淺析蘇阿皮蒂項目人工砂石骨料加工系統(tǒng)設(shè)備故障分析及處理

牟進國 胡海強

摘?要：砂石骨料--在建工程中必不可少的重要材料，占水工建筑物混凝土的85%左右，有建筑施工的“糧倉”之稱。在水利樞紐施工主體中，砂石骨料加工系統(tǒng)是否按設(shè)計產(chǎn)能穩(wěn)定運行，將對工程施工進度、混凝土澆筑質(zhì)量和投入成本控制產(chǎn)生至關(guān)重要的影響;要保證生產(chǎn)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行，提高設(shè)備安裝階段質(zhì)量的控制，加強設(shè)備運行和維護，通過系列措施降低故障發(fā)生的概率是關(guān)鍵。本文主要結(jié)合幾內(nèi)亞蘇阿皮蒂水利樞紐項目承建的大型人工砂石生產(chǎn)系統(tǒng)在調(diào)試運行過程中出現(xiàn)的故障進行原因分析，結(jié)合當(dāng)?shù)噩F(xiàn)狀制定切實可行的處理方案，確保項目砂石骨料生產(chǎn)系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行，保障了項目混凝土生產(chǎn)需求，可供參考。

關(guān)鍵詞：砂石加工;設(shè)備故障;分析;處理

幾內(nèi)亞蘇阿皮蒂水利樞紐項目是西非幾內(nèi)亞共和國孔庫雷河梯級開發(fā)的第二級水電站，距離首都科納克里約135km。本工程等別為Ⅰ等，工程規(guī)模為大（1）型，擋水壩為碾壓混凝土重力壩?；炷翝仓偭考s360萬m?，需生產(chǎn)粗、細成品骨料937萬噸，砂石骨料均來自母巖為輝綠巖的石料場。

工程建設(shè)所用混凝土骨料由人工砂石加工系統(tǒng)生產(chǎn)，生產(chǎn)的骨料品種規(guī)格分別是大石（40mm-80mm）、中石（20mm-40mm）、小石（5mm-20mm）、常態(tài)砂和碾壓砂（0mm-5mm），砂石加工系統(tǒng)距離石料場約1公里，輝綠巖實測密度及抗壓強度見表1.

1?砂石骨料加工系統(tǒng)

1.1?加工工藝

骨料加工系統(tǒng)設(shè)計主要以生產(chǎn)三級配碾壓混凝土骨料為主，可生產(chǎn)二級配混凝土砂石骨料，滿足不同工況時產(chǎn)品級配平衡需要;料源為輝綠巖開采料，要求毛料粒徑不大于800mm，且不允許含泥量較大的毛料進入砂石骨料加工系統(tǒng)。本系統(tǒng)加工工藝流程圖見圖1。

破碎：采用粗碎、中細碎、超細碎的破碎流程。

篩分：采用預(yù)篩分、第一篩分、第二篩分的篩分流程。

粗碎開路、第一篩分和中細碎閉路，生產(chǎn)中石（20mm-40mm）和大石（40mm-80mm）;第二篩分和超細碎閉路，生產(chǎn)小石（5mm-20mm）和細骨料（小于5mm）。

1.2 設(shè)備布置

砂石骨料加工系統(tǒng)主要設(shè)備見表2.

2?設(shè)備故障分析及處理方法

項目砂石加工系統(tǒng)建成投運后，也經(jīng)歷了對加工系統(tǒng)設(shè)備缺陷修復(fù)、不合理部位改造、各項指標(biāo)的反復(fù)調(diào)試等系列工作，通過缺陷處理、技術(shù)改造和運行調(diào)試項目總結(jié)了寶貴經(jīng)驗，保證了砂石骨料高強度連續(xù)生產(chǎn)需求，各年度混凝土生產(chǎn)目標(biāo)得以按期并超量完成，并創(chuàng)造了連續(xù)數(shù)月20萬方混凝土高產(chǎn)佳績。

2.1?顎式破碎機設(shè)備基礎(chǔ)問題及處理

粗碎車間顎破設(shè)備混凝土基礎(chǔ)橫梁設(shè)計抗承載能力不足、預(yù)埋基礎(chǔ)鋼板偏薄、且施工時混凝土澆筑不密實。設(shè)備運行一段時間后基礎(chǔ)混凝土松動，顎破設(shè)備運行顛簸、動作幅度偏大，導(dǎo)致設(shè)備在運行中出現(xiàn)過以下一系列問題：（1）顎破地腳螺栓斷裂;（2）顎破支腳減震墊損壞過快;（3）顎板間隙調(diào)整螺桿運行中斷裂;（4）加速飛輪支臂斷裂;（5）動、定顎板容易松動;（6）顎板張緊楔塊固定螺栓松動，造成張緊楔塊底部燕尾槽斷裂;（7）設(shè)備產(chǎn)能降低。造成上述故障問題的另一個主要因素是，當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)質(zhì)量較差，經(jīng)常性的停電、致使顎破設(shè)備頻繁非正常停機。

處理方法：制作鋼結(jié)構(gòu)橫梁，將原基礎(chǔ)鋼板和混凝土鑿除，將制作鋼梁與顎破鋼筋基礎(chǔ)固定牢固，澆筑C50混凝土（混凝土養(yǎng)護）、化灌處理縫隙，等強期結(jié)束后再使用顎破設(shè)備加工毛料。顎破設(shè)備基礎(chǔ)不穩(wěn)定帶來的損害巨大，各工程在設(shè)計和安裝時應(yīng)引起高度重視。

2.2?皮帶滾筒修復(fù)

骨料輸送皮帶的機頭、機尾都使用包膠滾筒，因摩擦程度的不同，滾筒損壞時間也不一樣，幾內(nèi)亞國家物資匱乏、海運周期長，項目在現(xiàn)場采用了卷筒鋼板卷制、現(xiàn)場包膠的方法有效的解決了該問題，確保輸送皮帶正常運行。

2.2.1 滾筒鋼管卷制包裹：鋼板卷制包裹的方法相對簡易，不做詳細說明;需注意的是接口焊接質(zhì)量和打磨處理，避免劃傷皮帶;投入使用后定期進行巡檢，發(fā)現(xiàn)異常后處理或更換。

2.2.2 現(xiàn)場滾筒包膠方法

2.2.2.1 打磨：滾筒表面殘物打磨干凈、表面粗糙度處理，膠條粘接面拉毛處理。

2.2.2.2 滾筒表面擦拭干凈，用清洗劑清洗、干燥，粘接膠條也清洗干凈、干燥。

2.2.2.3 粘接劑調(diào)制：按說明書調(diào)制粘接劑和固化劑，粘接劑隨用隨配置（廠家不同配比不同）。

2.2.2.4 涂刷粘接劑：分三次涂刷在滾筒表面，每次涂膠薄而均勻，使被粘物表面充分滲透，每便涂膠干燥不粘手時、在涂下一遍;將膠涂在處理過的橡膠表面（膠條搭接部位），每次涂厚控制在1mm。

2.2.2.5 膠板和滾筒粘接：待膠略有粘性但不附著指背時即可粘接膠板，按滾筒運行方向纏繞、橡膠錘敲打膠板、排出膠板和滾筒內(nèi)的氣泡，粘接牢固后，對邊緣修磨。

2.2.2.6 膠板接縫處理：將橡膠板接縫處進行打磨，用清洗劑清洗干燥，膠條涂膠后迅速倒入接縫處刮平，對邊緣進行打磨清理。

2.2.2.7 將橡膠板接縫處進行打磨，用清洗劑清理表面、干燥;在膠條表面涂刷底漆，晾曬幾分鐘;將配好的粘接膠迅速倒入接縫處刮平，并對邊緣進行打磨清理。

2.2.2.8 粘接等強：粘接后用麻繩順滾筒旋轉(zhuǎn)方向進行纏繞，確保膠粘接強度;一般粘接后24小時后即可使用。

上面闡述的二種滾筒現(xiàn)場修復(fù)工藝簡單、易操作、經(jīng)濟性強，對于物資保障難度大的工程，更加適用;項目在承建時，可根據(jù)產(chǎn)能需求考慮該修復(fù)方法的原材料，避免出現(xiàn)損壞后無替代產(chǎn)品。滾筒的磨損很大程度上與皮帶自身粘帶的砂子細顆粒有關(guān)，在機頭和機尾加裝清掃器是必要的，長距離的輸送皮帶在中部位置也應(yīng)安裝清掃器，以減少對托輥和滾筒的損傷。

2.3?圓錐破碎機設(shè)備故障及處理

圓錐破碎機設(shè)備主要功能是處理半成品和各級成品料的超徑石，同時根據(jù)粗骨料情況，隨時調(diào)節(jié)生產(chǎn)不同級配的骨料生產(chǎn)量。在運行中出現(xiàn)過鎖緊螺母斷裂和絲牙損壞、銅瓦燒損和鎖緊缸漏油狀況。鎖緊螺母絲牙損壞和斷裂見附圖2、3

2.3.1 ?鎖緊螺母斷裂、絲扣損壞

原因分析：（1）動錐體襯板安裝面磨損導(dǎo)致的，動錐體安裝面磨損導(dǎo)致與動錐襯板配合不緊，破碎機工作時，襯板運轉(zhuǎn)時破碎所帶來的摩擦力是巨大的，襯板帶動鎖緊螺母，1）若鎖緊螺母無法承受巨大的扭矩，鎖緊螺母斷裂;2）若鎖緊螺母絲牙與動錐體絲牙之間相互撬動，則導(dǎo)致絲牙損壞。（2）動錐體安裝鎖緊螺母處螺紋損壞，導(dǎo)致鎖緊螺母無法緊固在動錐體上，同上（1）理由也會造成鎖緊螺母的扭斷。（3）破碎機斷斷續(xù)續(xù)給料，破碎機動錐帶料或者不帶料運動軌跡為正反轉(zhuǎn)運動，如果破碎機分料盤或者頂部螺母焊接處磨損較大，有物料灰塵進入螺紋處，反復(fù)的正反轉(zhuǎn)運動很快就能將螺紋磨損嚴(yán)重。下附圖4，鎖緊螺母結(jié)構(gòu)布置圖。

處理方法：鎖緊螺母出現(xiàn)斷裂，重新更換鎖緊螺母即可;若鎖緊螺母絲扣損壞，將造成動錐總成不能繼續(xù)使用，造成的成本損失較大。若施工現(xiàn)場有立車床可加工錐體螺紋處，然后嵌入螺絲套進行處理。幾內(nèi)亞國家加工能力差，結(jié)合設(shè)備鎖緊螺母和動錐端頭螺紋絲扣尺寸，項目重新定制了鎖緊螺母，將鎖緊螺母長度加長120mm（前段損壞絲扣不在使用），避免了整套動錐總成的浪費。圖5動錐體螺紋及磨損。

因此，對于圓錐破碎機而言，動錐襯板每次在更換時，一定要注重動錐體表面的檢查，磨損嚴(yán)重要進行處理，確保動錐襯板安裝質(zhì)量;同時，運行中要確保給料均勻，嚴(yán)禁斷斷續(xù)續(xù)或空轉(zhuǎn)，這樣才能保證破碎機的安全穩(wěn)定運行。

2.3.2 銅套燒損及鎖緊缸漏油

原因分析：設(shè)備運行中空轉(zhuǎn)時間過長、回油溫度較高、過鐵、排料間隙偏小、過載、斷續(xù)給料、回油網(wǎng)堵塞，這些原因到會造成圓錐破碎機各類銅套損壞及燒損;除鎖緊缸密封件自身問題和潤滑油問題外，上述的問題也會導(dǎo)致鎖緊缸漏油。

本文不在闡述出現(xiàn)銅套燒損及鎖緊缸漏油的處理方法，主要提醒用戶一定要注重圓錐破碎機設(shè)備正確使用、定期檢查和維護。設(shè)備“過鐵”問題是每個砂石加工系統(tǒng)比較難解決的問題，一是，勤對料場進行檢查，發(fā)現(xiàn)鐵屑物件及時清理;二是，皮帶上指派專人監(jiān)管，安裝除鐵裝置。

2.4?輸送皮帶損傷及控制方法

原因分析：皮帶的損傷有多種可能，石塊或尖銳物體卡在某個位置將運行中的皮帶劃傷甚至撕裂，托輥磨損或跑偏可直接或間接的對皮帶造成損傷，滾筒磨損也會造成皮帶的劃損，皮帶上自粘的砂顆粒也是損傷自身的主要因素，有效解決和延長皮帶使用壽命，是工程降本增效的有效途徑。

控制方法：降低皮帶損傷可采取如下措施，（1）加強皮帶桁架和托輥的安裝質(zhì)量;（2）選用質(zhì)量較好的托輥和滾筒產(chǎn)品;（3）合理布設(shè)下料關(guān)系，降低骨料對皮帶下料沖擊;（4）皮帶下料口托輥數(shù)量應(yīng)足夠，該區(qū)域嚴(yán)禁撒料或彭料;（5）皮帶在空載和重載調(diào)試時，對托輥和皮帶之間的關(guān)系進行調(diào)整;（6）骨料輸送嚴(yán)禁超負荷運行;（7）運行皮帶安裝除鐵器、清掃器、電流檢測設(shè)備、緊急制動裝置等;（8）加強運行監(jiān)護，定期檢查和維護。

3?經(jīng)驗小結(jié)

砂石骨料加工系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行對工程進度而言意義重大，結(jié)合項目運行管理經(jīng)驗，總結(jié)了砂石加工系統(tǒng)安裝和運維中的幾點注意事項：

3.1?受料坑設(shè)計尺寸、料坑結(jié)構(gòu)及框架混凝土強度應(yīng)合理，必要時安裝抗磨鋼板;毛料傾斜角度盡量減少沖擊擋墻，避免受料坑損壞。

3.2?爆破毛料粒徑應(yīng)小于破碎機工作范圍能力，否者會影響破碎機工作能力，半成品料粒徑應(yīng)盡量控制，降低對皮帶、鋼構(gòu)架的沖擊傷害。

3.3?合理調(diào)節(jié)各部位落料關(guān)系，避免彭料、堵料、料鋪攤不均勻等狀況，所引起的相關(guān)故障及降效事件發(fā)生概率。

3.4?設(shè)備基礎(chǔ)、桁架基礎(chǔ)及鋼構(gòu)架設(shè)計和安裝質(zhì)量應(yīng)得到保證。

3.5?皮帶運行應(yīng)設(shè)置必要的防護和保護裝置，要保障設(shè)備和人身安全。

3.6?設(shè)備的正確使用，定期的檢查和維護，是保證系統(tǒng)安全運行的前提，應(yīng)必須嚴(yán)格執(zhí)行。

4?結(jié)語

蘇阿皮蒂水利樞紐項目是幾內(nèi)亞國家最大的水利發(fā)電工程，項目投產(chǎn)發(fā)電后可直接解決當(dāng)?shù)赜秒姸倘眴栴}，部分電能還可輸送至周邊國家創(chuàng)造效益，建成后的意義重大而深遠。砂石系統(tǒng)骨料生產(chǎn)作為工程“糧食”的制造者，是工程按期完成的前提保障，目前工程進展順利、設(shè)備運行狀況良好，圓滿完成任務(wù)目標(biāo)曙光在望。

參考文獻：

[1]任軍. 大壩砂石料加工系統(tǒng)設(shè)備安裝技術(shù)[J]. 新型工業(yè)化， 2018， 8（12）：57-60.

[2]劉勇. 江坪河水電站砂石骨料加工系統(tǒng)優(yōu)化改造[J]. 水電與新能源， 2018（5）.

[3]璜時得產(chǎn)品輸送帶修補材料使用說明書.

[4]梁 睿.輸送帶撕裂故障的原因分析及改造措施[A]冶 金 叢 刊，2014.4（2）：24-25

[5]萬永貴.帶式輸送機的結(jié)構(gòu)及常見故障分析[B]機械研究與應(yīng)用，2010.9.5：125-126

作者簡介：牟進國，男，工程師，主要從事工程施工技術(shù)與管理方面工作;

胡海強，男，主要從事砂石加工系統(tǒng)技術(shù)工作。