淺談地下狹小空間內(nèi)旋回破碎機(jī)安裝及運(yùn)行技術(shù)

范 曉 亮， 侯 恩 元

(中國(guó)水利水電第七工程局有限公司， 四川 成都 610213)

1 概 述

大型旋回破碎機(jī)以其“生產(chǎn)能力大、單位能耗低、工作平穩(wěn)”[1]等良好的性能使其在砂石加工系統(tǒng)運(yùn)行使用中獲得較高的性價(jià)比，其運(yùn)行管理的高效性可以提高砂石加工系統(tǒng)生產(chǎn)保障性。但在地下狹小空間內(nèi)安裝使用大型旋回破碎機(jī)因空間狹小、通風(fēng)不暢、潮濕等因素影響，對(duì)設(shè)備的安裝、運(yùn)行維護(hù)較正常環(huán)境而言技術(shù)難度更大，要求更高。地下廠房及破碎機(jī)結(jié)構(gòu)見圖1。筆者依托楊房溝水電站上鋪?zhàn)訙仙笆庸は到y(tǒng)工程，開展大型旋回破碎機(jī)的安裝及運(yùn)行技術(shù)研究，介紹了一種地下狹小空間內(nèi)旋回破碎機(jī)安裝和運(yùn)行維護(hù)技術(shù)，保證其良好運(yùn)行，提高了設(shè)備保障率，降低了設(shè)備的安裝和運(yùn)行維護(hù)成本。

圖1 地下廠房及破碎機(jī)結(jié)構(gòu)圖

2 地下狹小空間內(nèi)旋回破碎機(jī)安裝技術(shù)

2.1 旋回破碎機(jī)安裝工藝流程

根據(jù)旋回破碎機(jī)結(jié)構(gòu)組成，并結(jié)合地下洞室內(nèi)現(xiàn)場(chǎng)情況，為保證其安裝合理、有序地組織好多個(gè)工種的施工作業(yè)，“各工種及各專業(yè)需按工藝要求在指定標(biāo)高位置上進(jìn)行各自的設(shè)備安裝”[2]，其“旋回破碎機(jī)安裝流程圖”[3]見圖2。

圖2 旋回破碎機(jī)安裝流程圖

2.2 旋回破碎機(jī)安裝技術(shù)

(1)下機(jī)架安裝。根據(jù)設(shè)計(jì)，設(shè)備吊裝時(shí)通過的預(yù)留孔(圓形)孔口直徑為4.6 m，而下機(jī)架螺栓孔對(duì)角線長(zhǎng)為4 m，導(dǎo)致下機(jī)架無法一次性水平垂直吊裝到位。且由于破碎機(jī)后期運(yùn)行時(shí)振動(dòng)力大，地腳螺栓易松動(dòng)，導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)位移，造成設(shè)備損壞等問題。為此其安裝方法如下：

①安裝前，根據(jù)“設(shè)備基礎(chǔ)的位置、幾何尺寸和質(zhì)量要求應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《鋼筋混凝土工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》的規(guī)定”[4]進(jìn)行基礎(chǔ)檢查，并采用墊板將基礎(chǔ)面找平，為破碎機(jī)安裝提供一個(gè)初平的基準(zhǔn)面。

②安裝時(shí)，為避免設(shè)備吊裝預(yù)留孔尺寸的限制，先以架體的水平軸安裝側(cè)為吊點(diǎn)，采用橋機(jī)將其呈傾斜狀吊起運(yùn)至基座面平放。再以其橫梁支撐為吊點(diǎn)，水平吊起并移動(dòng)至基準(zhǔn)面上，從而滿足下機(jī)架在空間限制下的快速、安全安裝。

③為滿足設(shè)備后期運(yùn)行安全需要，在進(jìn)行二次回填澆筑前，沿著下機(jī)架基座周圍增打了兩排25 mm的孔，孔間距約25 cm，并打入C25 cm的螺紋鋼，增加二次混凝土的強(qiáng)度，以保證運(yùn)行期內(nèi)基座回填混凝土不產(chǎn)生位移及裂縫。

(2)水平軸總成安裝。根據(jù)破碎機(jī)結(jié)構(gòu)，水平軸長(zhǎng)約1.5 m，重約500 kg，其中帶小齒一端(約1 m)插入下機(jī)架中與偏心套相連，因此安裝時(shí)為單端吊裝，難以保持平衡。水平軸就位困難，且插入下機(jī)架端小齒輪與機(jī)體內(nèi)偏心套大齒輪嚙合面間隙安裝精度要求高，若間隙過大或過小將影響破碎機(jī)后期運(yùn)行，故其安裝方法如下：

①安裝前，將水平軸采用螺栓與聯(lián)軸器連接在一起，以增加吊起端重量，避免其單端吊裝時(shí)頭重腳輕，保持水平軸的吊裝平衡，使水平軸安裝更合理，就位更容易、快捷。

②安裝時(shí)，先采用橋機(jī)小鉤將水平軸水平吊起，并在聯(lián)軸器后部采用人工將水平軸找平，水平移動(dòng)橋機(jī)將其送入安裝孔內(nèi)。然后在其法蘭面上加入墊片，以調(diào)整大小齒輪嚙合面間隙，并用螺栓將其固定。固定好后，采用3 t吊帶纏繞在水平軸靠背輪上，用小鉤將水平軸盤轉(zhuǎn)(大齒輪旋轉(zhuǎn)一圈為止)，觀察大齒圈與小齒圈的嚙合情況，并調(diào)整水平軸墊片厚度。因此既保證了水平軸的快速安裝，又能保證其安裝精度。

③大小齒輪的嚙合間隙采用百分表的測(cè)量，計(jì)算出水平軸靠背輪左右擺動(dòng)的距離，對(duì)水平軸法蘭圓周運(yùn)動(dòng)位置進(jìn)行調(diào)整，達(dá)到規(guī)定要求后(旋回碎機(jī)安裝要求在1.6 ～2.6 mm)，鎖緊定位。

(3)主軸定位系統(tǒng)MPS油缸總成安裝。由于設(shè)備吊裝預(yù)留孔尺寸限制，下機(jī)架需采取二次吊裝方能到位，導(dǎo)致位于下機(jī)架下部的MPS油缸總成不能像露天破碎機(jī)安裝一樣預(yù)先組裝到下機(jī)架體上一起安裝。同時(shí)，由于破碎機(jī)下部排料口位置空間限制，無法制安地溝滑車，故其安裝方法如下：

①安裝前，采用角鐵和花紋鋼板在下機(jī)架下部制作一個(gè)高為3.5 m的八邊形MPS油缸總成安裝平臺(tái)，并焊接固定于排料口預(yù)埋件上，中間預(yù)留孔以便MPS吊裝。

②安裝時(shí)，采用大小鉤對(duì)稱將MPS兩邊平衡水平吊起，在螺母距離法蘭面約70 mm，停止MPS油缸上升，觀察調(diào)整齒輪嚙合情況。吊運(yùn)至距連接法蘭面約30 cm時(shí)，在其對(duì)稱點(diǎn)安裝3根拉緊螺桿，并采用雙頭鎖緊螺栓將其固定在下架體下部，取下拉緊螺桿，并用呆扳手及大錘打緊。

(4)上機(jī)架總成安裝。由于設(shè)備吊裝預(yù)留孔尺寸限制，采用一對(duì)鋼絲繩吊裝將導(dǎo)致鋼絲繩無法直接從吊點(diǎn)處取出。且該設(shè)備為業(yè)主方提供的舊設(shè)備，上下機(jī)架緊固專用工具(液壓扳手)缺失，導(dǎo)致設(shè)備安裝質(zhì)量設(shè)計(jì)要求難度較大。為此其安裝方法為：

①吊裝時(shí)，應(yīng)采用4根鋼絲繩，8個(gè)繩頭全部掛于橋機(jī)大鉤上，待上機(jī)架吊裝到位后，松開鋼絲繩，便能將其從吊裝預(yù)留孔與上機(jī)架體法蘭外邊緣間隙間順利取出。

②緊固上下機(jī)架連接法蘭螺栓時(shí)，采用5 t葫蘆向前拉動(dòng)扳手，并用橋機(jī)小鉤吊起銅棒在后面撞擊扳手。采用“前拉+后撞+大錘打擊”的緊固方式，大約一天便能完成上下機(jī)架體的緊固。同時(shí)在緊固過程中，不定時(shí)采用塞尺對(duì)上下機(jī)架的間隙進(jìn)行檢測(cè)，以便能較好地保證其安裝質(zhì)量達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

(5)高壓配電柜安裝。高壓配電柜尺寸為1.7 m×0.8 m×2.3 m(長(zhǎng)×厚×高)，重約450 kg，室門為0.9 m×2 m(寬×高)，人工無法抬運(yùn)。且其安裝間主控室尺寸為4.5 m×4 m×12 m(寬×高×長(zhǎng))，吊車無法吊運(yùn)和安裝。為此高壓配電柜安裝時(shí)采取以下方法：

① 安裝前，先利用1 400 mm下平托輥和[100 mm槽鋼制作兩個(gè)簡(jiǎn)易手推車，分別置于主控室內(nèi)外。然后在高壓柜安裝平臺(tái)后方，采用φ22 mm鋼筋制作地錨，以便其安裝直立時(shí)使用。

②安裝時(shí)，首先利用室內(nèi)外簡(jiǎn)易推車，采用人工將高壓柜推運(yùn)、拉撬至主控室內(nèi)預(yù)安裝位置處的方木上(方木高度略高于安裝平臺(tái))，同時(shí)在高壓柜底部的地面上打入兩根限位插筋。然后以高壓柜頂部吊耳為吊點(diǎn)，采用1 t葫蘆和3 t吊帶將高壓柜和地錨連接起來，收緊葫蘆，并采用人員輔助將其緩緩立起，將高壓柜立于安裝平臺(tái)后再采用拉撬法將其平移到安裝位置，高壓柜就能快速、安全安裝完成。

(6)破碎機(jī)其他結(jié)構(gòu)安裝方法采用正常環(huán)境下的安裝方法即可。

3 地下狹小空間內(nèi)旋回破碎機(jī)運(yùn)行維護(hù)技術(shù)

(1)自動(dòng)化控制及信息化管理系統(tǒng)改造。 該工程旋回破碎機(jī)使用期較長(zhǎng)，長(zhǎng)期高強(qiáng)度的作業(yè)和潮濕、粉塵重的作業(yè)環(huán)境將損傷運(yùn)行人員身體健康。為降低運(yùn)行人員工作強(qiáng)度和改善作業(yè)環(huán)境，同時(shí)提高系統(tǒng)自動(dòng)化控制及信息化管理水平，該控制系統(tǒng)通過增設(shè)PLC控制系統(tǒng)和信息化管理系統(tǒng)。現(xiàn)場(chǎng)采用總線方式與PLC相連，遠(yuǎn)程采用光纖通信和遠(yuǎn)程集控站控制管理，將旋回破碎機(jī)控制系統(tǒng)與長(zhǎng)距離骨料輸送線智能化控制及管理系統(tǒng)相融合。通過采用“PLC控制技術(shù)，在長(zhǎng)距離骨料輸送線中控室集中進(jìn)行監(jiān)控和管理，實(shí)現(xiàn)了控制自動(dòng)化，管理信息化的目標(biāo)[5]”，提升了系統(tǒng)生產(chǎn)的安全性、可靠性，并降低生產(chǎn)運(yùn)行成本。其控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)見圖3。

圖3 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

(2)視頻監(jiān)控系統(tǒng)改造。受隧洞照明的影響，傳統(tǒng)視頻監(jiān)控主要采用模擬量方式，需要安裝額外的照明設(shè)備才能勉強(qiáng)得到監(jiān)視視頻圖像。為保證運(yùn)行期間運(yùn)行人員的安全，該工程通過分別在放礦機(jī)進(jìn)料口、旋回破料倉(cāng)、排料口與下部膠帶機(jī)銜接處等關(guān)鍵部位增設(shè)網(wǎng)絡(luò)球形攝像機(jī)，并采用煤礦帶式輸送機(jī)專門開發(fā)的視頻監(jiān)視系統(tǒng)和數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)，以加強(qiáng)有效信號(hào)，滿足洞內(nèi)無自然光源環(huán)境下視頻圖像信號(hào)采集。因此，提高了圖像的清晰度和分辨率，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)掌握破碎機(jī)運(yùn)行情況，提升了生產(chǎn)運(yùn)行的可視化和安全性，確保了設(shè)備的安全高效運(yùn)行。

(3)洞內(nèi)通風(fēng)條件差，石料破碎時(shí)粉塵大。為降低廠房?jī)?nèi)的粉塵，首先在有用料進(jìn)入溜渣豎井前采用人工灑水濕潤(rùn)，減小石料下料過程中粉塵的產(chǎn)生。同時(shí)在破碎機(jī)安裝調(diào)試完后，在下料放礦機(jī)上部、破碎機(jī)集料倉(cāng)周圍和破碎機(jī)排料口下部垂直膠帶機(jī)方向，采用φ20 mmPVC塑料膠管或鋼管安裝噴淋水管，以抑制破碎機(jī)生產(chǎn)時(shí)粉塵產(chǎn)生，并沿進(jìn)出通道安裝通風(fēng)散煙設(shè)備，以盡量排除破碎機(jī)破碎時(shí)的粉塵。

(4)洞內(nèi)較潮濕，特別是雨季山體裂隙滲水嚴(yán)重，對(duì)電氣系統(tǒng)設(shè)備和工作人員身體健康影響較大。為降低廠房?jī)?nèi)潮濕空氣對(duì)電氣系統(tǒng)設(shè)備和工作人員身體健康的影響，在破碎機(jī)主控室和監(jiān)控室內(nèi)分別安裝MS-9138B型工業(yè)除濕機(jī)，保持室內(nèi)干爽，清除室內(nèi)電氣系統(tǒng)運(yùn)行過程中產(chǎn)生的臭味，以減緩潮濕環(huán)境下電氣設(shè)備和原件的老化，減少細(xì)菌的生長(zhǎng)繁殖。

(5)破碎機(jī)集料倉(cāng)位于地面以下，運(yùn)行時(shí)飛濺的碎石或灰塵會(huì)對(duì)運(yùn)行巡視人員安全和身體健康造成一定影響。為滿足現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)安全需要，在集料倉(cāng)的邊墻頂部采用φ48 mm鋼管制安防護(hù)欄桿，并設(shè)置警示標(biāo)志。運(yùn)行人員巡視破碎機(jī)運(yùn)行工況時(shí)，應(yīng)佩戴護(hù)目鏡、戴好防毒面罩和耳塞等防護(hù)用具，并距離防護(hù)欄0.5 m，以防止飛石傷人以及粉塵和噪音損傷運(yùn)行人員身體健康。

(6)旋回破碎機(jī)的“稀油潤(rùn)滑系統(tǒng)主要是對(duì)其機(jī)內(nèi)摩擦區(qū)進(jìn)行潤(rùn)滑，摩擦區(qū)域大部分為混合摩擦，且易損件易碎裂。所以，潤(rùn)滑系統(tǒng)一般采用大黏度的潤(rùn)滑油，黏度大的潤(rùn)滑油流動(dòng)性比較差，保證潤(rùn)滑油的潔凈度以及溫度，是潤(rùn)滑的關(guān)鍵。因此，其冬季的潤(rùn)滑系統(tǒng)提前啟動(dòng)時(shí)間要長(zhǎng)于夏季[6]”。

4 效益分析

采用地下狹小空間內(nèi)旋回破碎機(jī)安裝及運(yùn)行技術(shù)可實(shí)現(xiàn)在保證質(zhì)量前提下快速安裝，安裝工期可由原40 d縮短為20 d，安裝人員由原18人減少到10人，提高了工作效率，節(jié)約了施工成本。同時(shí)通過應(yīng)用PLC技術(shù)和智能監(jiān)控保護(hù)技術(shù)，增設(shè)除濕降塵設(shè)備設(shè)施，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化控制、通訊、故障診斷、信息化管理、智能化管理和設(shè)備運(yùn)行工況的實(shí)時(shí)跟蹤及在線監(jiān)測(cè)。因此，優(yōu)化了旋回破碎生產(chǎn)能力，提升了系統(tǒng)生產(chǎn)的精細(xì)化管理水平，提高了設(shè)備的生產(chǎn)效率和保障率，降低了生產(chǎn)運(yùn)行成本8.5%，確保了設(shè)備運(yùn)行質(zhì)量和工程進(jìn)度。

5 結(jié) 語(yǔ)

依托楊房溝水電站上鋪?zhàn)訙仙笆庸は到y(tǒng)工程，探析大型旋回破碎機(jī)在地下狹小空間內(nèi)的安裝和運(yùn)行。介紹了旋回破碎機(jī)的安裝及運(yùn)行技術(shù)并對(duì)其自動(dòng)化控制和監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行改造，實(shí)現(xiàn)了旋回破碎機(jī)的自動(dòng)化控制及信息化管理。同時(shí)，通過增加除濕降塵設(shè)備設(shè)施，較好地解決了狹小空間內(nèi)，工作間潮濕、通風(fēng)條件差等問題，提高了安裝效率，節(jié)約了施工成本且提升了設(shè)備生產(chǎn)的安全性、可靠性，降低了生產(chǎn)運(yùn)行成本。因此，為類似工程的旋回破碎機(jī)安裝和運(yùn)行提供了很好的借鑒和參考意義。