圆锥破碎机过铁造成的6种故障及6个方面的改进措施-隆城矿业有限公司

文章内容

在原矿的开采、铲装、运输和加工过程中总会混入大小不一、形式各异的铁物，且利用现有除铁器和金属探测器难以有效去除，特别是在强磁性矿物的破碎工序中除铁更是困难，这些铁物随原矿一起进入破碎机容易造成过铁现象。本文通过案例分享过铁对破碎机的损伤以及采取的处理措施。
某选矿厂破碎系统采用三段一闭路破碎流程，主要是将0～1000mm的钒钛磁铁矿破碎至小于12mm含量至少95％的原矿，中破配置圆锥破碎机，前面各安装1台盘式电磁除铁器；细破3台圆锥破碎机，前面各转一台带式电磁除铁器。

1.过铁对破碎机的损伤

1.1 动锥衬板裂纹
破碎机频繁过铁容易造成破碎机动、定锥衬板裂纹，从而缩短衬板使用寿命，增加备件消耗。动锥衬板裂纹如图1所示。

1.2 损伤上、下架体止口配合面
破碎机过铁容易造成上、下架体连接螺栓松动或剪断，导致上、下架体锥形接触面发生相对运动，损伤止口。当止口磨损造成上下架体问隙配合后，破碎机将无法正常运行，只有外委修复后才能重新使用。
动锥衬板裂纹如图2所示，上、下架体止口配合面磨损如图3所示。

1.3 偏心组件及止推轴承损伤
破碎机过铁极易造成主轴与偏心铜套形成钢性嚣接触，相互摩擦，止推轴承错位运行，而导致偏心铜套、偏心衬套、下架体衬套和止推轴承烧损事故。
偏心铜套烧损如图4所示，下架体衬套烧损如图5所示。

1.4 上架体中心孔磨损、裂纹
破碎机过铁容易造成上架体衬套固定螺栓被剪断、上架体衬套松动、裂纹，导致上架体中心孔磨损或裂纹，以致上架体无法使用。上架体衬套裂纹如图6所示，上架体中心孔裂纹如图7所示。

1.5 传动齿轮损伤
破碎机过铁瞬间传动齿轮啮合受到冲击，易造成打齿。大齿轮损伤如图8所示，小齿轮损伤如图9所示。

1.6 主轴横断及躯体裂纹
破碎机过铁瞬间，运行功率、压力急剧升高，排矿口放大，若铁物尺寸较大(如大块钻头、牙尖、条形衬板等)卡在破碎腔内不能自行排出，在持续的高功率和高压力下极易造成主轴横断及躯体裂纹。主轴躯体损伤如图10所示，主轴上部横断如图11所示。

2.圆锥破碎机过铁处理措施

2.1 过铁后快速检查设备
破碎机运转过程中突然发出“咚咚咚”的金属撞击声、运行压力急剧升高或排矿口突然放大，表明破碎机发生了过铁，必须立即组织系统捡铁，防止细破循环过铁，同时快速检查破碎机。
(1)快速通过显示屏检查破碎机功率、压力、油温及排矿口等运行参数是否正常；
(2)快速检查上、下架体连接螺栓及止口有无松动；
(3)快速检查油管有无泄漏，油箱仪表系统及自动控制系统有无报警信号；
(4)停机检查安全联轴器剪切管有无剪断或位移；
(5)破碎机因过铁停机，必须检查剪切管是否完好，查看破碎腔铁物是否排出，严禁立即重启，防止造成安全联轴器抱轴。
2.2 改进破碎机主润滑油温度保护系统
当破碎机过铁时主轴受铁物挤压而偏斜，继续运转极易造成主润滑油温升高。该案例中破碎机油温保护原理为：当主润滑回油达到53℃时，发出报警(只在显示屏上显示，无声、光等信号提示，岗位不易察觉)；当油温达到63℃时，破碎机自动保护停机。
根据实践经验，当回油温度达到52℃时就会造成破碎机偏心铜套、偏心衬套、下架体衬套、止推轴承及主轴不同程度的龟裂和烧损。
对此，经过多次试验性改进，确定了最终改进方案：
一是将破碎机主润滑油温保护报警值下调至49℃；
二是增加给料输送带连锁装置，当油温达到49℃时，自动停止给料输送带，破碎机空转，若油温持续180S高于49℃，破碎机将自动保护停机；
三是在岗位操作室内安装了声光报警器，当回油温度达到49℃时，报警灯闪烁，并发出清脆响亮的报警声，及时提醒岗位采取相应操作。改进后，5台破碎机偏心铜套、偏心衬套、下架体衬套及止推轴承消耗数量较改进前降低70％左右。
2.3 优化破碎机油温突然升高的操作方法
当破碎机过较大尺寸铁物时，主轴和铜套发生硬摩擦，主润滑油温将从正常的45℃左右急速上升至48℃以上，此时必须立即采取以下操作：
(1)手动停止给料输送带，让破碎机空负荷运行，达到速降主润滑油温的目的；
(2)手动来回升高、降低主轴，使主轴与下架体铜套的硬接触点分离，避免油温继续升高；
(3)当油温降低至46℃时，停止主轴电动机，让油温快速降低至43℃以下；
(4)破碎机因油温高停机3-5min后，再次启动主电动机，空转破碎机，避免偏心铜套、偏心衬套及下架体衬套在高油温下发生粘连，抱死；
(5)当油温降低至43℃以下后，连续空转破碎机8～10min，若油温低于45℃，则恢复正常生产，如果油温仍高于48℃，则继续重复2-4步骤操作。
2.4 下调破碎机过铁压力保护值
破碎机安全联轴器上设有剪切管，当破碎机过铁时剪切管被剪断，立即停止主电动机，保护破碎机。其设计压力保护值为95-100MPa，但实践表明，破碎机过铁后，剪切管被剪断的概率非常小，起不到过铁保护作用，且容易造成安全联轴器抱轴、打齿等事故。
根据调试经验，将中、细破的压力设定值固定为：中破调至68～70MPa，细破调至78～80MPa。这样既能起到过铁保护作用，又能确保设备在正常负荷下运行。
2.5 下调细碎圆锥破碎机负荷运行功率、压力释放值
细碎圆锥破碎机主电动机功率为750kW，初装时，负荷运行功率、压力释放值分别为700kW和7.0MPa。
在日常运行中，排矿口设置为18-21mm，正常运行功率为500～580kW、压力为5.0～5.8MPa；当破碎机过铁时，瞬间运行功率达650～800kW、压力达6.5-10MPa。
后来将负荷运行功率、压力释放值分别下调至600kW和6.0MPa，动、定锥衬板使用寿命明显延长，且主轴躯体未有明显磨损。
2.6 优化上架体衬套安装方法
上架体衬套安装在中心孔内，由8颗高强度螺栓固定在中心孔法兰上，在破碎机过铁时，上架体衬套固定螺栓容易被剪断而造成衬套松动磨损上架体中心孔。
为此，在发现上架体中心孔磨损后，为确保上臂架衬套安装牢固，先在上架体衬套与中心孔接触面上涂抹工业修补剂再进行安装，螺栓紧固后，最后再在上臂架衬套与中心孔内壁问焊接加强肋加以固定，避免过铁造成破碎机臂架衬套松动而导致设备事故。
上架体衬套外表面涂抹修补剂如图12所示，焊接加固肋板如图13所示。