塔山選煤廠5/180CC雙齒輥初級篩分破碎機優化研究

夏 煬

（大同煤礦集團大地選煤工程有限責任公司塔山選煤廠，山西 大同 037001）

1 概 述

塔山煤場目前投入應用三臺5/180CC型破碎機，在半年多的時間里，因該型破碎機傳動裝置故障導致的停產有5 次。而破碎機底槽板作為易損件，由于性能問題，磨損度很高，更換頻率也直接影響了設備的正常運行效率。另外該型破碎機的潤滑系統由于結構問題，更換潤滑油的頻次較高，防塵系統的防塵效果也有待提升。

2 5/180CC 型篩分破碎機優化

5/180CC 型是中心距固定的雙齒棍軸內旋轉式篩分破碎機，齒輥軸中心距為500 mm，齒輥軸長度為1800 mm，利用截齒將處在兩齒輥軸之間的物料進行破碎。5/180CC 型破碎機的破碎腔上方接受來料，通過兩齒輥上的破碎截齒向內相對咬合破碎得到所需的出料粒度。5/180CC 型篩分破碎機技術參數見表1。

（1）傳動裝置的優化

5/180CC 型篩分破碎機采用的傳動裝置方式為懸臂支撐式，具體結構示意圖如圖1。懸臂支撐式傳動結構主要通過固定在懸臂短軸組件上的V 形帶輪，依靠傳動電動機提供動力實現動力傳送，助力破碎機齒輥軸轉動破碎進料。

當前采用的懸臂支撐式傳動裝置雖然能夠滿足破碎機的動力傳動需求，但在正常工作中，傳送帶傳送動力帶動V 形帶輪運動，傳送帶受到的沖擊力和張力會周期性的變化，使得懸臂支撐傳動裝置的固定結構懸臂短軸受到作用力也會不斷變化，在達到一定運行時間后，短軸組件會出現一定程度的變形，導致軸承及密封機構的失效，尤其是在破碎機連續運行時，該類故障的發生率非常高。懸臂支撐式的結構特點是故障出現的主要原因，為此，項目組重新設計優化了傳動裝置結構，由原來的懸臂支撐式優化為雙支撐式傳動結構。優化后的傳功裝置結構示意圖如圖2。

表1 5/180CC 型篩分破碎機技術參數表

圖1 5/180CC 型篩分破碎機懸臂支撐式傳動裝置示意圖

雙支撐式傳動裝置結構實際上是在V 形帶輪的兩側分別安裝了固定于破碎機外罩上的左右軸承座，將原來的因傳動引起的受力不平衡結構結合成一個相對的剛性結構，降低出現受力不平衡時的傳動結構短軸組件的變形度，避免由于結構彎曲變形產生的密封結構失效等問題。優化后的雙支撐式傳動結構，能夠大大提升5/180CC 型篩分破碎機傳動裝置的結構穩定性。

（2）槽底板結構的優化

針對槽底磨損度高、更換頻率高的問題，項目組采用定量計算的方法來分析槽底受力。5/180CC型篩分破碎機齒輥軸轉速為50rpm，帶動的輪節圓的直徑為1120 mm，通過以下公式可以計算破碎錘頭端部在額定功率下的線速度：

式中：v 代表破碎錘頭端部工作時的線速度，m/s；r轉代表齒輥軸轉速，rpm；D 代表輪節圓的直徑，mm。

通過計算，5/180CC 型篩分破碎機破碎錘頭端部工作時的線速度為2.9 m/s，也就是說在破碎機正常工作時，錘頭線速度約為3 m/s 的速度沖擊塊狀煤或塊狀矸石。由于較高的線速度，錘頭下方的槽底板受到的摩擦力和沖擊力也較其他部位更大，導致了槽底板磨損度高。5/180CC 型篩分破碎機槽底板采用一體化設計，在某一部位出現磨損程度高時，只能進行整體更換，增加了耗材成本。項目組對槽底板結構進行了優化，采用了分體化結構，將錘頭處槽底板的厚度由4.5 cm 增加到了7.5 cm，材質也由原來的Q345 碳鋼改為了硬度值為450HRC 的合金鋼板，極大地降低了槽底板的更換頻率和更換成本。

（3）潤滑裝置及除塵裝置優化

5/180CC 型篩分破碎機潤滑裝置原為定點潤滑系統，即每一個潤滑點都有專門的控制系統，各控制系統獨立工作。該潤滑系統雖在理論上具有一定的先進性和高效性，但在實際系統運行中，弊端很明顯，主要表現在：獨立的潤滑系統需要設備操作人員對各潤滑系統的存油情況進行記錄、觀察和保養，費時費力，經常出現由于檢查維護不到位使得某一潤滑系統缺油的情況發生；其次獨立的潤滑系統故障風險高，故障發生率高。項目組成員將定點潤滑系統改造為集中潤滑系統，通過手動潤滑油泵的增設來實現整機集中供油（圖3），有效解決了定點潤滑系統帶來的問題，且經過記錄對比，手動潤滑系統的潤滑油消耗率比定點潤滑系統高了約3%，耗油性在可接受程度范圍內。針對除塵效率低的問題，項目組在破碎機入料口增加了噴霧降塵裝置，實現了降塵目的。

圖3 5/180CC 型篩分破碎機優化后的集中供油系統

3 5/180CC 型篩分破碎機優化后效果分析

目前優化后的5/180CC 型篩分破碎機投入運行已經約3 個月，傳動裝置故障發生次數為零次；槽底板磨損更換頻率由原來的400 Mt 過料量增加到了現在的720 Mt，且只需更換錘頭底部槽底板部件即可；潤滑油系統故障發生次數為零次，有效提升了破碎機的運行穩定性。項目組還對優化后的5/180CC型篩分破碎機入料和排料粒度進行了對比分析，以分析優化后的破碎機主功能滿足使用要求。優化后的5/180CC 型篩分破碎機入排料曲線圖如圖4。

圖4 優化后的5/180CC 型篩分破碎機入排料曲線圖

4 結語

塔山選煤廠對5/180CC 型篩分破碎機應用中出現的傳動裝置故障發生率高、槽底板磨損更換頻率高以及潤滑系統不合理等問題進行了專項研究，分別采取了優化措施，極大提升了破碎機的運行穩定性。經過應用驗證，傳動裝置3 個月未發生故障，槽底板磨損更換頻率由原來的400 Mt 過料量增加到了現在的720 Mt，而優化后集中潤滑系統操作簡單，故障風險點減少。