淺談地下狹小空間內旋回破碎機安裝及運行技術

范 曉 亮， 侯 恩 元

(中國水利水電第七工程局有限公司， 四川 成都 610213)

1 概 述

大型旋回破碎機以其“生產能力大、單位能耗低、工作平穩”[1]等良好的性能使其在砂石加工系統運行使用中獲得較高的性價比，其運行管理的高效性可以提高砂石加工系統生產保障性。但在地下狹小空間內安裝使用大型旋回破碎機因空間狹小、通風不暢、潮濕等因素影響，對設備的安裝、運行維護較正常環境而言技術難度更大，要求更高。地下廠房及破碎機結構見圖1。筆者依托楊房溝水電站上鋪子溝砂石加工系統工程，開展大型旋回破碎機的安裝及運行技術研究，介紹了一種地下狹小空間內旋回破碎機安裝和運行維護技術，保證其良好運行，提高了設備保障率，降低了設備的安裝和運行維護成本。

圖1 地下廠房及破碎機結構圖

2 地下狹小空間內旋回破碎機安裝技術

2.1 旋回破碎機安裝工藝流程

根據旋回破碎機結構組成，并結合地下洞室內現場情況，為保證其安裝合理、有序地組織好多個工種的施工作業，“各工種及各專業需按工藝要求在指定標高位置上進行各自的設備安裝”[2]，其“旋回破碎機安裝流程圖”[3]見圖2。

圖2 旋回破碎機安裝流程圖

2.2 旋回破碎機安裝技術

(1)下機架安裝。根據設計，設備吊裝時通過的預留孔(圓形)孔口直徑為4.6 m，而下機架螺栓孔對角線長為4 m，導致下機架無法一次性水平垂直吊裝到位。且由于破碎機后期運行時振動力大，地腳螺栓易松動，導致設備出現位移，造成設備損壞等問題。為此其安裝方法如下：

①安裝前，根據“設備基礎的位置、幾何尺寸和質量要求應符合現行國家標準《鋼筋混凝土工程施工及驗收規范》的規定”[4]進行基礎檢查，并采用墊板將基礎面找平，為破碎機安裝提供一個初平的基準面。

②安裝時，為避免設備吊裝預留孔尺寸的限制，先以架體的水平軸安裝側為吊點，采用橋機將其呈傾斜狀吊起運至基座面平放。再以其橫梁支撐為吊點，水平吊起并移動至基準面上，從而滿足下機架在空間限制下的快速、安全安裝。

③為滿足設備后期運行安全需要，在進行二次回填澆筑前，沿著下機架基座周圍增打了兩排25 mm的孔，孔間距約25 cm，并打入C25 cm的螺紋鋼，增加二次混凝土的強度，以保證運行期內基座回填混凝土不產生位移及裂縫。

(2)水平軸總成安裝。根據破碎機結構，水平軸長約1.5 m，重約500 kg，其中帶小齒一端(約1 m)插入下機架中與偏心套相連，因此安裝時為單端吊裝，難以保持平衡。水平軸就位困難，且插入下機架端小齒輪與機體內偏心套大齒輪嚙合面間隙安裝精度要求高，若間隙過大或過小將影響破碎機后期運行，故其安裝方法如下：

①安裝前，將水平軸采用螺栓與聯軸器連接在一起，以增加吊起端重量，避免其單端吊裝時頭重腳輕，保持水平軸的吊裝平衡，使水平軸安裝更合理，就位更容易、快捷。

②安裝時，先采用橋機小鉤將水平軸水平吊起，并在聯軸器后部采用人工將水平軸找平，水平移動橋機將其送入安裝孔內。然后在其法蘭面上加入墊片，以調整大小齒輪嚙合面間隙，并用螺栓將其固定。固定好后，采用3 t吊帶纏繞在水平軸靠背輪上，用小鉤將水平軸盤轉(大齒輪旋轉一圈為止)，觀察大齒圈與小齒圈的嚙合情況，并調整水平軸墊片厚度。因此既保證了水平軸的快速安裝，又能保證其安裝精度。

③大小齒輪的嚙合間隙采用百分表的測量，計算出水平軸靠背輪左右擺動的距離，對水平軸法蘭圓周運動位置進行調整，達到規定要求后(旋回碎機安裝要求在1.6 ～2.6 mm)，鎖緊定位。

(3)主軸定位系統MPS油缸總成安裝。由于設備吊裝預留孔尺寸限制，下機架需采取二次吊裝方能到位，導致位于下機架下部的MPS油缸總成不能像露天破碎機安裝一樣預先組裝到下機架體上一起安裝。同時，由于破碎機下部排料口位置空間限制，無法制安地溝滑車，故其安裝方法如下：

①安裝前，采用角鐵和花紋鋼板在下機架下部制作一個高為3.5 m的八邊形MPS油缸總成安裝平臺，并焊接固定于排料口預埋件上，中間預留孔以便MPS吊裝。

②安裝時，采用大小鉤對稱將MPS兩邊平衡水平吊起，在螺母距離法蘭面約70 mm，停止MPS油缸上升，觀察調整齒輪嚙合情況。吊運至距連接法蘭面約30 cm時，在其對稱點安裝3根拉緊螺桿，并采用雙頭鎖緊螺栓將其固定在下架體下部，取下拉緊螺桿，并用呆扳手及大錘打緊。

(4)上機架總成安裝。由于設備吊裝預留孔尺寸限制，采用一對鋼絲繩吊裝將導致鋼絲繩無法直接從吊點處取出。且該設備為業主方提供的舊設備，上下機架緊固專用工具(液壓扳手)缺失，導致設備安裝質量設計要求難度較大。為此其安裝方法為：

①吊裝時，應采用4根鋼絲繩，8個繩頭全部掛于橋機大鉤上，待上機架吊裝到位后，松開鋼絲繩，便能將其從吊裝預留孔與上機架體法蘭外邊緣間隙間順利取出。

②緊固上下機架連接法蘭螺栓時，采用5 t葫蘆向前拉動扳手，并用橋機小鉤吊起銅棒在后面撞擊扳手。采用“前拉+后撞+大錘打擊”的緊固方式，大約一天便能完成上下機架體的緊固。同時在緊固過程中，不定時采用塞尺對上下機架的間隙進行檢測，以便能較好地保證其安裝質量達到設計要求。

(5)高壓配電柜安裝。高壓配電柜尺寸為1.7 m×0.8 m×2.3 m(長×厚×高)，重約450 kg，室門為0.9 m×2 m(寬×高)，人工無法抬運。且其安裝間主控室尺寸為4.5 m×4 m×12 m(寬×高×長)，吊車無法吊運和安裝。為此高壓配電柜安裝時采取以下方法：

① 安裝前，先利用1 400 mm下平托輥和[100 mm槽鋼制作兩個簡易手推車，分別置于主控室內外。然后在高壓柜安裝平臺后方，采用φ22 mm鋼筋制作地錨，以便其安裝直立時使用。

②安裝時，首先利用室內外簡易推車，采用人工將高壓柜推運、拉撬至主控室內預安裝位置處的方木上(方木高度略高于安裝平臺)，同時在高壓柜底部的地面上打入兩根限位插筋。然后以高壓柜頂部吊耳為吊點，采用1 t葫蘆和3 t吊帶將高壓柜和地錨連接起來，收緊葫蘆，并采用人員輔助將其緩緩立起，將高壓柜立于安裝平臺后再采用拉撬法將其平移到安裝位置，高壓柜就能快速、安全安裝完成。

(6)破碎機其他結構安裝方法采用正常環境下的安裝方法即可。

3 地下狹小空間內旋回破碎機運行維護技術

(1)自動化控制及信息化管理系統改造。 該工程旋回破碎機使用期較長，長期高強度的作業和潮濕、粉塵重的作業環境將損傷運行人員身體健康。為降低運行人員工作強度和改善作業環境，同時提高系統自動化控制及信息化管理水平，該控制系統通過增設PLC控制系統和信息化管理系統。現場采用總線方式與PLC相連，遠程采用光纖通信和遠程集控站控制管理，將旋回破碎機控制系統與長距離骨料輸送線智能化控制及管理系統相融合。通過采用“PLC控制技術，在長距離骨料輸送線中控室集中進行監控和管理，實現了控制自動化，管理信息化的目標[5]”，提升了系統生產的安全性、可靠性，并降低生產運行成本。其控制系統結構見圖3。

圖3 控制系統結構圖

(2)視頻監控系統改造。受隧洞照明的影響，傳統視頻監控主要采用模擬量方式，需要安裝額外的照明設備才能勉強得到監視視頻圖像。為保證運行期間運行人員的安全，該工程通過分別在放礦機進料口、旋回破料倉、排料口與下部膠帶機銜接處等關鍵部位增設網絡球形攝像機，并采用煤礦帶式輸送機專門開發的視頻監視系統和數字信號處理器(DSP)，以加強有效信號，滿足洞內無自然光源環境下視頻圖像信號采集。因此，提高了圖像的清晰度和分辨率，實現了遠程實時掌握破碎機運行情況，提升了生產運行的可視化和安全性，確保了設備的安全高效運行。

(3)洞內通風條件差，石料破碎時粉塵大。為降低廠房內的粉塵，首先在有用料進入溜渣豎井前采用人工灑水濕潤，減小石料下料過程中粉塵的產生。同時在破碎機安裝調試完后，在下料放礦機上部、破碎機集料倉周圍和破碎機排料口下部垂直膠帶機方向，采用φ20 mmPVC塑料膠管或鋼管安裝噴淋水管，以抑制破碎機生產時粉塵產生，并沿進出通道安裝通風散煙設備，以盡量排除破碎機破碎時的粉塵。

(4)洞內較潮濕，特別是雨季山體裂隙滲水嚴重，對電氣系統設備和工作人員身體健康影響較大。為降低廠房內潮濕空氣對電氣系統設備和工作人員身體健康的影響，在破碎機主控室和監控室內分別安裝MS-9138B型工業除濕機，保持室內干爽，清除室內電氣系統運行過程中產生的臭味，以減緩潮濕環境下電氣設備和原件的老化，減少細菌的生長繁殖。

(5)破碎機集料倉位于地面以下，運行時飛濺的碎石或灰塵會對運行巡視人員安全和身體健康造成一定影響。為滿足現場生產安全需要，在集料倉的邊墻頂部采用φ48 mm鋼管制安防護欄桿，并設置警示標志。運行人員巡視破碎機運行工況時，應佩戴護目鏡、戴好防毒面罩和耳塞等防護用具，并距離防護欄0.5 m，以防止飛石傷人以及粉塵和噪音損傷運行人員身體健康。

(6)旋回破碎機的“稀油潤滑系統主要是對其機內摩擦區進行潤滑，摩擦區域大部分為混合摩擦，且易損件易碎裂。所以，潤滑系統一般采用大黏度的潤滑油，黏度大的潤滑油流動性比較差，保證潤滑油的潔凈度以及溫度，是潤滑的關鍵。因此，其冬季的潤滑系統提前啟動時間要長于夏季[6]”。

4 效益分析

采用地下狹小空間內旋回破碎機安裝及運行技術可實現在保證質量前提下快速安裝，安裝工期可由原40 d縮短為20 d，安裝人員由原18人減少到10人，提高了工作效率，節約了施工成本。同時通過應用PLC技術和智能監控保護技術，增設除濕降塵設備設施，實現了自動化控制、通訊、故障診斷、信息化管理、智能化管理和設備運行工況的實時跟蹤及在線監測。因此，優化了旋回破碎生產能力，提升了系統生產的精細化管理水平，提高了設備的生產效率和保障率，降低了生產運行成本8.5%，確保了設備運行質量和工程進度。

5 結 語

依托楊房溝水電站上鋪子溝砂石加工系統工程，探析大型旋回破碎機在地下狹小空間內的安裝和運行。介紹了旋回破碎機的安裝及運行技術并對其自動化控制和監控系統進行改造，實現了旋回破碎機的自動化控制及信息化管理。同時，通過增加除濕降塵設備設施，較好地解決了狹小空間內，工作間潮濕、通風條件差等問題，提高了安裝效率，節約了施工成本且提升了設備生產的安全性、可靠性，降低了生產運行成本。因此，為類似工程的旋回破碎機安裝和運行提供了很好的借鑒和參考意義。