旋回破碎機襯板脫離原因分析及解決方法

摘要：以德國某旋回破碎機為研究對象，針對其襯板脫離問題展開系統性分析并提出解決方案。通過解析設備工作原理與結構特性，結合襯板功能定位，從設計缺陷、材質性能不足、安裝工藝偏差、運維管理疏漏及惡劣工況環境等方面深入探討襯板脫離原因。針對性地提出優化襯板結構設計、適配高性能材料、規范安裝流程、強化運維管理及改善工作環境等綜合措施。上述方法能顯著提升襯板穩定性與設備運行效率，可為同類設備故障治理提供技術參考。

關鍵詞：旋回破碎機；襯板脫離；設備故障；設計優化；材料選型；設備維護

[中圖分類號：TD451 文章編號：1001-1277（2025）04-0044-04 文獻標志碼：A doi：10.11792/hj20250409 ]

引言

襯板作為旋回破碎機的核心耐磨組件，直接承擔物料破碎沖擊與摩擦，對設備壽命、能效及安全性具有決定性作用［1］。根據旋回破碎機的工作原理和結構特點，襯板可分為動襯板和定襯板2種類型。動襯板安裝在可動部分（如旋回破碎機的動錐），而定襯板則安裝在固定部分（如旋回破碎機的上下破碎架體）。襯板的材質一般采用高錳鋼、鉻鉬合金鋼等耐磨材料，以保證其使用壽命［2］。

德國某旋回破碎機憑借處理量大、能效高及智能液壓調控等優勢，被廣泛應用于礦山與冶金領域，但其襯板脫離問題頻發，導致停機維修成本激增。本文結合理論與實踐經驗，系統分析襯板脫離原因并提出多維度解決方案，旨在為設備穩定運行及行業技術優化提供參考。

1旋回破碎機

旋回破碎機是一種利用破碎錐體在定錐體腔內旋回運動來實現物料破碎的高效設備。其工作原理是通過電動機驅動偏心軸旋轉，帶動安裝在偏心軸上的動錐產生旋擺運動。當動錐靠近定錐時，物料在二者之間受到強烈的擠壓、劈裂和彎曲作用，從而實現破碎；當動錐離開定錐時，破碎后的物料在自身重力作用下從排料口排出［3］。這一過程不僅實現了對礦石、巖石等硬質物料的高效破碎，還確保了破碎粒度的均勻性。

在破碎過程中，襯板作為旋回破碎機的核心組件，發揮著至關重要的作用。首先，襯板直接與物料接觸，其防護功能能夠有效隔離物料對破碎機機體的直接磨損與沖擊，避免設備主體因長期磨損而損壞。其次，通過優化襯板的排列方式與輪廓設計，可以顯著提升破碎效率，使破碎后的物料粒度更加均勻，滿足不同生產需求；同時，襯板采用高耐磨材質制造，能夠顯著延長設備的使用壽命，降低更換頻率和維護成本，從而減少設備停機時間，提高生產效率；最后，良好的襯板設計與安裝還能夠有效減少設備運行中的異常振動與故障風險，確保生產過程的連續性與安全性，為礦山、冶金等行業提供穩定可靠的破碎解決方案。

旋回破碎機不僅通過其獨特的工作原理實現了高效的物料破碎，且襯板的多重關鍵作用更是確保了設備的高效運行與長期穩定性，為工業生產提供了強有力的支持。

2旋回破碎機結構

由德國某公司設計的旋回破碎機是一款高性能破碎設備，其最大進料口寬度為1 370 mm，能夠處理大塊、高硬度礦石，廣泛應用于礦山行業［4］。該設備配備了先進的液壓控制系統，能夠根據生產需求動態調節排料口大小，從而實現對不同粒度和硬度物料的精準破碎，顯著提升了設備的適應性和生產效率。

該旋回破碎機由多個關鍵模塊組成，包括橫梁部、機架部、動錐部、偏心套部及液壓系統等。其中，橫梁部和機架部采用高強度鋼結構設計，確保了設備在高壓、高負荷工況下的整體穩定性和耐用性；動錐部通過偏心套部的驅動實現旋擺運動，完成對物料的破碎；液壓系統則提供了精準的控制能力，確保設備平穩可靠運行［5-6］。此外，設備配備了耐磨襯板和高效傳動系統，進一步提升了其抗磨損能力和能量傳輸效率，降低了維護成本和能耗。旋回破碎機結構示意圖見圖1。

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圖1旋回破碎機結構示意圖

Fig.1Schematic diagram for the structure of rotatory crusher

3襯板脫離原因分析

3.1設計因素

襯板的設計是影響其穩定性的首要因素，主要包括形狀、尺寸、材質選擇及固定方式等。若設計不合理，可能導致襯板受力不均、局部磨損過快或安裝不穩固，進而引發脫離問題［7-8］。襯板形狀與尺寸設計不當會使物料在破碎過程中對襯板產生不均勻的沖擊和摩擦，導致局部過早損壞；而固定方式設計不合理則會使襯板在運行中易松動或脫落。

3.2材質因素

襯板材質的選用直接影響其耐用性與穩定性。不同破碎環境和工況對襯板材料的耐磨性、抗沖擊性及耐高溫性有不同要求。若材質選擇不當，可能導致襯板早期損壞，增加脫離風險［9］。高錳鋼雖具有良好的韌性，適用于中硬度礦石破碎，但在高硬度礦石破碎中，其耐磨性不足，易導致襯板快速磨損，從而增加脫離的可能性。

3.3安裝因素

襯板的安裝質量直接決定其工作穩定性。安裝不當可能導致襯板與破碎機機體連接松動，進而引發脫離。動錐襯板鎖緊螺母緊固不足或定錐襯板過緊均可能引發脫離問題［10］。此外，未按要求進行預熱處理或冷裝法裝配也可能導致襯板變形或松動，進一步加劇脫離風險。

3.4使用和維護因素

襯板的正常使用與定期維護是其穩定運行的關鍵。若忽視日常檢查與維護，可能導致襯板早期磨損、變形或斷裂，從而引發脫離。若未能及時更換磨損嚴重的襯板，在持續工作壓力下，襯板可能因無法承受負荷而脫離。此外，潤滑部位未定期添加潤滑油也會加速襯板磨損與損壞［11］。

3.5工作環境因素

破碎機的工作環境包括礦石性質、破碎負荷、溫度及濕度等，對襯板壽命有顯著影響。高硬度礦石或含大量黏土的物料會加劇襯板磨損與沖擊；高溫環境可能導致襯板熱脹冷縮，引發變形或破裂；濕度過高則會使襯板表面生銹，降低其耐磨性，從而增加脫離風險。

4解決方法

4.1設計改進

為有效防止襯板脫落，需要從設計層面進行優化。首先，在襯板形狀與尺寸設計方面，應根據破碎物料的特性（如硬度、粒度）及工作條件進行深入研究。例如：針對高硬度或大粒度礦石，可設計具有更大接觸面積和更強抗沖擊性的襯板形狀，以分散受力點，減輕局部磨損。同時，合理的尺寸設計可確保襯板與破碎機機體之間的配合間隙適中，避免因過緊或過松導致的變形或脫落［12］。此外，固定方式的可靠性也是設計優化的重點。應選用合適的緊固件和連接方式，如細螺紋環首螺母緊固焊接或緊固銷連接，以確保襯板與機體之間的連接強度與穩定性。設計階段還需充分考慮襯板的拆裝便捷性，以便于后期維護與更換。通過這些設計改進措施，可顯著降低襯板脫離風險，提升旋回破碎機的整體運行性能。

4.2材質選擇

襯板材質的選用直接影響其使用壽命與穩定性。在實際應用中，需根據礦石性質與工況條件選擇具有優異耐磨性和抗沖擊性的材料。高錳鋼因其良好的韌性，適用于中硬度礦石破碎；而在高硬度或高磨損工況下，可選用鉻鉬合金鋼等更耐磨的材料，其高強度特性能夠承受更大的沖擊載荷［13］。

對于特殊工況（如高溫、強腐蝕環境），需選用耐高溫、耐腐蝕的特殊材料，如含鎳、鉻、硅元素的不銹鋼或陶瓷復合材料?？茖W選擇材料不僅能顯著延長襯板使用壽命，降低更換頻率和維護成本，更重要的是能夠有效防止襯板因磨損過快或異常破壞而脫落，避免由此引發的設備損壞和安全事故，為礦山企業帶來顯著的經濟效益和安全保障。

4.3安裝質量提高

襯板安裝質量是預防其脫離的關鍵環節，直接影響設備運行的安全性和使用壽命。安裝過程中需嚴格遵循標準化作業流程，確保每個環節的施工質量。首先，在安裝準備階段，必須按照設備廠家提供的安裝指導手冊進行操作，仔細核對襯板的尺寸公差、形狀精度及材質，確保其符合設計要求。同時，要徹底清理機體安裝面和襯板接觸面的油污、銹跡等雜質，必要時使用砂輪機打磨至金屬光澤，以保證二者接觸良好。其次，根據襯板材質特性選擇合適的安裝工藝。對于高錳鋼等合金鋼襯板，在安裝前需進行預熱處理，以減小溫差引起的熱應力，避免使用中因熱膨脹不均導致的變形或破裂。在緊固環節，要特別注意環首螺母的緊固程度，過緊會導致襯板局部應力集中而變形，過松則可能引發位移或振動。安裝后需定期檢查緊固狀態，確保連接強度始終處于最佳水平［14-15］。

4.4運維管理增強

科學的運維管理是延長襯板壽命、降低脫離風險的有效手段。首先，需定期檢查襯板磨損情況，包括觀察表面裂紋、剝落等異常現象，并測量厚度變化以評估磨損程度，對于嚴重磨損的襯板，應及時更換，避免因過度磨損導致脫離。其次，制訂并執行設備維護計劃，定期對旋回破碎機進行保養與檢修，確保各部件處于良好狀態。定期沖洗破碎腔內部，避免積塵或礦石殘渣影響襯板正常工作；同時，定期檢查緊固件松動情況并及時處理。

4.5工作環境優化

優化工作環境是降低襯板脫離風險的重要措施，其科學性和系統性直接影響襯板的使用性能和使用壽命。首先，在物料處理方面，應嚴格控制礦石的物理特性參數，盡量避免處理硬度極高或含大量黏土的礦石，這些物料會加劇襯板磨損與沖擊。在選礦階段，可通過篩分等方法剔除高硬度礦石與含黏土物料，減輕對襯板的影響。其次，針對高溫工況環境，必須建立完善的熱管理系統，需采取冷卻措施（如降塵水冷卻）或調整設備運行時間，避免長時間高溫作業導致襯板熱脹冷縮變形。此外，控制工作場所濕度也至關重要，濕度過高會導致襯板表面生銹，降低耐磨性，可通過安裝除濕設備或加強通風，保持環境干燥。

5結語

本文對德國某旋回破碎機襯板脫離原因進行了深度剖析，并提出了一系列針對性的解決策略。針對襯板設計層面，提出了優化襯板形狀尺寸和確保固定方式穩固的具體改進措施。在材質選用上，強調了依據礦石特性與工況條件選擇高耐磨、強抗沖擊材質的重要性，并探討了特殊環境下采用耐高溫、耐腐蝕材料的可能性。對于提高襯板安裝質量，明確指出應遵循安裝指南進行操作，執行預熱處理或冷裝法裝配，以及保持鎖緊螺母及緊固銷緊固適度。在加強襯板使用維護管理方面，提倡定期監測襯板磨損狀況并制訂合理的設備維護計劃。而在優化破碎機運行環境方面，則建議避免處理極高硬度或高黏土含量礦石，采取適宜的水冷卻方法，以及調控破碎作業現場的濕度。

盡管已提出一系列解決方案，但仍面臨若干挑戰，如何精確判定襯板磨損程度并及時更換、如何優化襯板設計以適應復雜破碎條件，以及如何科學地根據礦石性質和工況選取襯板材質。未來研究可著眼于研發更精準的襯板磨損監測技術，探索創新襯板設計方法，以及構建全面的襯板選材指導體系，通過持續的研究與實踐，有望更有效地解決襯板脫離問題，進而提升設備的整體性能和可靠性。

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Analysis of liner detachment causes and solutions for gyratory crushers

Gao Xiaoguo

（Inner Mongolia Pacific Mining Co.， Ltd.）

Abstract： This study focuses on the liner detachment issue in the Germany ThyssenKrupp KB54?75 gyratory crusher and carries out systematic analysis before proposing solutions. By analyzing the equipment’s working principles， structural characteristics， and liner functional roles， the causes of detachment are systematically investigated， including design flaws， inadequate material properties， installation deviations， maintenance oversights， and harsh operating conditions. Comprehensive solutions are proposed correspondingly： optimized liner structural design， high?performance material selection， standardized installation procedures， enhanced maintenance protocols， and improved operational environments. Practical applications demonstrate that these measures significantly enhance liner stability and equipment efficiency， providing technical insights for addressing similar failures in gyratory crushers.

Keywords： gyratory crusher; liner detachment; equipment failure; design optimization; material selection; equipment maintenance

收稿日期：2024-10-11；修回日期：2024-12-20

作者簡介：高曉國（1987—），男，工程師，從事礦山設備現場管理工作；E?mail：xiaoguog@chinagoldintl.com