HP500破碎机动锥躯体频繁裂纹原因分析及对策

摘要：我矿自2005年使用hp500破碎机以来，就存在破碎机动锥体躯体频繁裂纹的问题，平均不到一年就有一个动锥裂纹，累计已有6个动锥躯体因裂纹而报废，每个动锥躯体价值70多万元，给企业造成较大的经济损失；为了有效防止动锥躯体裂纹的发生，必须认真分析，找准动锥体频繁裂纹的原因，并制定出有效的防范对策。

关键词：破碎机动锥衬板动锥躯体磨损；裂纹

引言

由美卓矿机公司生产的HP系列圆锥破碎机，是一种高效率破碎机，适用于各种石料的中碎、细碎破碎加工，在全世界矿业企业及水泥等企业得到广泛运用，在中国也有广阔的市场，其中我矿就有6台HP500破碎机；我矿自2005年通过技改引用HP500破碎机以来，使我矿系统产能得以大幅度提升；但也存在一个棘手问题，就是存在破碎机动锥躯体频繁裂纹的问题，动锥体一旦裂纹，价值75万余元的动锥就得报废；为了有效防止动锥躯体裂纹的发生，必须认真分析，找准动锥躯体频繁裂纹的原因，制定出有效的防范对策。

1.我矿HP500破碎机的使用现状：

我矿于2005年开始安装使用HP500破碎机，2005年安装使用三台，2007年安装使用三台，共安装使用HP500破碎机6台，其中两台用于中碎，四台用于细碎；自安装使用以来，就频繁发生动锥体裂纹、动锥体与衬板配合面磨损问题，平均每不到一年就有一个动锥躯体因裂纹而报废，至2012年，累计已有6个动锥体裂纹而报废，累计已裂纹报废6个动锥躯体，总价值达450万元，给企业遭成较大的经济损失。

1.1.动锥躯体频繁裂纹的原因分析：

1.1.1.动锥躯体严重磨损是动锥躯体频繁裂纹的原因之一：

HP500破碎机动锥部件结构图

动锥躯体的磨损根本原因是因动锥衬板松动所至，由于HP500破碎机的动锥处于快速偏心旋转、并承受强大的破碎挤压力、摩擦力等各种复杂的受力状态，在如此复杂受力及偏心旋转运动状态下，当衬板安装等某一环节存在问题时，就容易导致衬板松动。通过分析，主要有以下几个常见因素易导致衬板松动而使动锥体被磨损：

1.1.1.1.安装动锥衬板时，动锥躯体上的脂涂摸太多：为了便于衬板的更换，防止更换衬板时衬板背衬填料粘贴在动锥躯体上，需要向动锥躯体上涂摸上一点点脂，但如果脂涂摸太多，油脂层太厚，背衬填料的填充就不够严实，会导致充填进去的衬板背衬与躯体之间存在间隙，在破碎机工作过程中，由于持续受到冲击、振动等原因，易使背衬填料局部断裂、松动等，进而导至动锥衬板松动，处于松动状态的动锥衬板及背衬填料，均会对动锥躯体进行磨蚀、损伤。

1.1.1.2.动锥衬板到更换周期不及时更换，动锥衬板因磨损至过薄，在破碎冲击力作用下就易发生变形，导致动锥衬板松动而磨损动锥躯体，或是因衬板本身裂纹、甚至局部被磨通而伤及动锥躯体；

1.1.1.3.动锥衬板配合精度差，动锥衬板与躯体贴合不紧密，配合面的间隙超过要求，在这种情况下，当衬板厚度被磨损到一定程度时，易使衬板变形，使配合发生改变，最终导致动锥衬板松动而磨损动锥躯体；

1.1.1.4.动锥衬板装配时，衬板与动锥躯体配合面的小凸起等未清理、打磨平整，导致动锥衬板与躯体配合不严实，存在间隙，当衬板厚度被磨损到一定程度时，同样容易使衬板变形，导致动锥衬板松动而磨损动锥躯体；

1.1.1.5.衬板背衬填充物质量差，强度不够或是质地较脆，当使用到一定程度时，在破碎冲击力的作用下，不合格的背衬填料易发生碎裂，导致填料导及动锥衬板松动而损伤动锥躯体；

1.1.1.6.动锥衬板安装时，锁紧螺母预紧力不够，动锥衬板未被充分压紧，在使用中容易导致动锥衬板松动而损伤动锥躯体；

1.1.1.7.释放压力过低、或是未实现挤满给矿，会加大环跳动频率，加大振动及交变负荷，也容易导致动锥衬板松动而损伤动锥躯体；

1.1.2.排料口调得太小，或是粘性粉状物料太多等其它因素，使破碎机常处于超负荷运行状态，动锥承受较大的破碎力增大，是动锥躯体裂纹的重要原因之一，如下图所示。

由于动锥的旋转是靠动锥躯体与偏心套摩擦而产生的，当负荷过大时，由于动锥躯体与破碎介质产生的摩擦力增大，便增大动锥旋转的阻力，动锥转速就会降低，从上式中可以看出，当动锥转速降低时，破碎力就会增大。强大而经常处于交变状态的破碎力，更容易导致动锥身体疲劳而产生疲劳裂纹或是其它部件损坏；

1.1.3.释放缸压力保护值调得过高，当过铁、给料不均是负荷过大等需要调整环跳动进行保护时，调整环跳动不了，失去保护作用，使破碎力过大而导致动锥躯体裂纹；

1.1.4.动锥躯体本躯存在质量缺陷，如热处理达不到要求、存在铸造气孔或砂眼等，也会导致动锥躯体裂纹，但该原因并不是主要原因，出现的机率也不高，并且使用单位也不具备质量检测检验的条件，无法对其质量缺陷进行准确检测。

但是动锥躯体的磨损及裂纹，实际情况比较复杂，往往并非某一单一因素所至，而可能是上述几个因素同时作用的结果。

1.2.防范对策：

针对动锥躯体裂纹的原因分析，主要可采取以下几点防范对策：

1.2.1.安装动锥衬板时，动锥躯体上的脂涂摸最好不要用脂类油，改用稀油涂摸，并用海棉均匀的擦试一遍，能够防止填料与动锥粘合到一起就行，且要避免将油涂到衬板与动锥躯体的配合面上，否则的话会影响衬板的配合效果；

1.2.2.动锥衬板磨损量超过三分之二或是衬板存在裂纹后，必须及时更换衬板，以防止因衬板磨通或是因变型松动而伤及动锥躯体；

1.2.3.安装衬板时，必须认真检查配合面，认真打磨处理毛剌、污垢、小凸起等，确保衬板与动锥面配合良好；

1.2.4.使用合格的动锥衬板，最好是使用设备供应厂商提供的合格产品，以保障衬板良好安装配合及稳定的使用寿命；

1.2.5.使用合格的衬板背衬填料，以确保背衬具有较强的耐冲击能力和良好的减振功能；

1.2.6.动锥衬板安装时，锁紧螺母预紧应使用固定的力臂扳手和固定的撞锤进行紧固，并规定撞击时间和次数，避免凭感觉判断是否已紧固；

1.2.7.须确保释放压力值在合适范围内，避免出现过高或过低，以防止调整环跳动过于频繁，并能确保当过铁等时调整环跳动能起到保护作用；须每月检测、调整储能器氮气压力，使储能器氮气压力保持在9.5-10.5MPa范围内；使释放液压值不低于14.5MPa，也不高于超过16.5 MPa；

1.2.8.应根据破碎物的硬度系数等物理特性，选择合适的排料口尺寸，如果破碎物中伴有粉状物料的，最好使用筛分等将粉状物料进行分离出去，以保障破碎机处于允许的负荷范围内运行。

1.2.9.动锥躯体配合面磨损后修复使用，需严格按工艺要求进行修复，确保因修复导致材质变化、应力集中的出现，当动锥躯体因磨损须修复时，最好能返厂修复。

2.结束语

我矿在使用实践中进行总结分析，找准了动锥躯体裂纹的原因所在，自2012年以来，我们制定出了上术防范对策，并严格按照上述防范对策进行使用管理后，取到了显著效果，动锥躯体的磨损情况明显改善，动锥躯体衬板配合面磨损速度明显变慢，修理周期延长了10个月，动锥躯体至2012年以来从未发生过裂纹。该对策措施成果大大延长了破碎机的动锥躯体的使用寿命，有效降低设备使用维护量和运行成本。目前HP系列破碎机使用十分普遍，该对策措施值得广泛推广采用，并可在同结构类型或是类似结构的设备上泛推广采用，其作为设备日常管理维护比较实用的理论及经验，推广采用十分必要！

参考文献：

[1]万肖涛、PYZ1750圆锥破碎机“飞车”事故分析.矿山机械1988.10

[2]机械设计手册，单行本，常用设计资料，成大先主编，北京化学工业出版社，2004.1

[2]郎世平，郎宝贤.论圆锥破碎机动锥的稳定性.矿山机械2003.10