VS1500立軸沖擊式破碎機設計與故障分析

曾慶水，洪 波，柳逢春，熊林超

（南昌礦山機械有限公司，江西 南昌 330004）

立軸沖擊式破碎機廣泛應用于石料生產中細粒級骨料的整形和人工砂制造，金屬和非金屬礦山用于替代傳統擠壓式破碎機的細碎作業，水泥生產用于磨碎流程中的預磨作業。能大量降低能耗，再生利用行業中的玻璃的粉碎。本文從立軸沖擊式破碎機工作原理入手，介紹了結構及其設計過程，并分析了設計的破碎機可能潛在的故障。

1 工作原理

立軸沖擊式破碎機主要有上部、中部破碎腔、轉子體及下部機體組成。工作時，由上部進入轉子的石料在離心力作用下，從分料盤出來，沿料墊向外高速拋射的石料與破碎腔的鐵砧碰撞（石打鐵腔型），或與石料內襯（石打石腔型）碰撞。同時高速的運動使石料處于懸浮狀，從而發生相互碰撞。石料一離開轉子出口就會發生碰撞，石料和石料之間的直接高速碰撞和間接的撞擊和磨擦，可以方便有效地使其尺寸更小、形狀更好。破碎腔內這種獨特破碎和研磨動作，以每秒數千次地進行著，以生產出優質的物料。

2 VS1500破碎機結構簡介

圖1 VS1500破碎機結構

3 VS1500結構及工作參數設計

3.1 轉子結構主要參數確定

（1）轉子直徑。轉子直徑和最大給料粒度存在一定的關系，一般給料粒度越大，葉輪直徑越大。它們之間的計算公式[1]如下：

式中D-轉子直徑，mm；K-系數；dmax-最大給料粒度，mm。

（2）轉子的流道板數目及角度。綜合考慮磨損和轉子尺寸大小等因素，對開式轉子采用徑向流道板，閉式轉子采用向前流道板為宜。而流道板的安裝角從理論上講以45°～46°最佳。轉子出口數與出口長度有關，一般保證出口處長度必須大于兩倍的最大給料粒度。另流道板數目可用下面經驗公式[1]求得：

式中k1-充填系數，時，，每增加0.2，k1遞增1；k2-修正系數，D=1m時，k2=1，D每增加0.2m，k2遞減0.1。

3.2 破碎機性能參數計算

（1）轉子速度計算。轉子速度越大，處理能力越大，產品粒度越細，同時轉子磨損越快。因此轉子有一個合適轉速。根據經驗轉子切線速度v(m/s)推薦為50m/s～85m/s，故通過下式[1]得轉子轉速n(rpm)：

（2）處理能力及電機功率計算。處理能力與物流密度，出口數，轉子直徑和速度有關。在轉子直徑、轉速一定的條件下，轉子物流量與功率成正比，當物料流動性增加，流量一定時，功率消耗減少。設備處理能力Q、電機功率P(kW)和能耗q存在如下關系[1][2]：

3.3 設計結果如下

結構設計過程略，結構如圖1所示，設計參數如下表：

表1 VS1500設計參數

4 新設計潛在故障分析

考慮到工況、使用環境和設備運行等原因，立軸式破碎機在使用過程中，可能會出現一些故障，我們從立軸破的設計角度和現場經驗等情況，給出立軸式破碎機出現故障的一些可能。

4.1 電流值

電流值高的原因：給料量過大；破碎腔或機座過度積料；出料口堵塞；電氣問題。措施：調節給料量；清理機座上物料；檢查電氣設備。

電流值低的原因：給料量小；皮帶打滑；電氣問題。措施：調節給料量；張緊皮帶；檢查電氣設備。

電流值不穩定的原因：對雙電機的破碎機，可能皮帶張緊不正確；電氣問題。措施：檢查轉子體的石料襯；檢查皮帶張力；檢查控制線路。

4.2 噪音水平

噪音升高的原因：軸承損壞；皮帶打滑；破碎腔中襯料被沖刷；給料筒與轉子體相磨擦。措施：檢查軸承；檢查皮帶張力；重新生成石襯；檢查三爪分料斗和轉子體間隙。

4.3 振動大

原因：振動加劇，可能設備安裝不水平；下部法蘭面水平誤差續大于3mm～5mm；磨損件或轉子磨損不均；由于轉子非均勻襯料，造成轉子不平衡；減振塊失效；轉子或皮帶輪錐形脹套變松；軸承損壞。措施：檢查轉子體、減震塊、皮帶輪和軸承；檢查中部底板平面的水平。

4.4 轉子及頂耐磨板磨損

頂耐磨板磨損原因：直接沖擊到轉子。措施：應調節給料斗中心開口合適，使入料處于積滿下料狀態，另調節中心孔大小和溢流門高度。

轉子磨損原因：拋料頭更換太遲。措施：須在磨損限量范圍內進行更換。

4.5 鐵砧換裝困難或磨損不均勻

換裝困難原因：鐵砧與支架間進入物料。措施：向鐵砧和支架間加入黃油。

磨損不均原因：給料不均勻，磨損嚴重。措施：檢查物料流，然后在整個，進料口的寬度內平均分配物料，換裝鐵砧。

5 結語

本文從立軸沖擊式破碎機工作原理入手，介紹了結構及其設計過程，并分析了設計后新結構可能潛在的故障。設計過程及潛在故障分析，為立軸沖擊式破碎機設計研究提供了一定的理論參考。