旋回破碎機的優化改造*

裴星剛，劉耀光

(內蒙古包鋼鋼聯股份有限公司 巴潤礦業分公司，內蒙古 包頭 014080)

1 引 言

巴潤礦業公司是包鋼的主要原料生產基地之一，選礦廠粗破碎系統采用美卓礦機的MK-II54-75型旋回破碎機，年處理原礦1 000萬噸原礦以上。該破碎機是選廠的關鍵設備，其運行狀況直接影響全廠生產。隨著巴潤礦業公司5S管理的推進，對現場文明生產程度要求越來越高，粗破碎作業現場兩項主要污染源來自一次安全閥泄壓噴油和橫梁密封的漏灰污染。同時由于破碎機附屬設施的設計缺陷，緩沖倉襯板的異常磨損及翻車擋墻的損壞是影響粗破碎系統正常生產的主因。另外，翻車擋墻及緩沖倉襯板等易故障點維修時間長，檢修質量要求高，一旦發生襯板等非破碎物的脫落將對破碎機造成嚴重破壞。所以對緩沖倉襯板和翻車擋墻護板實施改造刻不容緩。

2 設備參數

旋回破碎機的原理是利用破碎機動錐在定錐腔中的旋回運動，在動錐襯板與定錐襯板間對物料產生擠壓、劈裂和彎曲作用實現物料的最終破碎[1]。巴潤礦業公司選廠采用的MK-II54-75旋回破碎機主要參數如表1所列。

表1 MK-II54-75旋回破碎機主要參數

3 改造方案

3.1 安全閥的改造

MK-II54-75旋回破碎機液壓系統裝有平衡缸，當破碎腔中有大量礦石時，有時會推動主軸向上快速運動，好像“跳躍”一樣。平衡缸保證主軸跳升時活塞隨主軸一起上升，以使主軸能容易的恢復到初始位置[2]。系統共有兩個750PSI一次安全閥安裝在與平衡缸連接的MPS供油管線中。如圖1所示。

圖1 一次安全閥改造結構圖

當液壓系統中壓力過高時，兩個安全閥可快速放空釋放壓力[3]。在嚴重過鐵情況下，安全閥可快速降低主軸。在實際使用中，破碎機襯板使用到后期，過載現象出現的情況較多，過載造成液壓系統超出安全設定壓力，安全閥打開噴油，油液直接噴灑在破碎機周圍及設備上，對設備及周圍的環境造成極大影響。由于一次安全閥是破碎機的自我保護裝置，為此改造必須在不改變安全閥功能的前提下進行，通過在安全閥出口處安裝管路外接一個泄油油箱，出現過載時，突然瀉出的油液通過管路進入油箱，操作人員可通過油箱內的油量變化情況，判斷安全閥是否打開噴油，同時油箱內收集的油可以實現回收在利用。

3.2 橫梁密封的改造設計

現代企業要求作業環境較高，但巴潤礦業公司旋回破碎機橫梁圈結構[4]與混凝土基礎位置漏灰、漏礦，造成現場作業環境惡劣，嚴重影響工人身心健康及文明生產，為此研究設計了一種重型鑄造密封，有效的解決了該問題。圖2為鑄件密封結構圖，圖中上半部分為未安裝鑄件密封前，縫隙處采用堵塞、膠粘等方法密封，效果不理想，且保持密封效果難以長期保持。圖2中下半部分為設計改造后的密封，整圈鑄件分為四段，每段間采用階梯式配合，使鑄件密封直接安裝于破碎機橫梁與基礎之間，在鑄件密封下部鋪設橡膠皮，基本杜絕了粉塵和礦石的滲漏。該密封位于破碎機橫梁護板[5]上方，但整體重量卻集中在混凝土基礎上，對破碎機的運行不產生影響，同時減輕了礦石進入破碎腔時對護板的沖撞、磨蝕，延長了護板的使用壽命，從而降低備件更換成本，對企業降本增效有著積極意義。

圖2 鑄件密封結構圖

3.3 緩沖倉襯板的改造

選礦廠內為了調節各生產環節之間的生產波動，提高設備作業率以及外部運輸作業的要求，設置了各種貯礦設施[5]。與旋回破碎機配合的貯礦設施是粗破碎緩沖倉，有效容積273 m3，貯存時間為0.3 h。緩沖倉的主要磨損部件為緩沖倉襯板，尤其是位于旋回破碎機排礦口附近的約30 m2襯板磨損尤為嚴重。該位置的襯板由于處于直接受礦石沖刷的位置，連續運轉120 h即需要對磨損嚴重的襯板進行補焊或者更換，每次檢修需要12 h，同時焊接件焊縫一旦出現磨損，極易造成襯板脫落，脫落的襯板將對破碎下游破碎機造成嚴重的破壞。針對這種情況，設計了一種懸掛式襯板，該型襯板分為2部分，一部分為帶楔形的直接焊接于緩沖倉倉壁上，另一部分懸掛在楔形襯板上，磨損到限后直接更換即可，更換一塊時間僅為0.5 h。圖3為該型襯板簡圖。

圖3 懸掛式襯板結構簡圖a.b.母襯板 c.懸掛襯板

3.4 卸礦口擋墻的長壽化設計

巴潤礦業公司原礦由東西采場通過汽車運到粗破碎，設計粗破碎機給礦量Q=3030.30 t/h，給礦粒度1 200～0 mm，排礦粒度250～0 mm，松散密度為2.28 t/m3，設計排礦口e=175 mm，設計選取生產能力：Q= 4 300 t/h。運礦汽車使用的是108電動輪，輪胎整體高度超過2 m，卸礦口必須設置擋墻來確保卸礦安全，但由于卸礦車的沖撞及礦石的沖刷，設計采用的普通混凝土擋墻短期出現了損壞嚴重。通過將擋墻用鋼板包裹的辦法來減輕擋墻的損壞，但仍然不能徹底解決，甚至鋼板脫落造成生產中斷，造成設備損傷，經不斷改進實驗，基于該種作業形式，設計一種擋墻保護結構，在擋墻用鋼板全部包裹的基礎上，在擋墻與車輪接觸面及擋墻地面附近鋪設鋼板，并在鋼板倆側布置三角形拉筋，所有接觸位置滿焊。該種布置大大減輕了擋墻的損壞，基本實現了長期使用，降低了維修費用，為安全生產提供了保障。粗破碎擋墻布置形式及擋墻改造前后的包裹形式如圖4所示。

圖4 粗破碎擋墻布置形式及擋墻改造前后的包裹形式a.粗破翻車效果圖 b.改造前(左)后(右)擋墻包裹形式

4 改造后運行效果

經過對MK-Ⅱ54-75旋回破碎機安全閥及其橫梁密封設施的改造，大大改善了作業現場的環境，降低崗位工人的勞動強度；通過對緩沖倉襯板和翻車擋墻護板的改造，提高了使用襯板、護板的使用壽命，減少了維修投入，降低了系統故障率，對發揮破碎機的臺效起到了重要作用。

參考文獻：

[1] 高 強,張建華.破碎理論及破碎機的研究現狀與展望[J].機械設計，2009(10):72-75.

[2] 華 靖.MK-II 50-65旋回破碎機的特點及運行維護[J].礦業工程,2006,4(2):44-45.

[3] 張松波，劉亞東.機械式旋回破碎機改為液壓式旋回破碎機的探討[J].中國鉬業，2000(2)：50-51.

[4] 邱靜雯,郭文哲,付曉蓉.國內外大型液壓旋回破碎機的發展現狀[J].金屬礦山,2013(7)：129-130.

[5] 許文華.PXZ1200液壓旋回式破碎機橫梁結構優化設計研究[J].機械設計與制造,2008(7):33-35.

[6] 王迺林．選礦設計手冊[J].北京：冶金工業出版社,1990.