強(qiáng)度連續(xù)生產(chǎn)需求，各年度混凝土生產(chǎn)目標(biāo)得以按期并超量完成，并創(chuàng)造了連續(xù)數(shù)月20萬方混凝土高產(chǎn)佳績。

2.1?顎式破碎機(jī)設(shè)備基礎(chǔ)問題及處理

粗碎車間顎破設(shè)備混凝土基礎(chǔ)橫梁設(shè)計(jì)抗承載能力不足、預(yù)埋基礎(chǔ)鋼板偏薄、且施工時(shí)混凝土澆筑不密實(shí)。設(shè)備運(yùn)行一段時(shí)間后基礎(chǔ)混凝土松動(dòng)，顎破設(shè)備運(yùn)行顛簸、動(dòng)作幅度偏大，導(dǎo)致設(shè)備在運(yùn)行中出現(xiàn)過以下一系列問題：（1）顎破地腳螺栓斷裂;（2）顎破支腳減震墊損壞過快;（3）顎板間隙調(diào)整螺桿運(yùn)行中斷裂;（4）加速飛輪支臂斷裂;（5）動(dòng)、定顎板容易松動(dòng);（6）顎板張緊楔塊固定螺栓松動(dòng)，造成張緊楔塊底部燕尾槽斷裂;（7）設(shè)備產(chǎn)能降低。造成上述故障問題的另一個(gè)主要因素是，當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)質(zhì)量較差，經(jīng)常性的停電、致使顎破設(shè)備頻繁非正常停機(jī)。

處理方法：制作鋼結(jié)構(gòu)橫梁，將原基礎(chǔ)鋼板和混凝土鑿除，將制作鋼梁與顎破鋼筋基礎(chǔ)固定牢固，澆筑C50混凝土（混凝土養(yǎng)護(hù)）、化灌處理縫隙，等強(qiáng)期結(jié)束后再使用顎破設(shè)備加工毛料。顎破設(shè)備基礎(chǔ)不穩(wěn)定帶來的損害巨大，各工程在設(shè)計(jì)和安裝時(shí)應(yīng)引起高度重視。

2.2?皮帶滾筒修復(fù)

骨料輸送皮帶的機(jī)頭、機(jī)尾都使用包膠滾筒，因摩擦程度的不同，滾筒損壞時(shí)間也不一樣，幾內(nèi)亞國家物資匱乏、海運(yùn)周期長，項(xiàng)目在現(xiàn)場采用了卷筒鋼板卷制、現(xiàn)場包膠的方法有效的解決了該問題，確保輸送皮帶正常運(yùn)行。

2.2.1 滾筒鋼管卷制包裹：鋼板卷制包裹的方法相對(duì)簡易，不做詳細(xì)說明;需注意的是接口焊接質(zhì)量和打磨處理，避免劃傷皮帶;投入使用后定期進(jìn)行巡檢，發(fā)現(xiàn)異常后處理或更換。

2.2.2 現(xiàn)場滾筒包膠方法

2.2.2.1 打磨：滾筒表面殘物打磨干凈、表面粗糙度處理，膠條粘接面拉毛處理。

2.2.2.2 滾筒表面擦拭干凈，用清洗劑清洗、干燥，粘接膠條也清洗干凈、干燥。

2.2.2.3 粘接劑調(diào)制：按說明書調(diào)制粘接劑和固化劑，粘接劑隨用隨配置（廠家不同配比不同）。

2.2.2.4 涂刷粘接劑：分三次涂刷在滾筒表面，每次涂膠薄而均勻，使被粘物表面充分滲透，每便涂膠干燥不粘手時(shí)、在涂下一遍;將膠涂在處理過的橡膠表面（膠條搭接部位），每次涂厚控制在1mm。

2.2.2.5 膠板和滾筒粘接：待膠略有粘性但不附著指背時(shí)即可粘接膠板，按滾筒運(yùn)行方向纏繞、橡膠錘敲打膠板、排出膠板和滾筒內(nèi)的氣泡，粘接牢固后，對(duì)邊緣修磨。

2.2.2.6 膠板接縫處理：將橡膠板接縫處進(jìn)行打磨，用清洗劑清洗干燥，膠條涂膠后迅速倒入接縫處刮平，對(duì)邊緣進(jìn)行打磨清理。

2.2.2.7 將橡膠板接縫處進(jìn)行打磨，用清洗劑清理表面、干燥;在膠條表面涂刷底漆，晾曬幾分鐘;將配好的粘接膠迅速倒入接縫處刮平，并對(duì)邊緣進(jìn)行打磨清理。

2.2.2.8 粘接等強(qiáng)：粘接后用麻繩順滾筒旋轉(zhuǎn)方向進(jìn)行纏繞，確保膠粘接強(qiáng)度;一般粘接后24小時(shí)后即可使用。

上面闡述的二種滾筒現(xiàn)場修復(fù)工藝簡單、易操作、經(jīng)濟(jì)性強(qiáng)，對(duì)于物資保障難度大的工程，更加適用;項(xiàng)目在承建時(shí)，可根據(jù)產(chǎn)能需求考慮該修復(fù)方法的原材料，避免出現(xiàn)損壞后無替代產(chǎn)品。滾筒的磨損很大程度上與皮帶自身粘帶的砂子細(xì)顆粒有關(guān)，在機(jī)頭和機(jī)尾加裝清掃器是必要的，長距離的輸送皮帶在中部位置也應(yīng)安裝清掃器，以減少對(duì)托輥和滾筒的損傷。

2.3?圓錐破碎機(jī)設(shè)備故障及處理

圓錐破碎機(jī)設(shè)備主要功能是處理半成品和各級(jí)成品料的超徑石，同時(shí)根據(jù)粗骨料情況，隨時(shí)調(diào)節(jié)生產(chǎn)不同級(jí)配的骨料生產(chǎn)量。在運(yùn)行中出現(xiàn)過鎖緊螺母斷裂和絲牙損壞、銅瓦燒損和鎖緊缸漏油狀況。鎖緊螺母絲牙損壞和斷裂見附圖2、3

2.3.1 ?鎖緊螺母斷裂、絲扣損壞

原因分析：（1）動(dòng)錐體襯板安裝面磨損導(dǎo)致的，動(dòng)錐體安裝面磨損導(dǎo)致與動(dòng)錐襯板配合不緊，破碎機(jī)工作時(shí)，襯板運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)破碎所帶來的摩擦力是巨大的，襯板帶動(dòng)鎖緊螺母，1）若鎖緊螺母無法承受巨大的扭矩，鎖緊螺母斷裂;2）若鎖緊螺母絲牙與動(dòng)錐體絲牙之間相互撬動(dòng)，則導(dǎo)致絲牙損壞。（2）動(dòng)錐體安裝鎖緊螺母處螺紋損壞，導(dǎo)致鎖緊螺母無法緊固在動(dòng)錐體上，同上（1）理由也會(huì)造成鎖緊螺母的扭斷。（3）破碎機(jī)斷斷續(xù)續(xù)給料，破碎機(jī)動(dòng)錐帶料或者不帶料運(yùn)動(dòng)軌跡為正反轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，如果破碎機(jī)分料盤或者頂部螺母焊接處磨損較大，有物料灰塵進(jìn)入螺紋處，反復(fù)的正反轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)很快就能將螺紋磨損嚴(yán)重。下附圖4，鎖緊螺母結(jié)構(gòu)布置圖。

處理方法：鎖緊螺母出現(xiàn)斷裂，重新更換鎖緊螺母即可;若鎖緊螺母絲扣損壞，將造成動(dòng)錐總成不能繼續(xù)使用，造成的成本損失較大。若施工現(xiàn)場有立車床可加工錐體螺紋處，然后嵌入螺絲套進(jìn)行處理。幾內(nèi)亞國家加工能力差，結(jié)合設(shè)備鎖緊螺母和動(dòng)錐端頭螺紋絲扣尺寸，項(xiàng)目重新定制了鎖緊螺母，將鎖緊螺母長度加長120mm（前段損壞絲扣不在使用），避免了整套動(dòng)錐總成的浪費(fèi)。圖5動(dòng)錐體螺紋及磨損。

因此，對(duì)于圓錐破碎機(jī)而言，動(dòng)錐襯板每次在更換時(shí)，一定要注重動(dòng)錐體表面的檢查，磨損嚴(yán)重要進(jìn)行處理，確保動(dòng)錐襯板安裝質(zhì)量;同時(shí)，運(yùn)行中要確保給料均勻，嚴(yán)禁斷斷續(xù)續(xù)或空轉(zhuǎn)，這樣才能保證破碎機(jī)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

2.3.2 銅套燒損及鎖緊缸漏油

原因分析：設(shè)備運(yùn)行中空轉(zhuǎn)時(shí)間過長、回油溫度較高、過鐵、排料間隙偏小、過載、斷續(xù)給料、回油網(wǎng)堵塞，這些原因到會(huì)造成圓錐破碎機(jī)各類銅套損壞及燒損;除鎖緊缸密封件自身問題和潤滑油問題外，上述的問題也會(huì)導(dǎo)致鎖緊缸漏油。

本文不在闡述出現(xiàn)銅套燒損及鎖緊缸漏油的處理方法，主要提醒用戶一定要注重圓錐破碎機(jī)設(shè)備正確使用、定期檢查和維護(hù)。設(shè)備“過鐵”問題是每個(gè)砂石加工系統(tǒng)比較難解決的問題，一是，勤對(duì)料場進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)鐵屑物件及時(shí)清理;二是，皮帶上指派專人監(jiān)管，安裝除鐵裝置。

2.4?輸送皮帶損傷及控制方法

原因分析：皮帶的損傷有多種可能，石塊或尖銳物體卡在某個(gè)位置將運(yùn)行中的皮帶劃傷甚至撕裂，托輥磨損或跑偏可直接或間接的對(duì)皮帶造成損傷，滾筒磨損也會(huì)造成皮帶的劃損，皮帶上自粘的砂顆粒也是損傷自身的主要因素，有效解決和延長皮帶使用壽命，是工程降本增效的有效途徑。

控制方法：降低皮帶損傷可采取如下措施，（1）加強(qiáng)皮帶桁架和托輥的安裝質(zhì)量;（2）選用質(zhì)量較好的托輥和滾筒產(chǎn)品;（3）合理布設(shè)下料關(guān)系，降低骨料對(duì)皮帶下料沖擊;（4）皮帶下料口托輥數(shù)量應(yīng)足夠，該區(qū)域嚴(yán)禁撒料或彭料;（5）皮帶在空載和重載調(diào)試時(shí)，對(duì)托輥和皮帶之間的關(guān)系進(jìn)行調(diào)整;（6）骨料輸送嚴(yán)禁超負(fù)荷運(yùn)行;（7）運(yùn)行皮帶安裝除鐵器、清掃器、電流檢測設(shè)備、緊急制動(dòng)裝置等;（8）加強(qiáng)運(yùn)行監(jiān)護(hù)，定期檢查和維護(hù)。

3?經(jīng)驗(yàn)小結(jié)

砂石骨料加工系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行對(duì)工程進(jìn)度而言意義重大，結(jié)合項(xiàng)目運(yùn)行管理經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)了砂石加工系統(tǒng)安裝和運(yùn)維中的幾點(diǎn)注意事項(xiàng)：

3.1?受料坑設(shè)計(jì)尺寸、料坑結(jié)構(gòu)及框架混凝土強(qiáng)度應(yīng)合理，必要時(shí)安裝抗磨鋼板;毛料傾斜角度盡量減少?zèng)_擊擋墻，避免受料坑損壞。

3.2?爆破毛料粒徑應(yīng)小于破碎機(jī)工作范圍能力，否者會(huì)影響破碎機(jī)工作能力，半成品料粒徑應(yīng)盡量控制，降低對(duì)皮帶、鋼構(gòu)架的沖擊傷害。

3.3?合理調(diào)節(jié)各部位落料關(guān)系，避免彭料、堵料、料鋪攤不均勻等狀況，所引起的相關(guān)故障及降效事件發(fā)生概率。

3.4?設(shè)備基礎(chǔ)、桁架基礎(chǔ)及鋼構(gòu)架設(shè)計(jì)和安裝質(zhì)量應(yīng)得到保證。

3.5?皮帶運(yùn)行應(yīng)設(shè)置必要的防護(hù)和保護(hù)裝置，要保障設(shè)備和人身安全。

3.6?設(shè)備的正確使用，定期的檢查和維護(hù)，是保證系統(tǒng)安全運(yùn)行的前提，應(yīng)必須嚴(yán)格執(zhí)行。

4?結(jié)語

蘇阿皮蒂水利樞紐項(xiàng)目是幾內(nèi)亞國家最大的水利發(fā)電工程，項(xiàng)目投產(chǎn)發(fā)電后可直接解決當(dāng)?shù)赜秒姸倘眴栴}，部分電能還可輸送至周邊國家創(chuàng)造效益，建成后的意義重大而深遠(yuǎn)。砂石系統(tǒng)骨料生產(chǎn)作為工程“糧食”的制造者，是工程按期完成的前提保障，目前工程進(jìn)展順利、設(shè)備運(yùn)行狀況良好，圓滿完成任務(wù)目標(biāo)曙光在望。

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作者簡介：牟進(jìn)國，男，工程師，主要從事工程施工技術(shù)與管理方面工作;

胡海強(qiáng)，男，主要從事砂石加工系統(tǒng)技術(shù)工作。