H7800圓錐破碎機防塵及冷卻系統研究

劉釗，楊紅軍，李金智，王維榮

（1.金川集團選礦廠，甘肅 金昌 737100；2.金川集團電線電纜有限公司，甘肅 金昌 737100）

1 引言

H7800圓錐破碎機是山特維克礦山機械有限公司生產的單液壓缸式破碎設備，電機驅動功率為600KW,最大給料粒度為300 mm，最大裝運容積為75 m3。主要包括驅動系統、破碎系統、防塵系統、冷卻系統、液壓潤滑系統、自動控制系統等。H7800圓錐破碎機在金川公司選礦廠已使用12年，設備長期處于過載、多塵環境下運行，其防塵系統及冷卻系統逐漸無法滿足現場工況要求，直接影響了圓錐破碎機主要備件的使用壽命及設備的穩定運行。對破碎機防塵及冷卻循環系統進行研究改進，具有重要的現實意義和經濟價值。[1]

2 H7800圓錐破碎機防塵冷卻系統現狀

2.1 H7800圓錐破碎機防塵系統現狀

H7800圓錐破碎機通過主潤滑系統確保止退軸承，下架體襯套、偏心套襯套等關鍵備件潤滑，其運行狀況直接影響破碎機設備運行。[2]H7800圓錐破碎機在運行過程中內部產生負壓，使粉塵通過破碎機主軸和防塵筒上部間隙進入防塵筒內部，隨潤滑系統運行，易造成濾芯堵塞，關鍵備件損壞，并在油箱內沉淀，產生惡性循環。原廠設計是通過正壓風機將防塵風通過破碎機水平軸處潤滑通道，在防塵筒內部形成正壓（600～1200pa），解決負壓吸塵問題。但由于防塵筒容積大，防塵密封圈易損壞，油路與氣路未隔離等問題，實際應用過程中防塵效果不佳，防塵筒內氣體容易溢散，氣壓難以保證。風壓大容易導致潤滑油液噴濺嚴重和回油阻塞；風壓不足，則難以起到防塵效果。

2.2 H7800圓錐破碎機冷卻系統現狀

H7800圓錐破碎機通過空氣/油型熱交換器實現潤滑油液的冷卻。夏季室內溫度過高，廠房內粉塵濃度過大，易導致熱交換器散熱孔堵塞，油液潤滑溫度保持在50℃以上，需長期控制破碎機間隙、壓力、流量等參數，通過加水，加風機等人工強制冷卻方式，才可以保證破碎機油溫低于跳車溫度（55℃），若操作不當、設備帶病運行或潤滑油液發生變化，則易導致破碎機跳車等事故發生。

H7800圓錐破碎機采用600kw高壓異步電動機作為動力驅動設備，經長周期運行，電動機配備散熱風扇能力已難以滿足電機正常使用需要，高壓異步電動機前后兩端軸承及定子繞組溫度偏高。前后端軸承溫度達到65℃、定子繞組溫度達到120℃時，溫度傳感器將信息傳遞到監測儀表和破碎機連鎖保護裝置，這時高壓異步電動機啟動和運行溫度保護功能，迫使高壓異步電動機根據溫度變化頻繁跳車，嚴重時電動機的定子繞組燒毀、主軸斷裂。

圖1 正壓防塵筒結構改造圖

圖2 正壓防塵改造系統流程圖

3 防塵冷卻系統研究及方案實施

3.1 H7800圓錐破碎機防塵系統技術研究

解決防塵問題關鍵在于實現油路和氣路完全隔離，杜絕正壓系統壓力過大引起油料噴濺和回油阻塞現象。通過技術研究，確定正壓防塵系統改善的技術方案：①在清潔環境場所內安裝空壓機，為避免氣體傳輸距離長，負載波動頻繁，導致空壓機吸合頻繁故障，在終端安裝儲氣罐平衡氣壓。②在防塵圓筒本體斜面開槽布管斜孔，斜孔內安裝進氣不銹鋼彎管，延伸至筒體內部，內部設置圓形散氣孔，保證進入氣體流向上方產生正壓，減少壓力損失，改變水平軸處外部進風為防塵筒內部進風，避免風壓過大大導致的油液噴濺和回油堵塞。③實施過程中所有鋼管、軟管固定，筒體法蘭及外表面處開引導槽，防止主軸在移動過程中砸裂鋼管。④引入進防塵筒本體的管路使用高壓軟管，通過下部彈簧、支撐梁等部、經防護后輸入到防塵桶內部，可以減少礦石下落過程中對管路損傷。⑤進口處安裝壓力表用以調節壓力，減少氣壓波動。經過對比試驗，總結壓力在0.25～0.3MPa時，防塵效果最好。

3.2 破碎機冷卻系統研究

解決潤滑冷卻問題關鍵在于解決夏季熱交換器效能不足問題。通過研究確定在廠房外安裝一組熱交換器，在油箱出油管道處安裝閥門，實現管路分流，夏天使用室外冷卻器，冬天使用室內冷卻器；室外熱交換器頂部建造遮陽棚，熱交換器進、出口處管道使用閥門、不銹鋼管進行聯接；從而提升熱交換器的工作效率。

圖3 電機冷卻裝置圖

解決電機冷卻問題關鍵在于增強電機冷卻散熱效果。通過對破碎機電機的元器件重新布置分配，在電機側面加裝新型散熱冷卻系統，具體是在電機后端開孔，依靠軸流風機將電機中高溫氣體抽出，進入水冷區域冷卻，將冷卻后的氣體送入電機的前部，在前部根據需要將干燥板插入相應槽子中，用于去除空氣中的水蒸汽，減少對電氣備件腐蝕。在出風口處安裝過濾板，過濾板上設有分布均勻的φ50通孔，配合 “Z”形布的設計能有效除去空氣中的粉塵等雜質。采取這種流線通道型密閉正壓排風方式，杜絕粉塵等雜物進入，并有強制清潔功效，防止電器元件因灰塵過大，導致溫度過高甚至發生短路；通過電器系統改造完成電機冷卻系統、破碎系統與電機的連鎖、閉鎖控制。保障了電機冷卻系統、潤滑系統、破碎系統的正確起停方式。

4 結論總結

通過對H7800圓錐破碎機正壓防塵系統進行改造，有效降低了破碎機防塵桶內粉塵沉積，降低了粉塵進入潤滑系統的可能性，破碎機防塵密封圈托環、止推軸承、偏心襯套等備件消耗減少，平均每年單臺設備降低備件、材料費用約在50萬元左右；通過對H7800圓錐破碎機潤滑冷卻系統改造，夏季潤滑油液溫度下降5℃～10℃；通過對H7800圓錐破碎機電機冷卻系統進行改造，延長了破碎機電機使用壽命，降低了破碎機電機溫度，與未改造前相比，軸端處平均溫度降低了22℃。

通過以上技術研究及改進措施實施，解決了H7800圓錐破碎機防塵系統、潤滑及電機冷卻系統運行故障、增強了設備運行可靠性、有效的降低了備品備件的消耗量，提高了設備效率，延長了設備使用壽命，減少設備故障以及非計劃停車，保證了系統的高效、穩定、長周期運行，從而確保生產順利進行。