綜采工作面破碎機故障分析及優化改進研究

蘭江

（神東煤炭集團，內蒙古 鄂爾多斯 017000）

“綜采”即煤礦綜合機械化采煤，通常是指機械化程度在95%以上的礦井工作面綜采。在綜采工作面作業中，破碎機是常用的一種機械設備，破碎機的種類比較多，目前綜采工作面采用的破碎機類型多為錘式破碎機，PCM400 型錘式破碎機便是綜采工作面常見且常用的錘式破碎機，受煤礦井下惡劣環境的影響，再加上破碎機未得到及時有效的維護保養，導致綜采工作面破碎機易出現各種各樣的故障，例如，錘式破碎機易出現軸承損壞、錘軸螺栓磨損等。因此，本文重點是對綜采工作面破碎機易出現的故障進行分析，并針對這些故障問題制定優化改進的措施方法，從而保證破碎機能夠在綜采工作面作業中正常運作，提升綜采工作開展的效果。

1 綜采工作面破碎機出現故障的具體原因

1.1 工作環境惡劣

根據綜采的概念可知，綜采工作面破碎機主要應用于煤礦，而煤礦的工作環境非常惡劣，當破碎機正常運行時，振動非常大，導致破碎機的零件非常容易出現磨損，從而導致破碎機的傳動系統出現一系列故障，比較容易損壞的零件包括錘頭、軸承、密封等，若上述零部件出現磨損，將會導致破碎機傳動系統直接出現故障。同時，破碎機在正常工作的狀態下會形成較多的粉塵，這些粉塵會隨著機械運作時產生的氣流帶入動力系統中，雖然短期內并不會產生明顯的影響，但通過長期的積累下，大量粉塵會附著到動力系統的潤滑油表層上，導致動力系統缺乏潤滑效果，并造成動力系統的傳動部位出現越來越嚴重的磨損，從而導致破碎機發生故障。

1.2 維修維護不及時

隨著科技的持續發展，我國大部分煤礦企業開始開展自動化、持續性生產，但在此種生產模式下，要求使用的機械設備必須具備較高的質量和運行要求，導致破碎機開始朝向大型化、高產量化以及高自動化方向發展，造成破碎機無論是在運輸和裝卸方面，還是在日常維修維護方面，均較大程度地提升了難度。如果煤炭生產企業在對破碎機進行使用時，缺少專業的技術維修和維護保養人員，而且不足的維修保養頻次勉強使破碎機工作，無疑會導致破碎機出現故障，并且故障出現后，煤炭生產企業還需要通知廠家委派人員維修，造成破碎機故障無法第一時間得到有效的維修維護，甚至一些不專業的維修維護人員在維修時，因操作不當還會導致其他故障發生，從而使破碎機的維修難度加大，綜采作業勢必會受到嚴重影響。

2 綜采工作面破碎機的簡要介紹

目前，在開展綜采作業時，綜采工作面常用的破碎機為錘式破碎機，由于錘式破碎機的型號及種類比較多，但工作原理、適用范圍等方面大同小異，本文為了便于研究，以工作開展過程中所使用的PCM400 型錘式破碎機為例，對該破碎機的用途、適用范圍、工作原理以及結構特征進行簡要介紹。

2.1 PCM400 型錘式破碎機的用途及適用范圍

錘式破碎機的優點表現其產能比較高，當該設備應用于綜采工作面上可以實現一次成型，無須進行二次粉碎，并且該破碎機占據的空間面積比較小，能夠在有限空間場地內安裝，在維修保養以及實際操作方面也比較便捷，同時錘式破碎機的單位能耗比較低。本文研究的PCM400 型錘式破碎機是一種煤礦專用的錘式破碎機，在綜采配套設備中屬于破碎設備一類，可將該型號破碎機與順槽橋式轉載機、工作面刮板輸送機、采煤機以及液壓支架等設備裝置配套使用，可以實現綜合機械化采煤，實現煤炭開采、運送以及破碎的連續性。該型號破碎機可以破碎的煤炭硬度可達到硬度系數f ≤4.5，可調整煤流間隙在150 ～300mm。

2.2 PCM400 型錘式破碎機的工作原理

PCM400 型錘式破碎機一般安裝于順槽橋式轉載機的主體以及其尾部中間位置，該型號破碎機運行時，轉載機會將煤炭輸送至破碎機處，破碎機的傳動裝置破碎軸會帶動破碎錘頭進行高速旋轉，并通過錘頭將大塊煤炭進行錘擊破碎，使大塊煤炭被分解成所需塊度。該型號錘式破碎機的整體結構比較緊湊，并且剛度比較高，過載保護良好，起動特性比較軟，所產生的能量損失相對比較少，傳動路線的運行比較平穩、可靠，并且安裝維修比較便捷，是當前綜采工作面比較常見常用的錘式破碎機。

2.3 PCM400 型錘式破碎機的結構特征

該型號破碎機主要是由傳動裝置、左右擋板、破碎底槽、蓋板、潤滑系統、錘軸總成、液壓系統以及噴霧裝置等部件構成，各部件使用緊固螺栓連接形成PCM400型錘式破碎機主體。

3 PCM400 型錘式破碎機在綜采工作面易出現的故障問題

PCM400 型破碎機雖然適用范圍比較廣泛，并且也存在較多的使用優勢，但是在實際開展綜采工作面作業時，均容易出現一些故障問題，這些故障問題主要體現在以下內容。

3.1 軸承受損

當軸承損壞時，會導致錘軸出現故障，而之所以出現軸承受損，主要是因PCM400 型錘式破碎機在實際生產使用過程中并未進行充分的潤滑，而之所以未得到充分潤滑，主要原因在于軸承座注油孔未得到合理有效的設計。當油脂黏度比較高的情況下，會先進入軸承座的端面，然后通過軸承外圈油孔深入到軸內，該注油方式較為復雜化，同時，此類破碎機的油孔非常小，容易被煤泥所堵塞，從而導致油脂無法通過該小孔滲入軸內，造成軸內潤滑不夠充分。

3.2 錘頭及螺栓容易出現磨損

因PCM400 型錘式破碎機需要在井下長時間工作，沖擊較大，高速運轉的錘頭大量破碎煤塊的過程中，存在一定程度的磨損，錘頭螺栓也會容易松動，從而造成錘頭出現掉落，從而會造成破碎機碎煤無法開展正常運轉，也會造成破碎機出現故障。

3.3 組件拆裝造成的問題

PCM400 型錘式破碎機在綜采工作面使用時，所面臨的使用環境比較差，并且工作時間比較長，若未能對其及時維修，容易導致破碎機出現癱瘓。因破碎機在礦井下具有較高的維修難度，且受光線、空間影響，井下安裝也比較困難，同時兩端螺栓時常會出現松動的情況，又或是無法順利的實現拆卸。而主軸配置的兩端螺栓因其規格一致，運轉過程中一端螺栓會旋緊，另一端螺栓則會不斷松動，再者破碎機振動比較強烈，導致螺栓容易出現松動或是掉落。

3.4 電動機故障

電動機故障問題主要表現為3 個方面：（1）電動機無法啟動或者是啟動后出現緩慢停止的狀態，之所以產生這種故障情況，主要是因PCM400 型錘式破碎機在運行的過程中承受的負荷比較大，也可能是破碎機的電氣線路出現損壞，導致電動機無法啟動，還有可能是因電壓下降，導致電壓無法滿足電動機帶動所需的電壓，從而造成緩慢停止的狀態。（2）電動機發熱。電動機過熱后，不僅會影響電動機的正常運轉，長時間過熱會導致電動機直接損壞。導致該故障出現的原因主要是因破碎機超負荷運轉狀態持續時間過長，或者是因綜采環境不佳，通風散熱效果不好，導致電動機運轉時產生的熱量無法排散所致。（3）電動機聲音異常。產生該故障的原因可能與單向運轉以及接線頭虛接存在密切關聯。

3.5 減速器故障

PCM400 型錘式破碎機減速器出現的故障主要表現為以下3 種：（1）減速器的聲音異常。出現該故障的原因為：齒輪之間的嚙合不佳；軸承或者齒輪出現過度磨損或是損壞所致；減速器油出現金屬等雜物；軸承游隙比較大。（2）減速器的油溫過高。產生該故障的原因多與使用的潤滑油質量不合格或者是軟化有使用過多、不干凈等因素有關，也可能是冷卻不良或者是散熱不佳所致。（3）減速器出現漏油現象。這種故障問題多與密封圈出現損壞有關，或者是減速器的合口面出現不嚴的情況所致，還有可能與軸承蓋螺栓未能擰緊有關。

4 PCM400 型錘式破碎機故障的優化改進措施

針對PCM400 型錘式破碎機出現的故障，必須采取針對性優化改進措施，使故障得以有效排除，從而促使PCM400 型錘式破碎機得以正常運行，保證綜采工作面作業正常開展，以維持煤礦正常生產。

4.1 軸承損壞的優化改進措施

對于軸承易出現損壞的故障問題，可以對軸承座的結構優化改進。具體做法為：在軸承蓋上增加若干注油孔，或者是將軸承座進行改進，將其內腔容量增加，從而保證外部油脂可以充分深入軸承的內部，使油孔堵塞發生的概率降低；還可以另行對軸承座進行改進，例如，再起另一端設置透氣孔，從而使外部油脂滲入量增加，并且還能夠利用污油的重力，使其從該透氣孔排除，減少污油對軸承內部轉動造成的阻滯影響。

4.2 錘頭磨損的優化改進措施

針對錘頭磨損問題，可以在錘頭表面設計耐磨層對錘頭進行保護，耐磨層的存在可以加強錘頭強度，使錘頭磨損問題得到合理緩減。

4.3 組件拆裝問題的優化改進措施

在組件拆裝問題方面，需要維修技術人員不斷地對故障問題進行總結，螺栓所采用的材料盡量為輕質材料，還要保證材料的強度，避免螺栓出現斷裂，同時也要保證螺栓質量與原來相比降低50%，與此同時，在要對螺母配置止退墊，將螺母禁錮，避免其發生松動問題。通過這種方法可以避免螺栓松動現象發生，也可以有效避免無法順利拆裝問題。

4.4 電動機故障的優化改進措施

首先，針對電動機無法啟動或是啟動后緩慢停止問題，應該注意電動機負荷過大因素，適當減輕電動機承受的負荷，必要時，需要暫時停止煤石破碎，使電動機留有緩沖時間，同時，綜采設備維修維護人員還應該定期檢查電路和電壓，一旦發現電路損壞，必須及時更換損壞的零部件，若發現電壓降低，則應該對電壓進行適當調整；其次，對于電動機發熱問題，需要避免電動機超負荷長時間運轉，使電動機承擔的負荷減輕，同時還要定期對電動機周圍出現的雜物和浮煤進行清理，使電動機的運行環境保持良好；最后，電動機聲音異常問題需要確定是否存在單項運轉的情況，若出現單項運轉，需要及時查明原因，同時還要檢查接線情況，避免出現接線頭虛接問題。

4.5 減速器故障的優化改進措施

首先，針對減速器聲音異常問題，必須對齒輪嚙合的實際情況進行檢查，及時更換已經損壞的軸承和齒輪，將減速器油中夾雜的金屬等雜物及時清理，還要定期檢查軸承的潤滑情況，對軸承軸向的游隙量進行調整；其次，對于減速器出現的油溫過高問題，必須定期更換潤滑油，保證潤滑油的品質，潤滑油在使用時不宜過多，在檢查潤滑油時，如果出現潤滑油余量過多，必須將多余的潤滑油去除，同時，還要檢查冷卻水管是否有足量的冷卻水，若不足應及時添加。此外，需要對減速器周圍出現的雜物、煤粉進行及時清除，以免影響減速器散熱；最后，對于減速器漏油問題，若密封圈損壞，則必須及時將其更換，還要對箱體的合口面以及軸承蓋上的螺栓擰緊，從而確保減速器漏油問題得到有效解決。

5 結語

綜上所述，本文對綜采工作面使用的PCM400 型錘式破碎機的用途和適用范圍等內容進行了分析，在此基礎上，分析了該型號破碎機在實際工況中易出現的故障問題，經分析得出，該型號破碎機比較容易出現零部件磨損、電動機故障、減速器故障等問題，同時也存在拆裝問題，需要檢修人員及時對零部件進行更換，并對設計不合理之處及時更正優化，從而保證該型號破碎機能夠在綜采工作面實現有效使用。