PCY-S2020BB 型破碎機(jī)的提產(chǎn)改造實(shí)踐

劉紅寧，趙磊，李剛，逯志軍，王曉

1 石灰石破碎機(jī)運(yùn)行現(xiàn)狀

我公司石灰石破碎用錘式破碎機(jī)于2005年投入使用，型號(hào)為PCY-S2020B，規(guī)格為?2 000mm×2 000mm，正常日運(yùn)行時(shí)間為6:00～18:00。破碎機(jī)投產(chǎn)初期，當(dāng)窯系統(tǒng)產(chǎn)能為2 800t/d左右時(shí)，破碎機(jī)平均產(chǎn)量為400～450t/h，可滿足生產(chǎn)要求。但隨著公司對(duì)預(yù)熱器、回轉(zhuǎn)窯等設(shè)備的技術(shù)改造以及對(duì)生產(chǎn)系統(tǒng)的不斷優(yōu)化，窯系統(tǒng)產(chǎn)能增至4 000t/d，石灰石破碎系統(tǒng)難以滿足生產(chǎn)需求，存在諸多問題。

1.1 破碎機(jī)產(chǎn)量無法滿足回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)需求

當(dāng)回轉(zhuǎn)窯產(chǎn)量為4 000t/d 時(shí)，在石灰石料耗系數(shù)為1.5的情況下,石灰石需求量約為6 000t/d。破碎機(jī)產(chǎn)量無法滿足回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)需求，需采取“內(nèi)倒”（礦山運(yùn)輸多余無法破碎的石灰石廠內(nèi)上垛儲(chǔ)存，由另一家單位倒運(yùn)）及延長(zhǎng)石灰石破碎機(jī)的日運(yùn)行時(shí)間等措施解決，無疑增加了生產(chǎn)成本。

1.2 破碎機(jī)電機(jī)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩過大，啟動(dòng)性能不佳

破碎機(jī)電機(jī)采用直接啟動(dòng)的形式，通過機(jī)械聯(lián)軸器與轉(zhuǎn)子主軸直接相連，直接帶動(dòng)轉(zhuǎn)子啟動(dòng)。破碎機(jī)轉(zhuǎn)子上裝有1副（42個(gè)）可以活動(dòng)的錘頭，當(dāng)轉(zhuǎn)子啟動(dòng)時(shí)，其動(dòng)平衡不易控制。電機(jī)運(yùn)行時(shí)既要克服轉(zhuǎn)子的自重，又要克服轉(zhuǎn)子的不平衡力矩，導(dǎo)致電機(jī)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩過大，破碎機(jī)啟動(dòng)性能不佳。

1.3 破碎機(jī)電機(jī)無過載保護(hù)功能易損壞

錘式破碎機(jī)屬于反擊式破碎機(jī)，利用錘頭的不斷擊打來破碎物料。由于破碎機(jī)入料粒度不均勻，當(dāng)大塊物料較多時(shí)，對(duì)轉(zhuǎn)子的沖擊變大，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子的軸功率升高，電機(jī)電流升高。因電機(jī)無過載保護(hù)功能，當(dāng)電機(jī)電流超過額定電流時(shí)，電機(jī)即跳停。同時(shí)，破碎機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，轉(zhuǎn)子的振動(dòng)將直接傳至電機(jī)，易出現(xiàn)電機(jī)“趕瓦”及“掃膛”損壞的問題，不利于電機(jī)的安全運(yùn)轉(zhuǎn)。

1.4 石灰石韌性較大，破碎機(jī)錘頭磨損嚴(yán)重

我公司礦山石灰石品位低，一種為高鈣高鎂，一種為低鈣低鎂，無法單獨(dú)配料使用，必須將兩種石灰石按比例搭配方能使用。搭配后，石灰石氧化鈣含量為43.5%左右，氧化鎂含量為3%左右。紅料SiO2含量較高，平均在11.6%左右（高時(shí)達(dá)到17%），白料中結(jié)晶硅含量比較高。石灰石韌性較大，不易破碎，單副錘頭破碎量不及30 萬(wàn)噸，錘頭磨損嚴(yán)重，每年約消耗4～5副錘頭，維護(hù)成本較高。

1.5 破碎機(jī)錘頭排列不合理，中間盤及錘頭磨損嚴(yán)重

破碎機(jī)錘軸有六根，錘頭排列如表1 所示，共計(jì)42 個(gè)錘頭。此種排列導(dǎo)致轉(zhuǎn)子內(nèi)部空隙過大，韌性較大的石塊無法及時(shí)通過篩板排出，造成重復(fù)破碎，中間盤及錘頭磨損嚴(yán)重。

表1 改造前的錘頭排列方式*

1.6 破碎機(jī)密封不好，冒灰、漏灰現(xiàn)象嚴(yán)重

破碎機(jī)邊盤與殼體間隙原為35mm，圓弧護(hù)板與邊盤外緣間隙為20mm。塊狀物料易進(jìn)入間隙，造成邊盤磨損較快。生產(chǎn)過程中，因密封不好，錘盤磨損嚴(yán)重，冒灰、漏料現(xiàn)象嚴(yán)重。每天停機(jī)時(shí)，需人工堆焊錘盤，勞動(dòng)強(qiáng)度大，維護(hù)成本高。

2 改造方案

為提高破碎機(jī)破碎能力，增加破碎機(jī)產(chǎn)能，改善電機(jī)的啟動(dòng)性能，杜絕電機(jī)出現(xiàn)“掃膛”事故等，基于公司礦山生產(chǎn)現(xiàn)狀，對(duì)破碎機(jī)進(jìn)行了改造。

2.1 改進(jìn)破碎機(jī)的驅(qū)動(dòng)形式

（1）拆除原有老式電機(jī)。采用“新式電機(jī)+機(jī)械聯(lián)軸器+皮帶輪+V 型皮帶”的驅(qū)動(dòng)形式，有效改善了電機(jī)的啟動(dòng)性能，電機(jī)啟動(dòng)平穩(wěn)。原有老式驅(qū)動(dòng)電機(jī)型號(hào)為YR630-16-630kW，更換后的驅(qū)動(dòng)電機(jī)型號(hào)為YRRK560-6-800kW。

（2）增加皮帶輪。制作直徑分別為?2 100mm和?640mm的兩個(gè)皮帶輪，電機(jī)連接方式由直接連接改為V型皮帶軟連接，小皮帶輪通過傳動(dòng)軸及聯(lián)軸器與電機(jī)連接，兩端設(shè)有軸承座，選用V 型皮帶傳動(dòng)，可起到過載保護(hù)的作用，有效避免了轉(zhuǎn)子振動(dòng)給電機(jī)帶來的損害。

2.2 優(yōu)化錘頭、轉(zhuǎn)子及護(hù)板結(jié)構(gòu)形式

（1）優(yōu)化錘頭數(shù)量及排列方式。在保證錘頭總重量不變的情況下，將錘頭數(shù)量由原來的42 個(gè)提高至50 個(gè)（具體排列方式見表2），錘軸由原來的6根改為5 根，每排錘頭數(shù)量為10 個(gè)，實(shí)現(xiàn)滿錘頭安裝。通過改變錘頭數(shù)量及排列形式，縮小了轉(zhuǎn)子內(nèi)部空隙，提高了破碎機(jī)產(chǎn)量，減少了錘頭的磨損，延長(zhǎng)了錘頭使用壽命。

表2 改造后錘頭的排列方式*

（2）優(yōu)化破碎機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。拆除飛輪，將皮帶輪通過張緊套安裝在原飛輪處。鋸掉轉(zhuǎn)子另一側(cè)露出的軸承座外端的軸頭，將軸承座外透蓋改成悶蓋，實(shí)現(xiàn)皮帶輪的動(dòng)力傳動(dòng)。同時(shí)，將破碎機(jī)轉(zhuǎn)子改造為抗磨轉(zhuǎn)子，錘盤使用鎢鈦硬質(zhì)合金耐磨件，提高錘盤使用壽命，減少停機(jī)及檢修頻率，節(jié)省人力、物力，提高工作效率。

（3）優(yōu)化破碎機(jī)兩邊的圓弧護(hù)板。將邊盤與殼體間隙由35mm調(diào)整為22.5mm，將圓弧護(hù)板與邊盤間隙由20mm 調(diào)整為10mm，盡量縮小邊盤與殼體以及圓弧護(hù)板與邊盤的間隙，避免大塊物料進(jìn)入，形成死料區(qū)，產(chǎn)生磨損。充分發(fā)揮圓弧護(hù)板對(duì)邊盤的保護(hù)作用，徹底解決邊盤磨損過快的問題，確保殼體完好，避免物料外漏，改善破碎機(jī)周邊環(huán)境，減少粉塵擴(kuò)散，達(dá)到環(huán)保要求。

3 改造效果

我公司于2019 年冬季錯(cuò)峰停機(jī)期間，對(duì)石灰石破碎機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行了改造，2020 年3 月，改造后的破碎機(jī)系統(tǒng)投入運(yùn)行。截至目前，破碎機(jī)運(yùn)行正常，產(chǎn)量明顯增加，現(xiàn)場(chǎng)冒灰、漏料現(xiàn)象減少，停機(jī)即需焊補(bǔ)錘盤的問題得以解決，工人勞動(dòng)強(qiáng)度降低。改造前后生產(chǎn)數(shù)據(jù)對(duì)比見表3，石灰石破碎機(jī)周邊環(huán)境及錘盤樣式對(duì)比見圖1、圖2。

圖1 改造前石灰石破碎機(jī)周邊環(huán)境及錘盤樣式

圖2 改造后石灰石破碎機(jī)周邊環(huán)境及錘盤樣式

表3 改造前后生產(chǎn)數(shù)據(jù)對(duì)比

（1）改造后，破碎機(jī)產(chǎn)量明顯增加，電耗也有所降低。對(duì)比改造前，產(chǎn)量增加約118t/h，電耗降低約0.36kW·h/t，電價(jià)按0.6 元/kW·h 計(jì)，年可增效約26.3萬(wàn)余元。

（2）改造后，單副錘頭破碎量增加，錘頭備件更換成本降低。數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表明，單副錘頭破碎石灰石量超過42 萬(wàn)噸，每年約使用3 副錘頭，較改造前每年可節(jié)約1.5 副錘頭。改造前后錘頭總重量不變，若每副錘頭采購(gòu)費(fèi)用按8萬(wàn)元計(jì)，年可節(jié)約錘頭采購(gòu)成本12萬(wàn)元。

（3）在減少錘頭采購(gòu)費(fèi)用的同時(shí)，本次改造有效解決了停機(jī)即需焊補(bǔ)錘盤的問題，降低了錘盤焊補(bǔ)費(fèi)用，每年至少可節(jié)約2萬(wàn)元。

（4）降低了廠內(nèi)石灰石倒運(yùn)費(fèi)用。改造后，廠內(nèi)石灰石倒運(yùn)量約減少18 萬(wàn)噸/年，我公司廠內(nèi)石灰石倒運(yùn)費(fèi)為2.7元/t，倒運(yùn)費(fèi)用每年可節(jié)省48.6萬(wàn)元，同時(shí)，有效緩解了廠內(nèi)環(huán)保壓力。

綜上所述，通過石灰石破碎系統(tǒng)改造，年創(chuàng)效總額約89萬(wàn)元。

4 結(jié)語(yǔ)

針對(duì)我公司礦山石灰石生產(chǎn)及破碎機(jī)運(yùn)行現(xiàn)狀，通過采取改變PCY-S2020B型破碎機(jī)轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)形式、優(yōu)化錘頭數(shù)量及尺寸、改進(jìn)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)形式等措施，提高了錘頭使用壽命，降低了錘盤磨損率；提高了設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)率，降低了運(yùn)維成本；取消了“內(nèi)倒”，簡(jiǎn)化了生產(chǎn)流程；縮短了破碎機(jī)運(yùn)行時(shí)間，降低了工人勞動(dòng)強(qiáng)度，達(dá)到了改造的預(yù)期目的?！?/p>