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【摘要】圆锥破碎机在建筑、煤炭、矿山、冶金等行业被广泛的应用。本文通过对圆锥破碎机发生“飞车”的原因进行分析,总结出几条重要的预防“飞车”事故发生及其处理的方法。这些都是本人在日常工作实践中积累的经验,希望对同行业的人员有所帮助。
【关键词】飞车;衬套;间隙量
在破碎机械设备中,圆锥破碎机以其产量高、能耗低、破碎比大、产品颗粒度细且均匀等优点而占据着重要地位,在建筑、煤炭、矿山、冶金等行业被广泛的应用。圆锥破碎机在有负载运行时,容易出现“飞车”故障,进而引发主电机烧毁、折断齿轮、主轴断裂、机架开裂等事故,同时,“飞车”事故还容易提升润滑油的温度,导致润滑油的浓度降低,并从碗形瓦处甩出,如果这一事故不能及时处理,一旦润滑油脂大量损失,整个传动部分的零部件将带来毁灭性损坏。另外,破碎机动锥如果长时间剧烈的“飞车”运行,其锥套、架体会成套的开裂或烧坏,主轴和锥套结合处,由于高温生成烧结点,导致主轴上产生一些环形沟槽。而圆锥破碎机的各结构部件,其结构外形重量大、制作工艺要求高、制造维修成本也偏高,所以,及时发现、排除“飞车”故障,是尤为重要的。
一、圆锥破碎机出现“飞车”故障的主要原因
铜套与主轴的配合间隙引起的故障。当铜套与主轴的配合间隙偏大时,主轴将与锥套产生撞击力,进而引发动锥剧烈横摆,整机即发生强烈振动。当配合间隙较小时,主轴与铜套接触面润滑油量过低,起不到润滑作用,即无法形成润滑油膜从而导致“飞车”事故。
锥套内壁质量不合格引起的故障。如果锥套内壁的加工精度未达到要求,会造成锥套与主轴非面接触,而成为点接触,进而间隙中的油膜容易被破坏,主轴自转速度将失去控制,造成“飞车”事故。
动锥球面或碗形瓦表面磨损,球面形状遭到破坏,或球面加工质量不合格,无法良好的接触,仅为点接触,从而引发“飞车”。另外,当破碎机在长时间的运行过程中,由于碗形瓦磨损变薄,动锥下沉,导致铜套与主轴的配合间隙减小,也会造成“飞车”事故。
破碎机在运行时,各传动件之间将会产生大量的热量。一般情况下,热量会通过换热器进行释放,使系统热平衡。如果传动系统产生的热量过大,冷却器无法满足系统的热平衡,或冷却器故障等原因,热平衡将被打破。从而油温将不断升高,油膜强度下降导致干摩擦,碗形瓦、架体衬套、轴套和锥套等滑动接触的部位就会产生烧伤,最终导致主轴和锥套粘接,引发“飞车”事故。
如果锥套在运转时,受到如金属等非破碎物的作用时,将导致负荷增大,固定锥套的灌锌脱落,锥套上窜,从而导致主轴和锥套间的间隙量减小即“抱轴”,主轴与偏心套快速运转,进而引发“飞车”。
在安装时,大小伞齿的齿隙调整不准确,或大小止推圆盘在圆锥破碎机长期运行的状态下产生磨损,导致上圆盘和偏心套的接触支口产生倾斜沟槽,大小齿轮的啮合间隙发生改变,产生跟切或打齿现象,最终促使主轴和锥套的接触状态发生改变,引起“飞车”事故。
稀油系统正常的输出油压力为0.81bar~1.5bar。当稀油系统因故无法正常供油,压力继电器的联锁保护也未能正常发挥作用时,滑动接触的部位就会发生快速并严重的烧伤,最终导致“飞车”。另外,由于润滑的问题,如润滑油质量不合格、润滑油粘度不够、防尘装置封闭不严导致粉尘或杂质进入润滑油路、润滑油温过高等,将导致整个润滑系统无法形成润滑油膜,也会造成“飞车”现象。
二、圆锥破碎机产生“飞车”的预防措施
预防“飞车”的关键措施即为“及时发现,立即排除”,绝不允许在“飞车”状态下继续运转。根据现场的实际情况,分析并找出引起“飞车”的原因,采取对应措施。
1、主轴与锥套间的间隙量检查与处理方法
SXHD-7标准圆锥破碎机的锥套与主轴上端间隙取值2.74~3.2mm,下端间隙取值7-8mm;偏心套与架体衬套的间隙量3.2mm左右;大小伞齿轮的齿隙,齿顶为3.175-7.925mm,齿侧为1.27-1.778mm。日常对锥套和主轴的间隙检修时,只对上口间隙进行检测,即在薄边和厚边锥套上口处各贴放一段粗细适中的保险丝。将锥体及主轴吊装于锥孔内,锥体球面在碗形瓦上要压实,后吊出锥体,测量两个保险丝的厚度,其值即为锥套上口与主轴的实测间隙量。主轴与锥套的间隙量调整,可通过对碗形轴承座和机架接触面的垫铁厚度的更改来实现。测量大、小伞齿齿轮齿隙时,偏心套重边应处于小齿轮侧。
2、锥套与主轴的薄边侧接触情况检查与处理方法
当接触范围低于锥套高度的四分之一,或在50mm×50mm面积内的接触点小于一点时,则要采用三棱刮刀或角向磨光机对内孔高点进行刮研,同时要用钢板尺对打磨处的内孔母线进行检测,要求目测间隙量为零,粗磨满足要求。再在接触面处涂抹研磨剂,装入锥体空转10分钟后吊出检查打磨,并反复操作至接触范围处于锥套高度的四分之一以上,并与主轴均匀接触,在50mm×50mm面积内的接触点大于一点;当锥套上口出现一条长度小于200mm,且沿母线方向的裂缝,但不影响锥套与主轴的接触和间隙时,可在裂纹下端钻一个直径为8~10mm的止裂孔后继续使用;当偏心轴套薄边侧因受热向内凸起时,用磨光机对内孔进行打磨,钢板尺边沿锥孔的母线方向进行检测。将锥套插入与锥孔内运转,并视配合情况反复打磨、检查。锥套与偏心套孔间的间隙量要小于0.1mm。
3、动锥球面和碗形瓦接触量的检查与处理方法
将研磨剂均匀的涂抹在动锥球面上后,动锥躯体和碗形瓦互研,使接触点均匀的分布在碗形瓦半径的1/3~1/2圆环内,内圆周的楔形间隙量保持在0.5~lmm之间,在每25mm×25mm的面积范围内不得少于一个接触点,另一侧的半径1/2内圆内无接触点。另外,当碗形轴承的磨损量较大时,锥体下降较大,动锥球面无法与碗形瓦内圆接触,应及时更新碗形瓦。
4、偏心轴套圆盘磨损的处理方法
当偏心轴套上的圆盘磨损量较大时,可采用先堆焊后车的修复办法;当磨损较小时,可在圆盘另一侧钻孔,调面后继续使用。
5、设置自动润滑监测系统
润滑系统要与主电机、配套的给料机进行电气联锁,以确保破碎机作业过程中,各传动部能得到充分的润滑。只有在油泵启动后,主电机才能启动运转,油泵停止或油压低于0.05MPa,温度高于55℃时,由控制系统发出信号,主电机、给料机停止运转,保证传动部件不受损坏。机械油的选择可参考气候的变化,一般温度可采用40#机械油,夏季选择50#机械油,冬季选择20#或30#机械油。
6、尼龙衬套替代铜衬套
尼龙衬套具有重量轻、成本低、耐磨、耐疲劳等优点而被广泛的应用于替代传统的铜衬套,同样圆锥破碎机也可采用尼龙衬套替代铜衬套。当偏心轴套薄壁侧向内凸起时,尼龙衬套可通过塑形变形来弥补这一缺陷。而且,当尼龙衬套与主轴发生胶合时,其强度要低于铜套,因此导致引发“飞车“的机率要低很多。但在使用尼龙衬套替代铜衬套,其装配的过盈量要稍大一些,同时要选择与之相应的冷却系统。
参考文献
[1]郎宝贤.圆锥破碎[M].北京:机械工业出版社,1998.
作者简介
刘博(1987年8月)男,汉族,大学本科,助理工程师,主要从事机械制造工作。
【关键词】飞车;衬套;间隙量
在破碎机械设备中,圆锥破碎机以其产量高、能耗低、破碎比大、产品颗粒度细且均匀等优点而占据着重要地位,在建筑、煤炭、矿山、冶金等行业被广泛的应用。圆锥破碎机在有负载运行时,容易出现“飞车”故障,进而引发主电机烧毁、折断齿轮、主轴断裂、机架开裂等事故,同时,“飞车”事故还容易提升润滑油的温度,导致润滑油的浓度降低,并从碗形瓦处甩出,如果这一事故不能及时处理,一旦润滑油脂大量损失,整个传动部分的零部件将带来毁灭性损坏。另外,破碎机动锥如果长时间剧烈的“飞车”运行,其锥套、架体会成套的开裂或烧坏,主轴和锥套结合处,由于高温生成烧结点,导致主轴上产生一些环形沟槽。而圆锥破碎机的各结构部件,其结构外形重量大、制作工艺要求高、制造维修成本也偏高,所以,及时发现、排除“飞车”故障,是尤为重要的。
一、圆锥破碎机出现“飞车”故障的主要原因
铜套与主轴的配合间隙引起的故障。当铜套与主轴的配合间隙偏大时,主轴将与锥套产生撞击力,进而引发动锥剧烈横摆,整机即发生强烈振动。当配合间隙较小时,主轴与铜套接触面润滑油量过低,起不到润滑作用,即无法形成润滑油膜从而导致“飞车”事故。
锥套内壁质量不合格引起的故障。如果锥套内壁的加工精度未达到要求,会造成锥套与主轴非面接触,而成为点接触,进而间隙中的油膜容易被破坏,主轴自转速度将失去控制,造成“飞车”事故。
动锥球面或碗形瓦表面磨损,球面形状遭到破坏,或球面加工质量不合格,无法良好的接触,仅为点接触,从而引发“飞车”。另外,当破碎机在长时间的运行过程中,由于碗形瓦磨损变薄,动锥下沉,导致铜套与主轴的配合间隙减小,也会造成“飞车”事故。
破碎机在运行时,各传动件之间将会产生大量的热量。一般情况下,热量会通过换热器进行释放,使系统热平衡。如果传动系统产生的热量过大,冷却器无法满足系统的热平衡,或冷却器故障等原因,热平衡将被打破。从而油温将不断升高,油膜强度下降导致干摩擦,碗形瓦、架体衬套、轴套和锥套等滑动接触的部位就会产生烧伤,最终导致主轴和锥套粘接,引发“飞车”事故。
如果锥套在运转时,受到如金属等非破碎物的作用时,将导致负荷增大,固定锥套的灌锌脱落,锥套上窜,从而导致主轴和锥套间的间隙量减小即“抱轴”,主轴与偏心套快速运转,进而引发“飞车”。
在安装时,大小伞齿的齿隙调整不准确,或大小止推圆盘在圆锥破碎机长期运行的状态下产生磨损,导致上圆盘和偏心套的接触支口产生倾斜沟槽,大小齿轮的啮合间隙发生改变,产生跟切或打齿现象,最终促使主轴和锥套的接触状态发生改变,引起“飞车”事故。
稀油系统正常的输出油压力为0.81bar~1.5bar。当稀油系统因故无法正常供油,压力继电器的联锁保护也未能正常发挥作用时,滑动接触的部位就会发生快速并严重的烧伤,最终导致“飞车”。另外,由于润滑的问题,如润滑油质量不合格、润滑油粘度不够、防尘装置封闭不严导致粉尘或杂质进入润滑油路、润滑油温过高等,将导致整个润滑系统无法形成润滑油膜,也会造成“飞车”现象。
二、圆锥破碎机产生“飞车”的预防措施
预防“飞车”的关键措施即为“及时发现,立即排除”,绝不允许在“飞车”状态下继续运转。根据现场的实际情况,分析并找出引起“飞车”的原因,采取对应措施。
1、主轴与锥套间的间隙量检查与处理方法
SXHD-7标准圆锥破碎机的锥套与主轴上端间隙取值2.74~3.2mm,下端间隙取值7-8mm;偏心套与架体衬套的间隙量3.2mm左右;大小伞齿轮的齿隙,齿顶为3.175-7.925mm,齿侧为1.27-1.778mm。日常对锥套和主轴的间隙检修时,只对上口间隙进行检测,即在薄边和厚边锥套上口处各贴放一段粗细适中的保险丝。将锥体及主轴吊装于锥孔内,锥体球面在碗形瓦上要压实,后吊出锥体,测量两个保险丝的厚度,其值即为锥套上口与主轴的实测间隙量。主轴与锥套的间隙量调整,可通过对碗形轴承座和机架接触面的垫铁厚度的更改来实现。测量大、小伞齿齿轮齿隙时,偏心套重边应处于小齿轮侧。
2、锥套与主轴的薄边侧接触情况检查与处理方法
当接触范围低于锥套高度的四分之一,或在50mm×50mm面积内的接触点小于一点时,则要采用三棱刮刀或角向磨光机对内孔高点进行刮研,同时要用钢板尺对打磨处的内孔母线进行检测,要求目测间隙量为零,粗磨满足要求。再在接触面处涂抹研磨剂,装入锥体空转10分钟后吊出检查打磨,并反复操作至接触范围处于锥套高度的四分之一以上,并与主轴均匀接触,在50mm×50mm面积内的接触点大于一点;当锥套上口出现一条长度小于200mm,且沿母线方向的裂缝,但不影响锥套与主轴的接触和间隙时,可在裂纹下端钻一个直径为8~10mm的止裂孔后继续使用;当偏心轴套薄边侧因受热向内凸起时,用磨光机对内孔进行打磨,钢板尺边沿锥孔的母线方向进行检测。将锥套插入与锥孔内运转,并视配合情况反复打磨、检查。锥套与偏心套孔间的间隙量要小于0.1mm。
3、动锥球面和碗形瓦接触量的检查与处理方法
将研磨剂均匀的涂抹在动锥球面上后,动锥躯体和碗形瓦互研,使接触点均匀的分布在碗形瓦半径的1/3~1/2圆环内,内圆周的楔形间隙量保持在0.5~lmm之间,在每25mm×25mm的面积范围内不得少于一个接触点,另一侧的半径1/2内圆内无接触点。另外,当碗形轴承的磨损量较大时,锥体下降较大,动锥球面无法与碗形瓦内圆接触,应及时更新碗形瓦。
4、偏心轴套圆盘磨损的处理方法
当偏心轴套上的圆盘磨损量较大时,可采用先堆焊后车的修复办法;当磨损较小时,可在圆盘另一侧钻孔,调面后继续使用。
5、设置自动润滑监测系统
润滑系统要与主电机、配套的给料机进行电气联锁,以确保破碎机作业过程中,各传动部能得到充分的润滑。只有在油泵启动后,主电机才能启动运转,油泵停止或油压低于0.05MPa,温度高于55℃时,由控制系统发出信号,主电机、给料机停止运转,保证传动部件不受损坏。机械油的选择可参考气候的变化,一般温度可采用40#机械油,夏季选择50#机械油,冬季选择20#或30#机械油。
6、尼龙衬套替代铜衬套
尼龙衬套具有重量轻、成本低、耐磨、耐疲劳等优点而被广泛的应用于替代传统的铜衬套,同样圆锥破碎机也可采用尼龙衬套替代铜衬套。当偏心轴套薄壁侧向内凸起时,尼龙衬套可通过塑形变形来弥补这一缺陷。而且,当尼龙衬套与主轴发生胶合时,其强度要低于铜套,因此导致引发“飞车“的机率要低很多。但在使用尼龙衬套替代铜衬套,其装配的过盈量要稍大一些,同时要选择与之相应的冷却系统。
参考文献
[1]郎宝贤.圆锥破碎[M].北京:机械工业出版社,1998.
作者简介
刘博(1987年8月)男,汉族,大学本科,助理工程师,主要从事机械制造工作。