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案例:圆锥破碎机主轴断裂原因分析与预防对策

楼主#
更多 发布于:2018-03-15 16:53
圆锥破碎机是矿山生产中的重要设备,由于不合理的使用经常会引发主轴断裂事故影响生产。加强事故原因分析,并从日常使用及维护入手避免事故的发展非常重要。这里分享圆锥破断轴的一个案例。

图片:4.gif


圆锥破碎机主轴断裂原因分析
某矿厂生产线上的圆锥破碎机在工作状态下发生了跳闸,工作人员在对破碎机进行检查后发现其工作间隙正常,在入料口、出料口以及出料胶带上没有发现金属物质,为此操作人员确定其跳闸是因为电压过低造成的。
后重新开机运行,润滑站油压和空车电流运行参数均显示为正常。但是在持续运行15min后,操作人员发现破碎机运行状态异常,即刻停止运行。经过全面检查发现该破碎机主轴断裂,传动锥齿轮打齿。

图片:19.jpg


一般断轴具有经高温烧研后断裂的特征。断轴一般都是发生在结合部下200mm位置处,即主轴和锥衬套上口的接触位置。少见于躯体与主轴结合位置,因为该位置的应力较为集中。
从以往破碎机主轴断裂的外观和融化碎裂程度进行分析,主轴断裂多为长期处于高温环境下烧制导致,造成该现象的根本原因是圆锥破碎机设计不合理。
对该圆锥破碎机的设计图进行检查发现,偏心套锥孔轴线和机架中显现的理论交点和球面轴承的球心相重合,并且偏心套和机架衬套之间存在3.2mm的配合间隙,为此在偏心套的离心作用下,该破碎机悬挂点设计尺寸中其偏心套锥孔轴线位置较靠近厚边方向,平移距离为1.6mm,和机架中心线的交点位置P在球3面轴承球心以下43.87mm处,如下图所示。

图片:20.jpg


心套离开理论位置向厚边方向平移1.6mm
平移1.6mm后发现偏心套锥孔轴线和机架中心之间形成的夹角没有发生变化,仍为205'20",但是主轴轴线和机架中心线形成的交角变小,经测量为202'26",主轴轴线和偏心套锥孔轴线经测量其夹角为2'54"。
基于此种状态下运行,破碎机的主轴和锥衬套上口与偏心套薄边一侧相摩擦,下口与偏心套厚边一侧摩擦。这种接触不合规定,会造成主轴与锥衬套在多处烧研,温度不断提高,长期运行后会引发主轴断裂、锥衬套碎裂问题。
圆锥破碎机主轴断裂预防对策
圆锥破碎机主轴断裂预防主要从以下几个方面入手:
1. 操作技术人员控制。
需要强化设备维护管理意识,在运行前需对设备运转状态和性能进行检查,保证铲斗、齿轮、运输带和各铰接销轴的完好性,其中不夹杂金属杂质。与此同时,需对磨损较为严重的齿轮或周围部件进行维修与更换。
2. 工作人员需要定期对圆锥破碎机进行维护,对特殊设备进行润滑处理。
依据圆锥破碎机的工作要求和设备特征进行。顶轴承润滑脂量为4kg,机臂悬架下设有两个注油口,每个油口需定期添加润滑脂,每次的添加量为20g,间隔时间为8h。在破碎机为工作状态下,多会出现注油口堵塞或者损坏等问题,造成润滑脂不能进入注油口内部,引发运行故障。
对此,在维护过程中,需要明确润滑操作要求。例如,定期维护时需打开顶轴承上盖集中添加润滑脂。若动锥衬板损坏严重需要更换,主轴置于底部时,轴承室盖里需要加满润滑脂。每次润滑操作时需要详细记录工作内容、工作时间、润滑脂添加位置和添加量,并观察设备完整度。
3. 电机和三角胶带的松紧度。
圆锥破碎机电机安装多安置在基础或者是通过支架置于破碎机上,保证其位于水平轴的正上方,在运行时会随着破碎机的运作同时振动。
当电机接线盒内接线板上固定接线的螺丝出现松动或者是脱落问题,则会对破碎机的整体运行造成影响,可能会引发跳闸或三相不平衡。因此,在日常维护时需要对接线盒内的螺丝紧固情况进行检查。
对于电机和水平轴动力传递可采用三角胶带的张紧度进行监测,在轴间距中点位置采用90~120牛顿的力推拉胶带,通常三角带1m的完全变形应为16mm。
若三角带较松,则表明可能有杂物进入破碎机内部,在破碎操作时各构件间的摩擦阻力增加,破碎机会突然停止运行。此时电机轴突然受到外部负荷,电机轴会断裂。
4. 顶轴承密封圈的更换。
圆锥破碎机主轴的主要功能是上机架顶轴承的主要支撑点,在日常维护时需添加润滑脂,但是在密封圈密封润滑脂添加过程中,需要保证顶轴承内部环境的干净,不得有破碎粉尘进入,使得轴承的摩擦阻力增大,轴承相互打磨损坏。将可打磨密封圈外圈的厚度减少1mm,保证密封圈的变形空间充足。
圆锥破碎机发生主轴断裂存在必然性,也具有偶然性。作为操作维护人员,要注重圆锥破碎机的日常运行观察与维护。在操作过程中严格按照相关规定进行,避免因超负荷运转引发的故障。欢迎留言沟通您遇到的问题。
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