HP500破碎機(jī)定錐襯板脫落原因分析及解決方法

鄒孝勝

摘要:針對HP500圓錐破碎機(jī)定錐襯板突然掉落事件,分析發(fā)生此次故障成因,并對解決方法進(jìn)行總結(jié)。

關(guān)鍵詞:適配環(huán)定位銷斷裂

中圖分類號:TD4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)04(c)-0095-01

因原有沈陽重型機(jī)械廠生產(chǎn)的7FT短頭型圓錐破碎機(jī)存在故障率過高,維修困難、自動(dòng)化程度不高、調(diào)節(jié)能力不足等諸方面不利條件,我礦于2007年決定引進(jìn)安裝高效率、高性能的美卓HP500圓錐破碎機(jī)。該機(jī)各方面性能穩(wěn)定,自安裝投產(chǎn)以來,總體運(yùn)行情況一直良好。

1HP500圓錐破碎機(jī)的工作原理為

HP500以層壓破碎理論為設(shè)計(jì)基礎(chǔ)。是通過電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)三角皮帶、傳動(dòng)軸、小錐齒輪、大錐齒進(jìn)而帶動(dòng)偏心銅套旋轉(zhuǎn),破碎圓錐軸心線在偏心軸套的迫動(dòng)下做旋轉(zhuǎn)擺動(dòng),從而使圓錐破碎機(jī)的動(dòng)錐時(shí)而靠近又時(shí)而離開固裝在調(diào)整套上的定錐表面,散體礦石在破碎腔內(nèi)呈多層分布時(shí)受壓破碎。在破碎機(jī)的生產(chǎn)實(shí)踐中,層壓破碎的概念指的是巖石顆粒的破碎不僅發(fā)生在顆粒與襯板之間,同時(shí)也大量發(fā)生在顆粒與顆粒之間。其特征是在破碎腔的有效破碎段形成高密度的多個(gè)顆粒層,將充分的破碎功作用于巖石顆粒群,充分發(fā)揮層壓破碎和次生破碎作用,獲得極高的破碎率。采用層壓破碎理論的HP500較原7Ft短頭型破碎機(jī)在生產(chǎn)能力上的突出優(yōu)點(diǎn)是可以擺脫完全依靠排礦口來控制出料粒級的情況,從而實(shí)現(xiàn)較大的進(jìn)料粒度、較小的排料粒度和較大的處理能力,符合我礦實(shí)際生產(chǎn)需要。

2出現(xiàn)的問題:定錐襯板脫落墜入破碎腔

2010年10月18日3點(diǎn)19分,HP500圓錐破碎機(jī)在開動(dòng)中出現(xiàn)定錐襯板脫落,墜入破碎腔現(xiàn)象。定錐襯板為該破碎機(jī)重要組成部件,作用是與動(dòng)錐襯板共同構(gòu)成破碎腔,在其中擠壓破碎礦石。停機(jī)后經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn),起支撐定錐襯板作用的適配環(huán)上的四個(gè)定位銷全部斷裂。斷裂部位為適配環(huán)和定錐支撐接觸面處(圖2所示II位置處)。觀察適配環(huán),發(fā)現(xiàn)其基本保持完好。該適配環(huán)和定位銷皆為生產(chǎn)廠家原機(jī)裝配,該部位日常檢查無法發(fā)現(xiàn),且查找使用說明書,也沒有相關(guān)的要求和說明。因此自該破碎機(jī)機(jī)投產(chǎn)后未做過此部位的相關(guān)檢查。本次事件也是HP500安裝以來出現(xiàn)的第一起定位銷斷裂,定錐襯板脫落事故。

3事故原因分析

由圖1可見定錐襯板在定錐上的具體安裝形式。適配環(huán)用四個(gè)對稱分布的定位銷固定在定錐上,適配環(huán)上同樣對稱設(shè)置6個(gè)楔塊螺栓組合件,將整個(gè)定錐襯板支撐固定。定錐襯板與定錐間充填腔用環(huán)氧樹脂填充,起加強(qiáng)固定定錐襯板作用。因?yàn)樵摍C(jī)破碎原理,在動(dòng)錐旋轉(zhuǎn)擺動(dòng)擠壓礦石時(shí),有極大地水平方向的推力通過定錐襯板法蘭與楔塊傾斜面的接觸、楔塊與適配環(huán)的接觸,逐級傳遞到適配環(huán)上,這就使得適配環(huán)在與定錐的接觸面處產(chǎn)生了極大地剪切力,此力完全由固定適配環(huán)的四個(gè)定位銷承受,該定位銷同時(shí)也會受到不小的扭力的作用。因?yàn)榻o入礦石情況的變化和動(dòng)錐運(yùn)動(dòng)特點(diǎn),此處產(chǎn)生的剪切力、扭力的大小、方向無規(guī)律可循,在長期的變化的剪切力和扭力等的綜合作用下,四個(gè)定位銷終于達(dá)到疲勞極限,發(fā)生斷裂。失去定位銷固定的適配環(huán)在傳遞過來的推力等的作用下開始發(fā)生相對運(yùn)動(dòng),其上的楔塊組件受其運(yùn)動(dòng)的影響,與定錐襯板法蘭的配合接觸面失穩(wěn),直接導(dǎo)致定錐襯板脫落墜入破碎腔。按照使用說明書要求,在更換新的定錐襯板后,要檢查定錐襯板和楔塊傾斜表面各個(gè)接觸點(diǎn),確保楔塊傾斜表面的中心和定錐襯板法蘭正確接觸(圖1中I處所示)?？梢姶私佑|處對保持定錐襯板穩(wěn)定的重要性。而此次襯板墜落正是因?yàn)檫m配環(huán)相對運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致此接觸面失穩(wěn)而引起。

4解決方法

查找使用說明書和HP500相關(guān)資料,皆沒有有關(guān)此種問題的記錄。若按照常規(guī)解決方法,只需從銷孔取出斷裂定位銷,按原定位銷尺寸、材料等參數(shù)重新加工四個(gè)定位銷復(fù)位即可,經(jīng)此種方法處理后,定位銷受力情況與從前一樣,長時(shí)間開機(jī)承受變化載荷后,再此發(fā)生斷裂的可能性相對較大。為進(jìn)一步降低再次發(fā)生此類事故的風(fēng)險(xiǎn)系數(shù),經(jīng)破碎工段與機(jī)電科技術(shù)人員研究商討決定,根據(jù)多年從事機(jī)械行業(yè)遇到的類似問題處理經(jīng)驗(yàn),決定在保證不破壞適配環(huán)與定錐物理機(jī)械性能的前提下,適當(dāng)增設(shè)4個(gè)楔口,加入壓塊,加強(qiáng)對適配環(huán)和定錐之間的固定作用。該楔口與原定位銷孔一樣貫穿聯(lián)通適配環(huán)和定錐。為了加工工藝的方便,提高新增定位壓塊對該處剪切應(yīng)力、扭力的抵抗能力,決定加大受力面積,將楔塊形狀定為50mm×60mm×80mm的長方體(四個(gè)棱邊倒圓)。后經(jīng)由機(jī)動(dòng)部聯(lián)系相關(guān)廠家進(jìn)行加工。按照計(jì)劃,所增設(shè)楔口在適配環(huán)上呈對稱分布,但加工時(shí)觀察發(fā)現(xiàn),對稱開楔口會影響到原有楔塊螺栓總成的安裝與拆卸,遂根據(jù)實(shí)際情況酌情選擇位置。安裝后原定位銷與新增壓塊形狀及其相對位置的圖形為圖2所示。

圖2中圓柱面處即為原定位銷,四方塊處為本次新加工的定位點(diǎn)。此新增定位點(diǎn)極大地分擔(dān)了由楔塊傳過的剪力和扭力,新加壓塊的承受破壞的能力也要強(qiáng)于原定位銷子,即使在原定位銷再次發(fā)生斷裂的情況下,四方楔塊發(fā)生破壞的可能性極小。依然可以有效防止適配環(huán)發(fā)生相對運(yùn)動(dòng)。即防止再次發(fā)生定錐襯板脫落的現(xiàn)象。

5結(jié)語

本次襯板脫落事件為突發(fā)事故,在尋找不到相關(guān)解決資料和說明的前提下,工段和機(jī)電科能從實(shí)際情況出發(fā),發(fā)揮多年從事機(jī)械行業(yè)所積累的經(jīng)驗(yàn)的作用,積極尋找方法,使問題得到良好的解決,并為為以后類似事件的處理提供了良好的經(jīng)驗(yàn)素材。