PCM-160 型錘式破碎機(jī)故障分析及優(yōu)化研究

李寶龍

（晉能控股煤業(yè)集團(tuán)機(jī)電管理部，山西 大同 037000）

1 工程概況

四臺(tái)礦是晉能控股煤業(yè)集團(tuán)主力生產(chǎn)礦井之一，該井田位于大同煤田西北部，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為180 萬t/a，現(xiàn)主要開采12#、14#煤層。四臺(tái)礦8209工作面全面采用綜合機(jī)械化回采工藝進(jìn)行開采，配置的機(jī)械化開采設(shè)備包括： MG300/700-WD 無鏈電牽引型采煤機(jī)、SGZ764/800 型刮板輸送機(jī)、SZZ800/250 型順槽用刮板轉(zhuǎn)載機(jī)、PCM-160 型錘式破碎機(jī)、ZFY7800/17/32D 型液壓支架等。從8209工作面回采期間的工作情況來看，PCM-160 型錘式破碎機(jī)工作期間的工作狀態(tài)不佳，安全故障頻發(fā)，常需要停機(jī)進(jìn)行檢修，嚴(yán)重影響到破碎工作效率，必須對(duì)該設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，降低設(shè)備故障率。

2 PCM-160 型錘式破碎機(jī)故障原因分析

2.1 破碎機(jī)錘軸故障的原因分析

2.1.1 錘軸內(nèi)部潤(rùn)滑問題導(dǎo)致軸承損壞

根據(jù)四臺(tái)礦PCM-160 型錘式破碎機(jī)以往錘軸故障的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)可知，錘軸故障主要在于軸承損壞嚴(yán)重。原因分析如下：該設(shè)備注油孔設(shè)計(jì)不合理和注油方式復(fù)雜。破碎機(jī)工作時(shí)，黏度較高的油脂首先進(jìn)入到破碎機(jī)軸承座端面，再經(jīng)過軸承外圈的注油孔進(jìn)入到錘軸內(nèi)部，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)潤(rùn)滑作用。從實(shí)踐過程來看，軸承外圈的注油孔常被油脂內(nèi)的煤泥堵塞，錘軸內(nèi)部潤(rùn)滑不充分進(jìn)而造成軸承損壞。

2.1.2 壓板螺栓磨損問題導(dǎo)致錘軸故障

當(dāng)前四臺(tái)礦加大了煤礦開采力度，井下PCM-160 型錘式破碎機(jī)的工作時(shí)間較長(zhǎng)，兩端轉(zhuǎn)子盤錘軸壓板螺栓因長(zhǎng)時(shí)間磨損易發(fā)生折斷，進(jìn)而導(dǎo)致故障發(fā)生。該故障在進(jìn)行檢修時(shí)錘軸壓板難以取出，同時(shí)當(dāng)其他堅(jiān)硬異物掉入轉(zhuǎn)子盤或殼體內(nèi)后，也會(huì)導(dǎo)致破碎機(jī)發(fā)生二次故障事故。

2.2 組件拆裝較為困難易導(dǎo)致故障發(fā)生

四臺(tái)礦各井下工作面回采環(huán)境較為惡劣，工作時(shí)間較長(zhǎng)，必須定期和不定期對(duì)PCM-160 型錘式破碎機(jī)進(jìn)行維修和保養(yǎng)，否則會(huì)造成破碎機(jī)的全面癱瘓。在煤礦井下的工作環(huán)境中，破碎機(jī)組件螺栓的拆卸和新組件的安裝都較為困難，同時(shí)破碎機(jī)又常處于振動(dòng)狀態(tài)下，螺栓易松動(dòng)和掉落，導(dǎo)致故障發(fā)生。

3 PCM-160 型錘式破碎機(jī)的優(yōu)化改進(jìn)

3.1 錘軸故障的優(yōu)化改進(jìn)方案

3.1.1 調(diào)整軸承座結(jié)構(gòu)及注油方式

基于PCM-160 型錘式破碎機(jī)軸承損壞原因的分析，對(duì)軸承座結(jié)構(gòu)及注油方式進(jìn)行改造。

（1）調(diào)整以往的單個(gè)注油孔注油的方式，在現(xiàn)有軸承蓋上施工5～6 個(gè)注油孔，可有效地解決因個(gè)別注油孔堵塞外部油脂無法進(jìn)入到軸承內(nèi)部的問題。軸承內(nèi)部油脂量足夠，錘軸內(nèi)部潤(rùn)滑充分。

（2）在軸承座相反端施工一個(gè)透氣孔，不僅可以增加油脂的注入量，還可以起到排出油脂內(nèi)的煤泥等污油的目的。

3.1.2 一種新型螺栓保護(hù)裝置的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

針對(duì)PCM-160 型錘式破碎機(jī)錘軸壓板螺栓磨損而導(dǎo)致的故障問題，設(shè)計(jì)了一種新型螺栓保護(hù)裝置，其結(jié)構(gòu)如圖1，主要包括轉(zhuǎn)子盤、錘軸壓板、螺栓、凸起等部件。

圖1 PCM-160 型錘式破碎機(jī)新型螺栓保護(hù)裝置

從圖1 可知，該保護(hù)裝置設(shè)置的凸起結(jié)構(gòu)的高度要大于連接螺栓頭部的高度，這一設(shè)計(jì)使得煤料無法進(jìn)入到錘軸轉(zhuǎn)子盤與破碎機(jī)殼體內(nèi)壁之間，避免零部件發(fā)生過度磨損而降低其使用壽命。同時(shí)該設(shè)計(jì)為PCM-160 型錘式破碎機(jī)的維修和保養(yǎng)提供了便利，效果理想。

3.2 一種輕質(zhì)材料制成的新型螺栓的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

針對(duì)PCM-160 型錘式破碎機(jī)在井下組件拆裝較為困難的問題，設(shè)計(jì)了一種輕質(zhì)材料制成的新型螺栓來取代以往螺栓。該新型螺栓的材質(zhì)較為輕，螺栓的質(zhì)量?jī)H為原螺栓質(zhì)量的1/3，同時(shí)為新型螺母安裝止退墊圈，將緊固螺母和圓螺母互鎖，可以有效地防止螺母松動(dòng)。通過以上的優(yōu)化改進(jìn)設(shè)計(jì)，設(shè)備兩端的組件螺栓較為緊固，同時(shí)組件拆裝都較為順利。

4 效果分析

PCM-160 型錘式破碎機(jī)完成優(yōu)化改進(jìn)后，從2020 年5 月起到在四臺(tái)礦8209 工作面回采后期進(jìn)行了實(shí)踐應(yīng)用，截至2020 年11 月工作面8209 已回撤到位。PCM-160 型錘式破碎機(jī)優(yōu)化改進(jìn)后，現(xiàn)場(chǎng)工作穩(wěn)定，設(shè)備故障率大幅度降低，大塊原煤、煤矸石、砂巖的破碎效果理想。對(duì)比PCM-160 型錘式破碎機(jī)改進(jìn)前的應(yīng)用情況，設(shè)備故障率降低了20%。該項(xiàng)目的優(yōu)化改進(jìn)應(yīng)用每年可為煤礦節(jié)約設(shè)備維修成本達(dá)30 萬元，安全經(jīng)濟(jì)效益顯著。