HP500破碎機定錐襯板脫落原因分析及解決方法

鄒孝勝

摘要:針對HP500圓錐破碎機定錐襯板突然掉落事件,分析發生此次故障成因,并對解決方法進行總結。

關鍵詞:適配環定位銷斷裂

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

因原有沈陽重型機械廠生產的7FT短頭型圓錐破碎機存在故障率過高,維修困難、自動化程度不高、調節能力不足等諸方面不利條件,我礦于2007年決定引進安裝高效率、高性能的美卓HP500圓錐破碎機。該機各方面性能穩定,自安裝投產以來,總體運行情況一直良好。

1HP500圓錐破碎機的工作原理為

HP500以層壓破碎理論為設計基礎。是通過電動機帶動三角皮帶、傳動軸、小錐齒輪、大錐齒進而帶動偏心銅套旋轉,破碎圓錐軸心線在偏心軸套的迫動下做旋轉擺動,從而使圓錐破碎機的動錐時而靠近又時而離開固裝在調整套上的定錐表面,散體礦石在破碎腔內呈多層分布時受壓破碎。在破碎機的生產實踐中,層壓破碎的概念指的是巖石顆粒的破碎不僅發生在顆粒與襯板之間,同時也大量發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顆粒層,將充分的破碎功作用于巖石顆粒群,充分發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短頭型破碎機在生產能力上的突出優點是可以擺脫完全依靠排礦口來控制出料粒級的情況,從而實現較大的進料粒度、較小的排料粒度和較大的處理能力,符合我礦實際生產需要。

2出現的問題:定錐襯板脫落墜入破碎腔

2010年10月18日3點19分,HP500圓錐破碎機在開動中出現定錐襯板脫落,墜入破碎腔現象。定錐襯板為該破碎機重要組成部件,作用是與動錐襯板共同構成破碎腔,在其中擠壓破碎礦石。停機后經檢查發現,起支撐定錐襯板作用的適配環上的四個定位銷全部斷裂。斷裂部位為適配環和定錐支撐接觸面處(圖2所示II位置處)。觀察適配環,發現其基本保持完好。該適配環和定位銷皆為生產廠家原機裝配,該部位日常檢查無法發現,且查找使用說明書,也沒有相關的要求和說明。因此自該破碎機機投產后未做過此部位的相關檢查。本次事件也是HP500安裝以來出現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。適配環用四個對稱分布的定位銷固定在定錐上,適配環上同樣對稱設置6個楔塊螺栓組合件,將整個定錐襯板支撐固定。定錐襯板與定錐間充填腔用環氧樹脂填充,起加強固定定錐襯板作用。因為該機破碎原理,在動錐旋轉擺動擠壓礦石時,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、楔塊與適配環的接觸,逐級傳遞到適配環上,這就使得適配環在與定錐的接觸面處產生了極大地剪切力,此力完全由固定適配環的四個定位銷承受,該定位銷同時也會受到不小的扭力的作用。因為給入礦石情況的變化和動錐運動特點,此處產生的剪切力、扭力的大小、方向無規律可循,在長期的變化的剪切力和扭力等的綜合作用下,四個定位銷終于達到疲勞極限,發生斷裂。失去定位銷固定的適配環在傳遞過來的推力等的作用下開始發生相對運動,其上的楔塊組件受其運動的影響,與定錐襯板法蘭的配合接觸面失穩,直接導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接觸點,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)。可見此接觸處對保持定錐襯板穩定的重要性。而此次襯板墜落正是因為適配環相對運動導致此接觸面失穩而引起。

4解決方法

查找使用說明書和HP500相關資料,皆沒有有關此種問題的記錄。若按照常規解決方法,只需從銷孔取出斷裂定位銷,按原定位銷尺寸、材料等參數重新加工四個定位銷復位即可,經此種方法處理后,定位銷受力情況與從前一樣,長時間開機承受變化載荷后,再此發生斷裂的可能性相對較大。為進一步降低再次發生此類事故的風險系數,經破碎工段與機電科技術人員研究商討決定,根據多年從事機械行業遇到的類似問題處理經驗,決定在保證不破壞適配環與定錐物理機械性能的前提下,適當增設4個楔口,加入壓塊,加強對適配環和定錐之間的固定作用。該楔口與原定位銷孔一樣貫穿聯通適配環和定錐。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(四個棱邊倒圓)。后經由機動部聯系相關廠家進行加工。按照計劃,所增設楔口在適配環上呈對稱分布,但加工時觀察發現,對稱開楔口會影響到原有楔塊螺栓總成的安裝與拆卸,遂根據實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。此新增定位點極大地分擔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于原定位銷子,即使在原定位銷再次發生斷裂的情況下,四方楔塊發生破壞的可能性極小。依然可以有效防止適配環發生相對運動。即防止再次發生定錐襯板脫落的現象。

5結語

本次襯板脫落事件為突發事故,在尋找不到相關解決資料和說明的前提下,工段和機電科能從實際情況出發,發揮多年從事機械行業所積累的經驗的作用,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驗素材。