機制砂生產線中沖擊破的使用維護與故障處理

殷學宇，高康，苗桂坤，趙春雨

（1. 山東魯碧建材有限公司，山東 濟南 271100；2. 萊蕪魯碧商品混凝土有限公司，山東 萊蕪 271100）

隨著我國基礎設施建設的飛速發展，天然河砂已經難以滿足混凝土對原材料日益增長的需求，為緩解資源短缺，采用人工砂替代河砂已成了混凝土行業可持續發展的一種必然趨勢。我公司自 2009 年涉足混凝土領域，2010 年已經開始了機制砂的使用推廣工作，并且先后配套建設了 4 條骨料生產線，其中 1 條專門的機制砂生產線，主要設備包括喂料機、沖擊式破碎機、振動篩、皮帶機等。在近十年的使用過程中，筆者對設備維護和故障處理，特別是對制砂線的心臟——沖擊式破碎機（制砂機，見圖 1）積累了部分經驗。本文對沖擊破的工作原理、組成部分、用途、維護保養以及常見故障和處理方法進行總結。

圖1 沖擊式破碎機（沖擊破）

1 工作原理

我公司制砂機為一臺時產 50 立方的沖擊式破碎機（簡稱沖擊破），喂料粒徑在 40mm 以下。通常為提高產量，采用 10mm 以下石灰石進行喂料，一小時產量在 70t 左右，運行穩定、高效高產。它的工作原理，簡單一點說是“石打石”的原理：兩臺功率 135kW 電機和軸承筒的底部傳動裝置以三角帶進行傳動連接，以 1600r/min 葉輪轉速，高速帶動沖擊破的主軸（軸承筒）以及主軸上的葉輪。石子由沖擊破上部進料斗的進料口進入葉輪開始被動加速，經分料器由不同出口甩出，后來到粉碎腔，在葉輪內被動加速獲得的以動能形式存在的能量，在粉碎腔內相互碰撞、沖擊、研磨等作用得以消耗，能量消耗完畢的物料開始自由下落，同時受粉碎腔物料運動的葉輪轉動造成的腔內空氣渦流帶動，與分料器不同出口排出的有一定能量的石子被動碰撞，最終下落到粉碎腔下部的排料孔，經皮帶傳送機傳送至振動篩進行過篩，不符合粒徑要求的石子，經過回料皮帶，重新輸送至沖擊破上部，重復上述過程。由于采用干凈的物料，嚴格控制物料含水率，一次破碎的回料率為 30%，效率比較高。在破碎腔內循環多次的石子在周圍氣體渦流的作用下，最終大粒徑石子變為符合粒徑要求的小粒徑顆粒，經過多次的、大概率的碰撞、沖擊、研磨過程，石子物料得以整形，顆粒形貌各個表面圓潤。石子在粉碎腔相互之間多次的主動與被動碰撞，帶來“石打石”的破碎和整形效果，少部分石子碰撞到粉碎腔外壁反擊板，這種工藝對機器反擊板的磨損是很少的，所以沖擊破設備比較耐用。

2 設備組成

制砂機的核心是一臺沖擊式破碎機，主要由兩臺電機、皮帶輪、軸承筒、葉輪、進料斗、分料器、粉碎腔、排料孔、機殼，以及電機座、三角帶、中腔護板、護欄、電氣控制元件、底座傳動裝置等組成（圖 2）。由“石打石”工作原理可以看出，沖擊破設備比較簡單，核心部位是中間的由皮帶輪、傳動裝置、軸承筒、葉輪、進料器、分料器等組成主軸，這是日常維護保養和故障預防的重點。

圖2 沖擊破的組成機構

3 優點和用途

沖擊破廣泛用于金屬和非金屬礦石破碎[1]，用于水泥、耐火材料、玻璃等行業的原料處理，用于建筑骨料制備砂和石子，以及用于各種冶金渣的細碎和粗磨作業，特別對碳化硅、金剛砂、燒結鋁釩土、鎂砂等中硬、特硬及磨蝕性物料，比其他類型的破碎機更具有優越性。

我公司制砂線選用沖擊破制砂，是因為考慮沖擊破比較適合于石子制砂，石子一般粒徑在 40mm 以下，進料上符合沖擊破的進料，采用葉輪高速甩料，利用物料撞擊周護板或自擊性粉碎，達到細碎制砂的目的，是一種很好的制砂模式。因為自擊性粉碎的原因，致使機制砂的成品粒形很好，達到了優質機制砂的標準；利用物料的自沖擊破碎，一定程度上節省了耐磨件的支出；沖擊破的高轉速更適合細碎制砂，具備很高的制砂效率；沖擊破配置有機械臂、觀察窗，很多制砂機廠家的設備還配置有獨立油站、稀油潤滑系統、變頻軟啟動系統，使生產維護都方便快捷；沖擊式破碎機所產生的機制砂連續級配好、細度模數優，可做出精品機制砂，制備出和易性優良的混凝土產品。

4 維護保養

由于長期連續運轉，工作環境高粉塵、高噪音、振動較大，比較惡劣，運行中經常出現各種故障。為了保持制砂機良好的性能，需要做好日常的維護保養，及時發現并處理故障[2]。

4.1 盡量保證合理的作業環境

沖擊破在正常破碎作業過程中，粉碎腔內的空氣渦流創造了一個理想的集塵環境，一般情況下不會有大量的粉塵溢出，并不需要采用除塵器除塵，但是在沖擊破設備開、停機的時候，或在喂料斗喂料，沖擊破進料斗給料不足的情況下，粉碎腔空氣渦流作用減弱，會導致沖擊破有大量粉塵溢出。可以在排料孔安裝一個水噴霧裝置，并將與電機開關進行連鎖，這樣在沖擊破設備開、停機時，會自動噴霧降塵，達到控制粉塵溢出的效果。通過合理定位等措施，加裝減震裝置等措施，減少沖擊破的有害振動。加裝圍護體系，減少外界環境對沖擊破的不利影響。

4.2 及時清除破碎目標物料中的雜物

喂料過程中經常會出現混有雜鐵或粒度過大的物料，這些雜物會對沖擊破乃至整個制砂系統造成損傷，如劃傷皮帶、堵塞進料口和排料孔、影響葉輪上分料器的壽命。所以要在喂料口加裝格篩，清除粒徑過大的雜物；在喂料都出口附近輸送皮帶上部加裝強磁除鐵器，同時要經常對除鐵器進行檢查清除雜物，防止雜物對沖擊破乃至制砂線的影響。

4.3 防止電機倒轉的葉輪轉向錯誤

在檢修作業，特別是電氣維修作業過后，以及供電部門停送電后，沖擊破進行破碎作業前要對電機的轉向進行確認，可以在日常的正常作業時在電機上用油漆箭頭標明正確的電機轉向，還要在沖擊破的進料口部位進行確認觀察。因為如果沖擊破中葉輪的轉向錯誤，會導致分料器粉料效果不佳，同時增加設備磨損。同時要確保兩臺電機的轉向以及轉速一致，這方面如果發生異常，會導致電機的不可逆損傷，加大其中一臺電機的負荷，燒壞線圈，影響電機壽命。

4.4 合理使用保證充足的油品

沖擊破雖然設備簡單，但是作為核心部位，其軸承筒內部構造復雜，拆裝困難，采用米工方式進行密封，油站的正常運轉比較關鍵，要定期記錄回油溫度，觀察回油品質，同時對關鍵潤滑部位，要確保潤滑有效到位，咨詢廠家使用的油品型號，確保準確及時添加。

4.5 保證三角帶的合適張力

沖擊破設備采用雙電機驅動，通過三角帶與主軸進行傳動連接，三角帶的日常管理，特別是三角帶的老化判斷、張緊力控制等，對于沖擊破這種雙電動機驅動設備尤為重要。因為各條三角帶的張力不一致，會導致三角帶的磨損程度不一致，出現皮帶突然斷裂的情況，也會導致兩臺電機的負荷不一致，一臺電機電流高、一臺電機電流低，導致電機性能惡化。三角帶要定期進行檢查，需要更換時，最好一次性全部更換，選擇同一廠家同時型號同一批次的產品。更換三角帶后，對新三角帶要空轉空運行 30 分鐘，然后重新調整張力，之后進行投料運行，運行 8 小時后再次調整張力，通過這樣的措施，可以保證三角帶合適的張力，減少燒帶和電機損壞現象。

4.6 設定關鍵參數記錄運行情況

根據廠家使用說明書和經驗數據，對關鍵數據，如軸承溫度，油站回油溫度，電流表電流數值，皮帶秤數據、振動值，開停機時間，故障情況等，設計記錄表，要求設備操作員詳細記錄，每周進行數據分析，判斷設備運行情況，同時在沖擊破進料斗和電機傳動部位加設監控裝置，以方便及時觀察設備運轉情況。定期對人員進行教育培訓，對判斷設備的運行故障、保證設備長期運行有著十分重要作用。

5 故障處理

由于沖擊破設備“粗老笨重”，雖然設備簡單，但是關鍵部位長期處在艱苦環境，緊固部件磨損嚴重，故障處置起來還是比較困難，所以要注意加強維護保養，同時要注意對故障的征兆進行觀察和判斷，及時處理險情，減少大故障的發生[2]。

5.1 電流表數值異常

這是比較常見的故障，或者故障先兆。沖擊破進料斗的喂料量不合適、沖擊破粉碎腔內積料過多、沖擊破的排料孔堵塞、三角帶打滑、電機損壞、部分機械或電氣故障等都會造成電流表的數據異常。

解決方法：喂料皮帶選擇合適的喂料速度、疏通堵料、維修電機、更換三角帶、查找具體機械或者電氣故障。

5.2 軸承、電機、或者回油站油品溫度過高

溫度超過標準時應停機檢查。電機長時間處于超負荷狀態；軸承筒損壞，操作者應注意熟悉軸承運轉時的聲響，如果聲響發生變化，特別是聲響低悶時，表明軸承已經劣化；軸承缺少潤滑油；潤滑油排放槽堵塞，引起軸承箱內的壓力增大，造成潤滑脂失效。

解決方法：適當減小電機負荷；更換損壞的軸承；加注潤滑脂；疏通潤滑脂排放槽。

5.3 沖擊破設備振動過大和異常磨損

葉輪分料器部位不均勻的磨損；粉碎腔內積料不均勻；減振墊損壞；葉輪和主軸連接松動；主軸承損壞；螺栓松動等。

解決方法：檢查葉輪以及分料器及相關耐磨塊的磨損情況，更換對應的拋料頭；查看粉碎腔內積料情況，調整進料速度；更換減振墊；更換主軸承；緊固松動的螺栓。葉輪中分料器的拋料頭不均勻磨損大都是由于料板的角度不合理引起的；粉碎腔外壁磨損是由于破碎積料過多造成的。積料量和積料特性與拋料頭的使用壽命有著極大的關系。

6 結語

本文敘述了沖擊式制砂機日常維護保養的注意事項以及常見的故障處理方法。日常運行中如果出現異常現象，千萬不可掉以輕心，應立即停機檢修，以免造成更大的損失。