HCSC18环锤式破碎机故障分析与处理

1引言

煤炭破碎是火力发电的重要环节，环锤式破碎机是煤炭破碎的关键设备。华电集团某发电厂输煤系统使用的HCSC18重型环锤式破碎机是国内自行制造生产的超大型碎煤设备，该设备额定出力1800t/h，装机功率900kw,整机质量45780kg，外形尺寸4544×3900×2380mm。由于工作过程中振动大、尾部轴承运行温度高、“跑、漏”煤粉煤灰严重、出料粒度不合规定要求等原因需对其进行大修作业。

2工作原理及结构

环锤式破碎机适用于破碎抗压极限在12MPa以下的各种物料[1]（如烟煤、无烟煤、褐煤、冻煤及焦炭等）。

2.1工作原理及主参数

环锤式破碎机是一种带有冲击环锤的转子式破碎机[2]。物料进入破碎机后，首先受到随转子高速旋转的环锤的冲击作用而破初碎。被初破碎的物料同时从环锤外获得动能，高速度地冲向破碎板和筛板后再次被撞碎。受到第二次破碎后，落到筛板上，受到环锤的剪切、挤压、研磨以及物料与物料之间的相互作用进一步破碎到规定的粒度，而后从筛板栅孔中排出。而少量不能被破碎的物料如铁块、木块等杂物，则随拨料板被抛到杂物收集器，定期清除。

2.2主要结构

环锤式破碎机主要有下机体、后机盖、中间机体、前机盖、转子、同步调节器、筛板架、出轴端盖、启闭液压系统等九部分组成[3]。结构简图见图1(a)、(b)。

图1 HCSC18重型环锤式破碎机结构简图

3 故障原因分析及处理

转子系统是破碎机关键部件，它的正常工作是物料顺利破碎的前提条件。转子系统的振动过大对整机工作的可靠性有重大影响。实测HCSC18重型环锤式破碎机转子系统振动数据见表1。

3.1原因分析

由于碎煤机环锤断裂、磨损、粘煤严重，而使转子不平衡，在运动中产生离心惯性力而引起振动；由于轴承安装不正确使轴承游隙过大或轴承损坏，引起的振动；由于轴承锁紧螺母的止退垫片损坏，造成螺母松动而产生振动；由于碎煤机内部部件松动引起筛板架、筛板、打击板、衬板的振动等[4]。引起振动的原因很多，现就关键零件摇臂、环锤和轴承进行分析与维护。

3.2摇臂维修

在环锤式碎煤机运行过程中摇臂的磨损是不可避免的，磨损后的摇臂对碎煤机的振动和平衡影响极大。磨损严重的摇臂一定要进行更换。磨损不大的可以进行修复，但要求补焊找平衡。在补焊前做了静平衡实验，在环锤、环轴取下后，一个人均匀用力转动摇臂，反复转动，然后捆绑螺帽或其它重物找平衡点以确定补焊点、补焊位置、补焊重量，由有经验的高级焊工用对每一列摇臂进行补焊作业。焊完每个摇臂后的焊条头保存好，做好标记称重并记录数值，努力做到最佳平衡。

一号轴从左往右4,5,6,7,8,9摇臂补焊总重量2.05千克。

二号轴从左往右4,5,6,7,8摇臂补焊总重量1.85千克。

三号轴从左往右4,5,6,7,8,9摇臂补焊总重量2.25千克。

四号轴从左往右4,5,6,7,8摇臂补焊总重量1.7千克。

经静平衡试验后确认转子基本达到静平衡见图2（a）、（b）、（c）。

3.3.1环锤配重基本原理

比如两列环锤初始排列顺序为X1X2X3X4X5X6和Y1Y2Y3Y4Y5Y6，分别用X1-Y1,X2-Y2,X3-Y3,X4-Y4,X5-Y5,X6-Y6得出6个代数差。如果X比Y大则为正代数差，小则为负代数差。将这6个代数差相加，如果等于零则说明两组环锤总重量一样，如果不是零就可以根据数据需要颠倒某一组的排列顺序（即X和Y的位置互换），即可逐步将差值趋于零或接近零值，误差控制在150克以内。如果差别还是太大，则可将相邻的X和X或相邻的Y与Y做调整，然后在进行上述程序调整即可。

3.3.2 圆环锤配重

原始数据：

将上述环锤分成两组并进行配重计算，并不断调整至两组重量趋于一致。经过反复计算调整后第一组数据如下

总重量927.8千克，共12个（重量从大到小）。 经过反复计算调整后第二组数据如下

总重量927.8千克。共12个（重量从大到小）。

3.3.3 齿环锤配重 

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原始数据：

经过反复计算调整后第一组数据如下：

总重量679.05千克，共11个（重量从大到小）。  经过反复计算调整后第二组数据如下：

总重量679.05千克，共11个（重量从大到小）。

调整好的环锤按顺序进行安装，安装工艺是：转动转子使转子上排环锤对准开口处，卡住转子使其不能转动，用专用起吊装置（电动葫芦或者倒链）将这一排环锤全部吊住使其不能转动，拆下环锤两端的挡盖，这样一排环锤在环轴取出的过程中就逐个地被吊出拆下，将配置好的一排环锤用专用起吊工具挨个吊起随着环轴回装的进度回装环锤，直到这一排环轴进完环锤回装完毕，回装挡盖紧固螺丝。然后再取掉卡住转子工具，转动转子到另一开口处，这样逐个将四排环锤回装完毕。

将每一组中最重的环锤安装在电机端，最轻的安装在尾端。通过我们多年实践证明这样的环锤排列方式振动小，噪声小，运行更平稳。装配好的环锤见图3。

3.4轴承维护

将拆卸下来的轴承（调心滚子轴承23252CC/C3W33）清洗，检查轴承内外圈、内外圈支架、滚珠、滚柱、无变色、麻点麻坑、划痕之后调整装配，测量间隙，计算膨胀量。

3.4.1轴承间隙测量数据

1.尾端

尾端轴承间隙：单位（mm）

2.首端

首端轴承间隙：单位（mm）

通过调整装配使尾端轴承、首端轴承的膨胀游隙达到规定要求。见图4

3.4.2试运行测量数据

HCSC18重型环锤式破碎机各部分维修完成后装配成整机（其他部分的维护从略）。通过空载和负荷运行，其振动值、轴承运行温度数据见表2、表3。同时“跑、漏”煤粉煤灰、出料粒度不合规定要求的现象得到了彻底根治。

4结论

（1）将每一组中最重的环锤安装在电机端，最轻的安装在尾端。通过我们多年实践证明这样的环锤排列方式振动小，噪声小，运行更平稳。

（2）设备虽然采用限矩形液力耦合器进行动力传递，可以在一定程度上减少不平衡力的作用，但联轴器同心度偏差过大仍是设备故障的一个重要原因。故需要高度重视联轴器的找中心工作。

（3）轴承的定期补换油工作是日常检修维护的主要工作，对设备的安全运行至关重要，一定要按时按量按标准进行。

参考文献

[1]中华人民共和国国家发展和改革委员会.JB/T8911-2008环锤式破碎机[S].北京:机械工业出版社,2008.

[2]樊鹏,董伯泉.环锤式破碎机的结构改进[J],耐火与石灰,2010,35(5):5-6.

[3]韩敦伟等.环锤式碎燥机振动原因分析[J],煤矿机械,2008,29(7):67-69.

[4]万书军.浅析环锤式碎煤机振动的原因及处理[J],科教文化,