H7800圓錐破碎機防塵及冷卻系統(tǒng)研究

劉釗，楊紅軍，李金智，王維榮

（1.金川集團選礦廠，甘肅 金昌 737100；2.金川集團電線電纜有限公司，甘肅 金昌 737100）

1 引言

H7800圓錐破碎機是山特維克礦山機械有限公司生產(chǎn)的單液壓缸式破碎設備，電機驅(qū)動功率為600KW,最大給料粒度為300 mm，最大裝運容積為75 m3。主要包括驅(qū)動系統(tǒng)、破碎系統(tǒng)、防塵系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、液壓潤滑系統(tǒng)、自動控制系統(tǒng)等。H7800圓錐破碎機在金川公司選礦廠已使用12年，設備長期處于過載、多塵環(huán)境下運行，其防塵系統(tǒng)及冷卻系統(tǒng)逐漸無法滿足現(xiàn)場工況要求，直接影響了圓錐破碎機主要備件的使用壽命及設備的穩(wěn)定運行。對破碎機防塵及冷卻循環(huán)系統(tǒng)進行研究改進，具有重要的現(xiàn)實意義和經(jīng)濟價值。[1]

2 H7800圓錐破碎機防塵冷卻系統(tǒng)現(xiàn)狀

2.1 H7800圓錐破碎機防塵系統(tǒng)現(xiàn)狀

H7800圓錐破碎機通過主潤滑系統(tǒng)確保止退軸承，下架體襯套、偏心套襯套等關鍵備件潤滑，其運行狀況直接影響破碎機設備運行。[2]H7800圓錐破碎機在運行過程中內(nèi)部產(chǎn)生負壓，使粉塵通過破碎機主軸和防塵筒上部間隙進入防塵筒內(nèi)部，隨潤滑系統(tǒng)運行，易造成濾芯堵塞，關鍵備件損壞，并在油箱內(nèi)沉淀，產(chǎn)生惡性循環(huán)。原廠設計是通過正壓風機將防塵風通過破碎機水平軸處潤滑通道，在防塵筒內(nèi)部形成正壓（600～1200pa），解決負壓吸塵問題。但由于防塵筒容積大，防塵密封圈易損壞，油路與氣路未隔離等問題，實際應用過程中防塵效果不佳，防塵筒內(nèi)氣體容易溢散，氣壓難以保證。風壓大容易導致潤滑油液噴濺嚴重和回油阻塞；風壓不足，則難以起到防塵效果。

2.2 H7800圓錐破碎機冷卻系統(tǒng)現(xiàn)狀

H7800圓錐破碎機通過空氣/油型熱交換器實現(xiàn)潤滑油液的冷卻。夏季室內(nèi)溫度過高，廠房內(nèi)粉塵濃度過大，易導致熱交換器散熱孔堵塞，油液潤滑溫度保持在50℃以上，需長期控制破碎機間隙、壓力、流量等參數(shù)，通過加水，加風機等人工強制冷卻方式，才可以保證破碎機油溫低于跳車溫度（55℃），若操作不當、設備帶病運行或潤滑油液發(fā)生變化，則易導致破碎機跳車等事故發(fā)生。

H7800圓錐破碎機采用600kw高壓異步電動機作為動力驅(qū)動設備，經(jīng)長周期運行，電動機配備散熱風扇能力已難以滿足電機正常使用需要，高壓異步電動機前后兩端軸承及定子繞組溫度偏高。前后端軸承溫度達到65℃、定子繞組溫度達到120℃時，溫度傳感器將信息傳遞到監(jiān)測儀表和破碎機連鎖保護裝置，這時高壓異步電動機啟動和運行溫度保護功能，迫使高壓異步電動機根據(jù)溫度變化頻繁跳車，嚴重時電動機的定子繞組燒毀、主軸斷裂。

圖1 正壓防塵筒結(jié)構(gòu)改造圖

圖2 正壓防塵改造系統(tǒng)流程圖

3 防塵冷卻系統(tǒng)研究及方案實施

3.1 H7800圓錐破碎機防塵系統(tǒng)技術(shù)研究

解決防塵問題關鍵在于實現(xiàn)油路和氣路完全隔離，杜絕正壓系統(tǒng)壓力過大引起油料噴濺和回油阻塞現(xiàn)象。通過技術(shù)研究，確定正壓防塵系統(tǒng)改善的技術(shù)方案：①在清潔環(huán)境場所內(nèi)安裝空壓機，為避免氣體傳輸距離長，負載波動頻繁，導致空壓機吸合頻繁故障，在終端安裝儲氣罐平衡氣壓。②在防塵圓筒本體斜面開槽布管斜孔，斜孔內(nèi)安裝進氣不銹鋼彎管，延伸至筒體內(nèi)部，內(nèi)部設置圓形散氣孔，保證進入氣體流向上方產(chǎn)生正壓，減少壓力損失，改變水平軸處外部進風為防塵筒內(nèi)部進風，避免風壓過大大導致的油液噴濺和回油堵塞。③實施過程中所有鋼管、軟管固定，筒體法蘭及外表面處開引導槽，防止主軸在移動過程中砸裂鋼管。④引入進防塵筒本體的管路使用高壓軟管，通過下部彈簧、支撐梁等部、經(jīng)防護后輸入到防塵桶內(nèi)部，可以減少礦石下落過程中對管路損傷。⑤進口處安裝壓力表用以調(diào)節(jié)壓力，減少氣壓波動。經(jīng)過對比試驗，總結(jié)壓力在0.25～0.3MPa時，防塵效果最好。

3.2 破碎機冷卻系統(tǒng)研究

解決潤滑冷卻問題關鍵在于解決夏季熱交換器效能不足問題。通過研究確定在廠房外安裝一組熱交換器，在油箱出油管道處安裝閥門，實現(xiàn)管路分流，夏天使用室外冷卻器，冬天使用室內(nèi)冷卻器；室外熱交換器頂部建造遮陽棚，熱交換器進、出口處管道使用閥門、不銹鋼管進行聯(lián)接；從而提升熱交換器的工作效率。

圖3 電機冷卻裝置圖

解決電機冷卻問題關鍵在于增強電機冷卻散熱效果。通過對破碎機電機的元器件重新布置分配，在電機側(cè)面加裝新型散熱冷卻系統(tǒng)，具體是在電機后端開孔，依靠軸流風機將電機中高溫氣體抽出，進入水冷區(qū)域冷卻，將冷卻后的氣體送入電機的前部，在前部根據(jù)需要將干燥板插入相應槽子中，用于去除空氣中的水蒸汽，減少對電氣備件腐蝕。在出風口處安裝過濾板，過濾板上設有分布均勻的φ50通孔，配合 “Z”形布的設計能有效除去空氣中的粉塵等雜質(zhì)。采取這種流線通道型密閉正壓排風方式，杜絕粉塵等雜物進入，并有強制清潔功效，防止電器元件因灰塵過大，導致溫度過高甚至發(fā)生短路；通過電器系統(tǒng)改造完成電機冷卻系統(tǒng)、破碎系統(tǒng)與電機的連鎖、閉鎖控制。保障了電機冷卻系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、破碎系統(tǒng)的正確起停方式。

4 結(jié)論總結(jié)

通過對H7800圓錐破碎機正壓防塵系統(tǒng)進行改造，有效降低了破碎機防塵桶內(nèi)粉塵沉積，降低了粉塵進入潤滑系統(tǒng)的可能性，破碎機防塵密封圈托環(huán)、止推軸承、偏心襯套等備件消耗減少，平均每年單臺設備降低備件、材料費用約在50萬元左右；通過對H7800圓錐破碎機潤滑冷卻系統(tǒng)改造，夏季潤滑油液溫度下降5℃～10℃；通過對H7800圓錐破碎機電機冷卻系統(tǒng)進行改造，延長了破碎機電機使用壽命，降低了破碎機電機溫度，與未改造前相比，軸端處平均溫度降低了22℃。

通過以上技術(shù)研究及改進措施實施，解決了H7800圓錐破碎機防塵系統(tǒng)、潤滑及電機冷卻系統(tǒng)運行故障、增強了設備運行可靠性、有效的降低了備品備件的消耗量，提高了設備效率，延長了設備使用壽命，減少設備故障以及非計劃停車，保證了系統(tǒng)的高效、穩(wěn)定、長周期運行，從而確保生產(chǎn)順利進行。