分级式破碎机几个常见故障的分析
2018-11-28
乌金（选煤家园）
摘 要：为更好的发挥破碎机使用性能，满足生产要求，降低成本，增加效益，本文从国内外齿辊式破碎机发展史为出发点，结合破碎机设备的具体构造、使用环境、运行规范等，根据实际运行情况，对设备使用中出现的齿辊串轴、轴承损坏问题进行分析研究，拿出了具体可行的整改处理措施，在结构上优化设计，经过一段时间的实际运行观察，设备运行、使用效果良好，满足用户的正常生产要求。
关键词：破碎；构造；措施
引言：物料粉碎是一个长久的话题。早在20世纪50年代国外就开始研究破碎技术，并得出重要的结论，人们熟知了高效率的破碎作业，可以减小能源消耗和降低生产成本。经不断研究、整改、发展，近年来国内外齿辊式破碎机有了长足的发展，其性能不断地加强、优化。为更好的适应生产需要，特推出了FP系列新型齿辊分级式破碎机，其中FP50AM分级破碎机是其中一种新式的破碎机，该设备采用了不同以往传动形式，利用切、剪、拉的原理来达到粉碎物料。FP50AM分级破碎机具有破碎强度高，处理能力大的特点。主要原因是齿轴及新合金齿牙材料使破碎物料强度及处理量有很大提高，达到国内先进水平，可作为同类进口产品的替代设备，在采煤、选煤、金属冶炼、化学工业等领域有了广泛应用。
FP50AM分级破碎机首先较多地应用于选煤厂块精煤破碎作业，以此为基础，对本款破碎机的使用情况、结构原理、出现常见故障、故障分析及处理方法进行详细介绍，重点对发现的齿板座串轴、轴承容易损坏问题深入研究，从设备结构细节设计上存在的不足入手，进一步完善结构设计，经试用后取得比较好的效果。具体论述如下：
章、运行环境及设备现状
1.1、FP50AM分级破碎机运行环境
1.1.1、本文主要以FP50AM分级破碎机在500万吨选煤厂块精煤破碎工艺环节为研究对象，进行相关问题的分析研究。对象选煤厂的地理坐标为：东经：113º00′56″～113º03′35″，北纬：39º56′30″～39º58′31″。海拔1151M，自然温度-25-35度，井田东西长约2.5km，南北宽约4.12km，井田面积8.146km2。经计算，矿井设计开采3-5号煤层，可采储量约为84.719Mt。井田内有石炭系太原组煤层，太原组地层厚73.50-97.60m，一般厚为87.48m，主要可采煤层分布稳定，该组在本井田内共含煤8层，煤层平均总厚为29.70m，含煤系数34%。
1.1.2、煤质特征
井田内赋存侏罗系煤层和石炭二叠系煤层，侏罗系大同组煤层多已采空关闭，二叠系山西组主要为极不稳定的山4号煤层，该煤层局部被煌斑岩破坏，现井田内零星分布，5(3-5)号煤层：上距2号煤层1.55-6.67m，平均4.35m，全井田均有赋存，井田内与3号合并，变异系数为0.16%，属稳定煤层，煤层厚度15.72-26.77m，平均17.93m。
5（3-5）号煤原煤水分0.88-2.44%；原煤灰分22.56-28.35%，平均为25.36％；原煤挥发分36.82-38.47%，平均为37.66％；原煤全硫0.33-0.66%，平均0.47％，为特低硫-低硫煤；原煤发热量（Qgr，d）23.46-25.91MJ/kg，平均24.33MJ/kg，发热量分级属于中发热量-中高发热量煤；粘结指数（GR.I）值在72.3-86之间，平均81.4。
1.1.3、200～50mm块煤采用重介浅槽分选，轻产物经脱水、脱介，200～80mm洗大块破碎至50mm以下作为混煤产品；重产物脱水脱介后作为矸石排弃。
1.2、设备运行现状
FP50AM分级破碎机安装在精煤脱介筛筛前溜槽处，用来破碎块精煤，粒度150-6mm，显微硬度20，出料粒度50-0mm，出入料粒度超限小于5%，入料超量小于20%。经过一年多试运行，设备整体运行平稳，各项性能及运行指标均达到设计标准，基本满足工艺要求。遗憾的是，在运行的不同阶段出现了齿板座串轴、轴承损坏故障，由于生产紧张，采取了紧急抢修的办法，处理故障，恢复生产。为从根本上解决出现的故障问题，我们从设备结构、技术原理、物料性质、运行维护等方面进行了系统分析，整理出了一系列可行的方法。
第二章、设备概述
2.1、设备特征
FP50AM齿辊分级式破碎机是一种新式破碎机，它不同于老款的齿式破碎机的碰击、挤压物料的破碎原理，而是采用切剪、拉伸的原理来达到破碎物料。由于转速低、齿形不同，过破碎、超粒度物料比例较小。
2.2、设备主要用途及使用环境
FP50AM齿辊分级式破碎机主要适用于煤碳、电企、金属冶炼等行业物料的各级破碎。
FP50AM齿辊分级式破碎机可以在下列环境下运行：
a.海拔高度不超过3000m；
b.运行环境温度-50C～+400C；
c.在能防止滴水的环境中；
d.污染等级：3级
e..安装类别：Ⅲ级
2.3、FP50AM齿辊分级式破碎机结构
1.主动齿辊2.被动齿辊3.减速机4.液力偶合器5.电动机6.自动润滑泵
7.耐磨齿套8.边齿板9.连齿板板座10.底座
2.4、设备工作条件
FP50AM齿辊分级式破碎机入料粒度≤300mm、允许少量到500mm、排料粒度有30mm、50mm、80mm、100mm等，能破碎煤岩和中等强度的岩石。
第三章、设备结构特征与工作原理
3.1、总体结构及其工作原理、工作特性
FP50AM齿辊分级式破碎机的结构见第5页所示。
3.2、主要部件的构造、及其原理
FP50AM齿辊分级式破碎机的工作原理如图所示。
FP50AM分级式破碎机工作的主要部件为两个并行的齿辊轴，在物料落入破碎机双辊之间后即被辊子齿板咬住，并渐渐加大对物料的剪、拉力。物料受力出现变形，达到一定程度时，物料破损。
物料在剪力的作用下破碎，有很高的破碎效率。此设备细粒的增加量小，也能量消耗低，齿牙的磨损小。
FP50AM齿辊分级式破碎机应用新结构、新合金的磨损材料，可破碎高强度的物料，可达160兆帕。常见物料的抗压强度见表一。
表一常见物料的抗压强度
传动装置设计结构先进、节约，运行可靠。由于转速低，运行中无振动力，因此设备运行时平稳，土建不需专门的设计。
采用液偶、失速双保护，保证设备能安全运行。
采用失速保护与PLC控制设备的连通，闷车时，可手动实现电机倒转，将堵塞物料清除，避免物料卡住设备。设备可实现远程集中控制。
采用加油集中自动化，增加了轴承的使用期，延长整机的使用年限，降低了工人劳动强度。
整机结构应用模块式，上、下箱体及传动装置组装简单。还可根据用户要求选择固定安装或移动安装组成移动破碎。
3.3、FP50AM分级式破碎机数据见下表：
FP50AM齿辊分级式破碎机技术参数
3.4、FP50AM齿辊分级式破碎机主要部件，传动装置（电机、液力偶合器、减速机、联轴器）、齿辊（含轴、齿座、齿板等）、电控、上下箱体等，其作用如下：
传动装置是设备的驱动部分，可根据需要调整电机转速。其中液力偶合器能够起到缓冲、保护作用。减速机能承受过载负荷，能够实现正转、反转。
破碎辊主要由辊轴、破碎齿环或破碎齿板座、破碎齿套或齿板、轴向定位装置等组成。轴向定位装置起到齿板座的轴向定位作用。
上机体为箱式结构，工作时产生的冲击力限在机体内，对基础的冲击小，基础不需要特殊处理。
3.5、设备的电气组成
FP50AM齿辊分级式破碎机的控制系统由测速传感器、PLC、直流稳压电源、按扭、报警器和显示灯等构成。
第四章、出现问题及具体分析
4.1.出现问题
4.1.1、FP50AM齿辊分级式破碎机在运行半年后，检修时发现，齿板座轴向移动Z大达8mm，径向跳动Z大达3mm，空车时有明显异响。
4.1.2、FP50AM齿辊分级式破碎机在运行半年后，轴承发热，经判断为轴承损坏。
4.2、问题分析
4.2.1、轴向、径向移动原因分析
4.2.1.1、齿辊轴结构为通长轴，一段有台阶，每根轴上装两个齿板座（含活动齿板），轴端处有锁紧圆螺母及防松垫片。
经现场确定分析，轴径与齿板座内套采用200G7/h6间隙配合，比较松。轴与齿座用32mm通键间隙配合连接，端部选用M180*2大丝扣锁紧圆螺母与轴部螺纹拧紧，导致在齿板在破碎物料受力时产生径向及轴向冲击受力，因破碎物料为连续性、不均衡性冲击负荷，久而久之，造成轴外径、齿座内径磨损，配合间隙达0.5mm；同时因圆螺母设计单薄，锁紧力不能克服运行中的冲击负荷，造成锁紧圆螺母处螺纹微量变形并褪丝，是造成了以上轴向、径向移动的主要原因。
4.2.2、轴承发热，轴承损坏原因分析
A、轴承内圈油封为迷宫单油封结构，密封性有限；端耐磨板设计厚度为16mm，与齿辊间的距离为6.5mm，精煤破碎后细煤粉容易进入油封处，进而到达轴承腔内，造成油路堵塞，轴承磨损增大，进而损坏。
B、润滑脂输送管路较细为6mm，使用润滑脂粘度较大，在输送中阻力较大，造成轴承内缺油，进而损坏轴承。
C、使用3号锂基润滑脂粘度较大，也是造成供油速度慢，油量不足，轴承发热。
D、供油方式不合理，原采用间歇供油，每天润滑一或二次，每个供油点每次润滑量约6-10mL，对于单油封、密封不严易漏油的轴承箱结构是远远不够的，也是缺油、轴承发热损坏的原因。
E、原设计使用22232E普通结构轴承不能满足生产工况要求，承担不了冲击负荷。
第五章、设计优化及整改措施、优缺点比较
5.1、轴向、径向移动设计优化及整改
5.1.1、调整轴径与齿板座内套间隙配合，采用200H6/h6小公差过度配合，增加配合精度。装配的时候通过压力机把齿板座压入轴上，防止齿板座松动。
5.1.2、调整轴与齿座键连接，选用40mm键代替32mm通键连接，增加受力。
5.1.3、端部选用M180*2.5T型扣自锁紧圆螺母代替原大螺距螺母，锁紧螺母的厚度，由原设计厚度为30mm，现改为厚度50mm，同时改变轴上的螺纹长度与之配合，增加锁紧螺母的锁紧力量，防止齿辊轴向窜动。
5.2、轴承发热，轴承损坏设计优化及整改
5.2.1、增加轴承部端耐磨板的厚度。在齿辊的两端有两件端耐磨板，原设计厚度为16mm，与齿辊间的距离为6.5mm，现改为厚度20mm，与齿辊间的距离为2.5mm，防止大量煤粉进入轴承。
5.2.2、润滑脂输送管路由6mm改为8mm，以减少输送中阻力，增加供油流速，避免轴承内缺油而损坏轴承。
5.2.3、由原使用3#锂基润滑脂改为2#锂基润滑脂，降低润滑脂粘度，提高供油速度，提高单位时间内供油量，避免轴承发热。
5.2.4、调整加油制度，开车前打油20-30分钟，运行后每2小时自动润滑一次，每个供油点每次润滑量约不小于10mL，满足轴承用油，避免发热损坏。
5.2.5、调整轴承类别，由22232E普通结构轴承改为用大游隙轴承，用紧定衬套调整轴承径向间隙，轴承径向间隙的减少量为0.07-0.13mm，剩余间隙按有关轴承国家标准。
5.3、设备优化整改前后优缺点比较
第六章、结论
6.1、根据以上对FP50AM破碎机运行中出现问题分析，有正对性的对破碎机设计结构及运行要求做了优化整改，取得了明显效果，对提高设备使用性能，延长设备使用寿命具有重要意义，同时为FP50AM齿辊分级式破碎机的升级换代奠定良好基础。
6.2、通过此次分析研究过程现场跟踪，也总结了以下经验：为保证FP50AM破碎机安全稳定运行，不仅要保证设备的性能优越、结构可靠，而且要从管理上下功夫，从操作、检修维护上做文章，及时发现问题，及时解决问题，保持设备的完好状态。
6.3、使用、操作、维护
6.3.1、操作人员在开机之前阅读说明书，并检查设备，检查螺栓、入料漏斗、减速机的油位、轴承的润滑，确保正常。每天通过自动润滑油脂泵给破碎机的轴承加润滑脂。初次启动前，应对破碎机进行全面检查，确认无误后，才可启动设备。
在使用FP50AM齿辊分级式破碎机时，因为各处的煤质不同，通过调整两侧边齿板座上的调节垫片，破碎机的出料料度可作微量调整，以达到用户的要求。电控箱要密封防水、防尘，要经常检查电气及控制，正确选择转换开关到“就地”或“集中”，其停车按扭为“自锁”式，用停车按扭停车后，必须再次按动使停车按扭恢复原状态，才能保证下次正常开车。监测和记录电动机电流、电压、出料粒度、处理能力等数据。正常停机程序为先停料，待物料排净后才能停机，原则上不许带负荷启车。
6.3.2、维修FP50AM齿辊分级式破碎机前，详细阅读使用说明书，对破碎机各部位的结构进行熟悉，认清各个零部件的相对位置。
在更换齿板或齿套时，应注意使齿板与齿板座、齿套与齿环的接合面接触紧密，必要时可以采用适当的填料。填料成分为环氧树脂，聚酰胺树脂和氧化铁粉等，成分比例按树脂厂使用说明。特别是紧固齿板螺栓时，Z好使用扭矩扳手，应使各螺栓的紧固力大小相同，紧固三次后点焊死，更换螺栓用火焊吹掉。
轴承座与侧板之间应除水锈、油污，并涂Y-150厌氧胶（温度较低时需使用加速剂）。轴承座上下盖板、轴承座上体与轴承座下体之间配合面均匀涂0.1-0.2mm厚铁锚601密封胶。
黄油泵的柱塞部件是黄油泵的心脏，不能随便拆卸，零件出现过度磨损及无供油等情况时，应注意检查，更换。
更换油泵的管接头时，拧入柱塞座的管接头的拧入深度不能超过8mm，否则，会出现内出油孔堵塞，造成油泵憋车、烧电机现象。
设备出厂时，机内有少量润滑油，用户依说明书的要求，加注润滑油。首运行1两周后，需清油箱，换新油。以后每3-6个月换油一次。
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