HP500破碎机定锥衬板脱落原因分析及解决方法

【摘要】HP500以层压破碎理论为设计基础。是通过电动机带动三角皮带、传动轴、小锥齿轮、大锥齿进而带动偏心铜套旋转,破碎圆锥轴心线在偏心轴套的迫动下做旋转摆动,从而使圆锥破碎机的动锥...

摘要:针对hp500圆锥破碎机定锥衬板突然掉落事件,分析发生此次故障成因,并对解决方法进行总结。

关键词:适配环 定位销 断裂

中图分类号:TD4 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)04(c)-0095-01

因原有沈阳重型机械厂生产的7FT短头型圆锥破碎机存在故障率过高,维修困难、自动化程度不高、调节能力不足等诸方面不利条件,我矿于2007年决定引进安装高效率、高性能的美卓HP500圆锥破碎机。该机各方面性能稳定,自安装投产以来,总体运行情况一直良好。

1 HP500圆锥破碎机的工作原理为

HP500以层压破碎理论为设计基础。是通过电动机带动三角皮带、传动轴、小锥齿轮、大锥齿进而带动偏心铜套旋转,破碎圆锥轴心线在偏心轴套的迫动下做旋转摆动,从而使圆锥破碎机的动锥时而靠近又时而离开固装在调整套上的定锥表面,散体矿石在破碎腔内呈多层分布时受压破碎。在破碎机的生产实践中,层压破碎的概念指的是岩石颗粒的破碎不仅发生在颗粒与衬板之间,同时也大量发生在颗粒与颗粒之间。其特征是在破碎腔的有效破碎段形成高密度的多个颗粒层,将充分的破碎功作用于岩石颗粒群,充分发挥层压破碎和次生破碎作用,获得极高的破碎率。采用层压破碎理论的HP500较原7Ft短头型破碎机在生产能力上的突出优点是可以摆脱完全依靠排矿口来控制出料粒级的情况,从而实现较大的进料粒度、较小的排料粒度和较大的处理能力,符合我矿实际生产需要。

2 出现的问题:定锥衬板脱落坠入破碎腔

2010年10月18日3点19分,HP500圆锥破碎机在开动中出现定锥衬板脱落,坠入破碎腔现象。定锥衬板为该破碎机重要组成部件,作用是与动锥衬板共同构成破碎腔,在其中挤压破碎矿石。停机后经检查发现,起支撑定锥衬板作用的适配环上的四个定位销全部断裂。断裂部位为适配环和定锥支撑接触面处(图2所示II位置处)。观察适配环,发现其基本保持完好。该适配环和定位销皆为生产厂家原机装配,该部位日常检查无法发现,且查找使用说明书,也没有相关的要求和说明。因此自该破碎机机投产后未做过此部位的相关检查。本次事件也是HP500安装以来出现的第一起定位销断裂,定锥衬板脱落事故。

3 事故原因分析

由图1可见定锥衬板在定锥上的具体安装形式。适配环用四个对称分布的定位销固定在定锥上,适配环上同样对称设置6个楔块螺栓组合件,将整个定锥衬板支撑固定。定锥衬板与定锥间充填腔用环氧树脂填充,起加强固定定锥衬板作用。因为该机破碎原理,在动锥旋转摆动挤压矿石时,有极大地水平方向的推力通过定锥衬板法兰与楔块倾斜面的接触、楔块与适配环的接触,逐级传递到适配环上,这就使得适配环在与定锥的接触面处产生了极大地剪切力,此力完全由固定适配环的四个定位销承受,该定位销同时也会受到不小的扭力的作用。因为给入矿石情况的变化和动锥运动特点,此处产生的剪切力、扭力的大小、方向无规律可循,在长期的变化的剪切力和扭力等的综合作用下,四个定位销终于达到疲劳极限,发生断裂。失去定位销固定的适配环在传递过来的推力等的作用下开始发生相对运动,其上的楔块组件受其运动的影响,与定锥衬板法兰的配合接触面失稳,直接导致定锥衬板脱落坠入破碎腔。按照使用说明书要求,在更换新的定锥衬板后,要检查定锥衬板和楔块倾斜表面各个接触点,确保楔块倾斜表面的中心和定锥衬板法兰正确接触(图1中I处所示)。可见此接触处对保持定锥衬板稳定的重要性。而此次衬板坠落正是因为适配环相对运动导致此接触面失稳而引起。

4 解决方法

查找使用说明书和HP500相关资料,皆没有有关此种问题的记录。若按照常规解决方法,只需从销孔取出断裂定位销,按原定位销尺寸、材料等参数重新加工四个定位销复位即可,经此种方法处理后,定位销受力情况与从前一样,长时间开机承受变化载荷后,再此发生断裂的可能性相对较大。为进一步降低再次发生此类事故的风险系数,经破碎工段与机电科技术人员研究商讨决定,根据多年从事机械行业遇到的类似问题处理经验,决定在保证不破坏适配环与定锥物理机械性能的前提下,适当增设4个楔口,加入压块,加强对适配环和定锥之间的固定作用。该楔口与原定位销孔一样贯穿联通适配环和定锥。为了加工工艺的方便,提高新增定位压块对该处剪切应力、扭力的抵抗能力,决定加大受力面积,将楔块形状定为50mm×60mm×80mm的长方体(四个棱边倒圆)。后经由机动部联系相关厂家进行加工。按照计划,所增设楔口在适配环上呈对称分布,但加工时观察发现,对称开楔口会影响到原有楔块螺栓总成的安装与拆卸,遂根据实际情况酌情选择位置。安装后原定位销与新增压块形状及其相对位置的图形为图2所示。

图2中圆柱面处即为原定位销,四方块处为本次新加工的定位点。此新增定位点极大地分担了由楔块传过的剪力和扭力,新加压块的承受破坏的能力也要强于原定位销子,即使在原定位销再次发生断裂的情况下,四方楔块发生破坏的可能性极小。依然可以有效防止适配环发生相对运动。即防止再次发生定锥衬板脱落的现象。

5 结语

本次衬板脱落事件为突发事故,在寻找不到相关解决资料和说明的前提下,工段和机电科能从实际情况出发,发挥多年从事机械行业所积累的经验的作用,积极寻找方法,使问题得到良好的解决,并为为以后类似事件的处理提供了良好的经验素材。