旋回破碎机的优化改造*

2013-12-03裴星刚刘耀光

机械研究与应用 2013年6期

裴星刚，刘耀光

(内蒙古包钢钢联股份有限公司巴润矿业分公司，内蒙古包头 014080)

1 引言

巴润矿业公司是包钢的主要原料生产基地之一，选矿厂粗破碎系统采用美卓矿机的MK-II54-75型旋回破碎机，年处理原矿1 000万吨原矿以上。该破碎机是选厂的关键设备，其运行状况直接影响全厂生产。随着巴润矿业公司5S管理的推进，对现场文明生产程度要求越来越高，粗破碎作业现场两项主要污染源来自一次安全阀泄压喷油和横梁密封的漏灰污染。同时由于破碎机附属设施的设计缺陷，缓冲仓衬板的异常磨损及翻车挡墙的损坏是影响粗破碎系统正常生产的主因。另外，翻车挡墙及缓冲仓衬板等易故障点维修时间长，检修质量要求高，一旦发生衬板等非破碎物的脱落将对破碎机造成严重破坏。所以对缓冲仓衬板和翻车挡墙护板实施改造刻不容缓。

2 设备参数

旋回破碎机的原理是利用破碎机动锥在定锥腔中的旋回运动，在动锥衬板与定锥衬板间对物料产生挤压、劈裂和弯曲作用实现物料的最终破碎[1]。巴润矿业公司选厂采用的MK-II54-75旋回破碎机主要参数如表1所列。

表1 MK-II54-75旋回破碎机主要参数

3 改造方案

3.1 安全阀的改造

MK-II54-75旋回破碎机液压系统装有平衡缸，当破碎腔中有大量矿石时，有时会推动主轴向上快速运动，好像“跳跃”一样。平衡缸保证主轴跳升时活塞随主轴一起上升，以使主轴能容易的恢复到初始位置[2]。系统共有两个750PSI一次安全阀安装在与平衡缸连接的MPS供油管线中。如图1所示。

图1 一次安全阀改造结构图

当液压系统中压力过高时，两个安全阀可快速放空释放压力[3]。在严重过铁情况下，安全阀可快速降低主轴。在实际使用中，破碎机衬板使用到后期，过载现象出现的情况较多，过载造成液压系统超出安全设定压力，安全阀打开喷油，油液直接喷洒在破碎机周围及设备上，对设备及周围的环境造成极大影响。由于一次安全阀是破碎机的自我保护装置，为此改造必须在不改变安全阀功能的前提下进行，通过在安全阀出口处安装管路外接一个泄油油箱，出现过载时，突然泻出的油液通过管路进入油箱，操作人员可通过油箱内的油量变化情况，判断安全阀是否打开喷油，同时油箱内收集的油可以实现回收在利用。

3.2 横梁密封的改造设计

现代企业要求作业环境较高，但巴润矿业公司旋回破碎机横梁圈结构[4]与混凝土基础位置漏灰、漏矿，造成现场作业环境恶劣，严重影响工人身心健康及文明生产，为此研究设计了一种重型铸造密封，有效的解决了该问题。图2为铸件密封结构图，图中上半部分为未安装铸件密封前，缝隙处采用堵塞、胶粘等方法密封，效果不理想，且保持密封效果难以长期保持。图2中下半部分为设计改造后的密封，整圈铸件分为四段，每段间采用阶梯式配合，使铸件密封直接安装于破碎机横梁与基础之间，在铸件密封下部铺设橡胶皮，基本杜绝了粉尘和矿石的渗漏。该密封位于破碎机横梁护板[5]上方，但整体重量却集中在混凝土基础上，对破碎机的运行不产生影响，同时减轻了矿石进入破碎腔时对护板的冲撞、磨蚀，延长了护板的使用寿命，从而降低备件更换成本，对企业降本增效有着积极意义。

图2 铸件密封结构图

3.3 缓冲仓衬板的改造

选矿厂内为了调节各生产环节之间的生产波动，提高设备作业率以及外部运输作业的要求，设置了各种贮矿设施[5]。与旋回破碎机配合的贮矿设施是粗破碎缓冲仓，有效容积273 m3，贮存时间为0.3 h。缓冲仓的主要磨损部件为缓冲仓衬板，尤其是位于旋回破碎机排矿口附近的约30 m2衬板磨损尤为严重。该位置的衬板由于处于直接受矿石冲刷的位置，连续运转120 h即需要对磨损严重的衬板进行补焊或者更换，每次检修需要12 h，同时焊接件焊缝一旦出现磨损，极易造成衬板脱落，脱落的衬板将对破碎下游破碎机造成严重的破坏。针对这种情况，设计了一种悬挂式衬板，该型衬板分为2部分，一部分为带楔形的直接焊接于缓冲仓仓壁上，另一部分悬挂在楔形衬板上，磨损到限后直接更换即可，更换一块时间仅为0.5 h。图3为该型衬板简图。

图3 悬挂式衬板结构简图a.b.母衬板 c.悬挂衬板

3.4 卸矿口挡墙的长寿化设计

巴润矿业公司原矿由东西采场通过汽车运到粗破碎，设计粗破碎机给矿量Q=3030.30 t/h，给矿粒度1 200～0 mm，排矿粒度250～0 mm，松散密度为2.28 t/m3，设计排矿口e=175 mm，设计选取生产能力：Q= 4 300 t/h。运矿汽车使用的是108电动轮，轮胎整体高度超过2 m，卸矿口必须设置挡墙来确保卸矿安全，但由于卸矿车的冲撞及矿石的冲刷，设计采用的普通混凝土挡墙短期出现了损坏严重。通过将挡墙用钢板包裹的办法来减轻挡墙的损坏，但仍然不能彻底解决，甚至钢板脱落造成生产中断，造成设备损伤，经不断改进实验，基于该种作业形式，设计一种挡墙保护结构，在挡墙用钢板全部包裹的基础上，在挡墙与车轮接触面及挡墙地面附近铺设钢板，并在钢板俩侧布置三角形拉筋，所有接触位置满焊。该种布置大大减轻了挡墙的损坏，基本实现了长期使用，降低了维修费用，为安全生产提供了保障。粗破碎挡墙布置形式及挡墙改造前后的包裹形式如图4所示。