破碎機(jī)錘軸組件的優(yōu)化設(shè)計(jì)

徐 凱

(晉煤集團(tuán) 金鼎煤機(jī)礦業(yè)有限責(zé)任公司，山西 晉城 048006)

0 引言

破碎機(jī)是井下機(jī)械化采煤配套設(shè)備的重要組成部分，其作用是將大塊煤及矸石充分破碎，并使破碎的物料順利通過(guò)轉(zhuǎn)載機(jī)或轉(zhuǎn)載點(diǎn)，保證井下安全運(yùn)輸和生產(chǎn)，錘軸組件是破碎機(jī)破碎物料的核心部件，它利用較高的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量在額定轉(zhuǎn)速下儲(chǔ)存的動(dòng)能通過(guò)安裝在錘體上的錘頭的沖擊力破碎大塊煤及矸石。錘軸組件是由多個(gè)部件組成的動(dòng)能部件，由于需要長(zhǎng)時(shí)間的高速運(yùn)轉(zhuǎn)，錘軸組件需組裝后配合其他零部件做整機(jī)動(dòng)平衡試驗(yàn)，以免因?yàn)槭Ш庖饛?qiáng)烈震動(dòng)影響錘軸組件的使用壽命。在使用中發(fā)現(xiàn)PLM1000與PLM3500破碎機(jī)錘軸組件在設(shè)計(jì)中有不合理的地方，現(xiàn)針對(duì)這些地方進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。

1 PLM1000破碎機(jī)

PLM1000破碎機(jī)由破碎槽體、主架體、破碎架體、錘軸總成、傳動(dòng)裝置、噴霧裝置和潤(rùn)滑系統(tǒng)等部分組成。

老式錘軸組件裝配在破碎腔體內(nèi)，固定在錘軸上的大皮帶輪與電機(jī)輸出端的小皮帶輪通過(guò)三角帶聯(lián)接，從而傳遞動(dòng)能，另一側(cè)為裝配盲端。由于錘軸組件需要長(zhǎng)時(shí)間的高速運(yùn)轉(zhuǎn)，因此錘軸組件需要組裝后配合其他零部件做整機(jī)動(dòng)平衡試驗(yàn)，所以在運(yùn)輸和再度安裝時(shí)不宜再進(jìn)行分解，以免因?yàn)槭Ш庖饛?qiáng)烈震動(dòng)影響錘軸組件的使用壽命。但在使用過(guò)程中，由于井下工作面換向，鑒于錘軸旋轉(zhuǎn)的方向性要求，不能整體換向，而錘軸為非對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)，換向時(shí)需要從大皮帶輪、錐形漲套、軸承、迷宮、錘體依次拆卸(如圖1所示)，其中錐形漲套、錘體斜鍵拆卸還需要專(zhuān)業(yè)工具，解體后重新裝配，解體和裝配現(xiàn)場(chǎng)操作比較困難，且不能保證動(dòng)平衡，給井下生產(chǎn)作業(yè)帶來(lái)巨大不便。為此，設(shè)計(jì)了一種新式錘軸組件以解決換向難題。

圖1 PLM1000老式錘軸組件

新式錘軸組件設(shè)計(jì)為對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)，兩側(cè)全部選用現(xiàn)有錘軸組件大皮帶輪側(cè)結(jié)構(gòu)(如圖2所示)，這樣兩端都可作為輸入端，當(dāng)一側(cè)大皮帶輪作為輸入端，則另一側(cè)大皮帶輪作為配重端，工作面換向時(shí)只需轉(zhuǎn)換電機(jī)在架體頂部的聯(lián)接方向，不需解體和重新裝配，這樣既能保證整機(jī)的動(dòng)平衡，又可以節(jié)省勞動(dòng)時(shí)間。新式錘軸組件設(shè)計(jì)為對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)也可以解決單側(cè)偏重問(wèn)題，極大程度上維持了動(dòng)平衡。該新式結(jié)構(gòu)降低了井下勞動(dòng)強(qiáng)度、提高了安裝效率、減少了安全風(fēng)險(xiǎn)。

2 PLM3500破碎機(jī)

PLM3500型順槽用破碎機(jī)主要由破碎底槽、傳動(dòng)部、破碎架、主架體、錘軸組件、蓋板、墊板、出入口擋板和噴霧裝置等組成，主要部件之間均采用非金屬嵌件鎖緊螺母進(jìn)行緊固，提高了安全可靠性；底板為獨(dú)立結(jié)構(gòu)件，采用螺栓與底槽聯(lián)接，可在磨損后進(jìn)行更換。錘軸組件整體安裝在主架體中間部位，和調(diào)高墊板等與破碎底槽固定在一起。

老式錘軸組件為對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)，由軸、緊固螺母、軸承座、軸承蓋、軸承、迷宮壓板、錘體、錘頭組成，如圖3所示。在傳動(dòng)裝置聯(lián)接側(cè)裝有聯(lián)接盤(pán)，與減速器的聯(lián)接盤(pán)通過(guò)彈性塊連接，從而獲得動(dòng)力。錘體上裝有10個(gè)錘頭，其中8個(gè)是兩兩對(duì)稱(chēng)單獨(dú)分布在錘體周圈，剩下2個(gè)是并排裝在錘體中央，這樣錘軸組件中間部分可以有很好的破碎能力。但是在使用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)破碎能力還是不太理想，錘頭損壞率較高，需要時(shí)常更換錘頭，破碎后的塊率較大，后期還需要再破碎，影響了生產(chǎn)效率。為此，設(shè)計(jì)了一種新式錘軸組件以解決此難題。

圖2 PLM1000新式錘軸組件

圖3 PLM3500老式錘軸組件

新型錘軸組件通過(guò)改變錘體結(jié)構(gòu)使它可以裝12個(gè)錘頭，分3層，每層4個(gè)，均布在錘體周圈。其中兩層，兩兩組合在一起成為一個(gè)大錘頭，對(duì)稱(chēng)布置于錘體兩側(cè)；剩下一層，4個(gè)錘頭組合在一起，成為一體結(jié)構(gòu)，布置在錘體中間位置，如圖4所示。這樣設(shè)計(jì)的好處是將之前的單個(gè)布置變成兩兩組合，中間利用率最高的位置設(shè)計(jì)成4個(gè)錘頭組合為一體結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)了破碎強(qiáng)度和破碎能力，降低了錘頭的損壞率和井下勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了安裝效率，減少了安全風(fēng)險(xiǎn)。

圖4 PLM3500新式錘軸組件

3 結(jié)語(yǔ)

PLM1000與PLM3500這兩種型號(hào)是最常用的兩種破碎機(jī)，而錘軸組件是破碎機(jī)的核心部件，使用中受沖擊力率高，拆裝不便。經(jīng)過(guò)此次的優(yōu)化設(shè)計(jì)，可以很好地提高破碎機(jī)的使用效率，間接提高生產(chǎn)效率。該設(shè)計(jì)理念先進(jìn)，符合現(xiàn)階段煤炭企業(yè)的發(fā)展要求。