选煤厂双齿辊破碎机检修保养工艺的改进研究

2021-04-01王建国

机械管理开发 2021年9期

王建国

（晋神能源有限公司沙坪洗煤厂，山西河曲 036500）

1 项目概况

1.1 概况

山西省晋神能源有限公司沙坪选煤厂是一座年处理原煤量达5 Mt的大型选煤厂，于2007年8月正式投产运行，主要是对沙坪煤矿开采的原煤进行洗选。沙坪煤矿井田面积20.84 km2，地质储量5.9896亿t，设计可采储量4.15027亿t，主要开采8、9、13号煤层。沙坪煤矿所产原煤中大块原煤和煤矸比例较大，该选煤厂选用英国MMD1000双齿辊破碎机对其进行破碎后，再进入到洗选工艺。

1.2 MMD1000双齿辊破碎机分析

英国MMD1000双齿辊破碎机是一种新型破碎机，具有结构紧凑、适应性强等优点，在大块原煤和煤矸物料应用方面很有前景，其主要特点如下：采用长齿、小辊径、螺旋布齿、多破碎盘四齿结构，特别适于粗碎；在两个破碎辊下设有破碎棒，形成破碎齿和破碎棒三级破碎过程，破碎比大，碎后粒度均匀，可以调整碎后粒度尺寸；设备紧凑，所占空间尺寸小；辊子转速低，因而磨损小，噪声低，灰尘少；基础设计简单，采用整体式结构，驱动装置直接连接在破碎机框架上，使传递到基础上的力大大减少；对物料的适应性强，在破碎物料硬度上比普通齿辊式和喂给式破碎机大，长辊齿的交叉布置起到相互梳理作用，可破碎黏性物料；生产能力大，最大生产能力可达14 000 t/h，根据需要，一般最大可设10个破碎盘。

MMD1000双齿辊破碎机为辊式破碎机，而辊式破碎机工艺非常单一，其减能增效潜力较小。但是该设备的检修保养工艺却较为复杂，可以对其进行优化改进，以提高维修保养的工作效率，降低维修保养的成本。

2 MMD1000双齿辊破碎机常见故障分析

结合山西省晋神能源有限公司沙坪选煤厂MMD1000双齿辊破碎机的实践应用情况，对该破碎机常见故障进行归纳总结，其故障主要有以下几点。

2.1 齿板齿牙磨损

选煤厂MMD1000双齿辊破碎机齿板部件属于易损件，该部件的工作频率和工作量都非常大，因此其使用周期较短，使用费用较高。从实践应用情况来看，当该破碎机齿板齿牙磨损严重时，若不及时更换会带来破碎效率降低、破碎粒度超标、下游设备堵料、洗选效率降低等一系列生产性问题；特别是当煤质变差，煤中含矸率增大时，齿板齿牙磨损更快，基本3个月就需换一次齿板；另外，破碎机齿板属进口件，费用较高，一套MMD破碎机齿板约19万元，因此破碎机维护费用也一直居高不下，给生产运营带来了很大的压力。

2.2 破碎机耦合器损坏

破碎机耦合器在破碎机结构中，一端与电机柱销联接，一端与减速机花键联接，在破碎机运转过程中起软联接作用。破碎机在运转过程中，经常发生大块矸石或铁器等其他杂物卡死齿辊的故障，而该故障又极易导致耦合器损坏，造成耦合器花键磨损，这是耦合器的最常见故障。耦合器在运转过程中，也极易出现“O”形圈损坏，造成两侧油腔联通，以致发生内泄的故障。另外，耦合器的使用时间过长，还会出现耦合器壳体开裂的故障。

2.3 减速机故障

减速机在整个破碎机结构中，一端与耦合器连接，一端与齿辊连接，两端均为花键连接形式，主要起减速作用。在实际使用当中，减速机故障较少发生，因此使用周期较长，一般在维护保养到位的情况下，一台新减速机的使用寿命均在8年以上。但由于选煤厂环境差，空气中含有煤尘，极易污染设备，所以在日常维护保养方面，需要经常清理减速机呼吸孔，以免被堵塞，造成漏油；在润滑上，应严格按照标准进行加注，不可超出规定加油油位；减速机在使用过程中，常见的故障主要有：减速机输入或输出等部位漏油，高速轴、轴承、齿轮等损坏，齿形联轴器外套脱落等。

2.4 齿辊损坏

破碎机齿辊结构简单，在实际使用中发生损坏的情况较少，但一旦发生故障，检修难度较大，耗时较长，其在使用中最常见的故障是齿辊轴承损坏。

2.5 电气故障

因破碎机设备所涉及的电气元件较少，电气回路也较简单，因此在实际使用过程中发生的电气故障较少，一般主要发生的电气故障是无故障打滑。

3 破碎机降本改进措施

破碎机在使用过程中的维护成本费用主要集中在齿板和耦合器更换以及锂基脂等润滑油消耗上，由于锂基脂等润滑油消耗在破碎机设备使用中已有严格规定，因此对其研究意义不大，故此只对耦合器和齿板更换维护成本进行深入挖掘。

3.1 修补齿板

破碎机齿板由于材质特殊，齿牙耐磨性要求高，且目前市场上常见的焊法和焊条无法满足修补要求，因此，齿牙修复一直是这一领域的难题。但经过多年努力，通过多方咨询这一领域厂内、厂外的相关技术人员，以及查找相关方面的资料，并且经过大量的试验研究，最终摸索出了一套修复方法。该方法是用CO2保护焊并采用HS-58W焊丝进行焊接修补，其修补的主要过程为：焊前要用氧气、乙炔火焰去除焊件（齿板齿牙）表面的油污、水、煤等杂物；在焊前用氧气、乙炔火焰对齿板补焊件进行低温预热；进行齿板补焊作业，补焊的方法是堆焊法，即在补焊完一层过后，要待焊件冷却后，用角磨机进行表面打磨以检查有无气孔裂纹等，待检查完后，再重复进行焊件表面清理、预热、补焊这一过程，依次进行补焊，直至修补到满足生产需求的齿牙高度为止。

经过修补的齿板齿牙各项性能指标可完全满足生产需求，极大地降低了齿板的维护成本，仅此一项一台破碎机一年便可节约成本约36万元。

3.2 耦合器修复

耦合器作为破碎机的易损件，更换周期短，使用量大，一台耦合器的使用周期基本是三个月，且耦合器为进口件，故此项维护费用较高。在未改造前，我厂破碎机耦合器一经损坏便直接报废，后经探索，开始对损坏耦合器进行修复，一方面将进口耦合器改造为国产耦合器，另一方面研究探索并成功实施了花键套更换的技术改革创新。

4 破碎机常见故障的处理

4.1 齿板故障处理

在齿板齿牙发生磨损后，通常采取的办法是更换新的齿板；但若遇到生产紧张、无大量停机作业时间等特殊情况时，也会采取只更换齿辊中间部分的齿板或调小齿辊间距的办法临时应对。

破碎机齿板在更换过程中存在螺栓孔常被煤泥堵塞不易清理以及圆垫不易取出等难题，这些难题一直是制约更换齿板检修效率的主要因素，后经过技术攻关，成功地解决了上述难题。主要采取以下措施：

1）针对清理螺栓孔，以前采用的是边拿煤泥水冲，边用螺丝刀清理的方式，但此种作业方式效率太低，作业时间太长，现借助电动扳手为动力源发明了一种快速清理螺栓孔的工具。采用此种工具进行螺栓孔清理，极大地提高了作业效率，降低了作业时间及劳动强度，以前人工清理一个煤泥堵塞的螺栓孔至少需5 min以上，现在只需20~30 s即可完成。

2）针对圆垫的拆卸，以前采取的是用大锤震、长的加力杆摇晃齿板的方式进行取垫，但有个别圆垫在经过大锤震以及长的加力杆摇晃齿板后仍然不会掉落，以至于最终只能采取氧气、乙炔割除的方法才将其取出，因此，常常在更换齿板过程中仅取出圆垫一项作业就要耗时4 h以上，且劳动强度较大，安全风险高，极易发生砸伤人员的事故。后经我们攻关研究，发明了一种快速取垫器的工具，并已成功申请国家专利，实现了圆垫地快速取出，现在只需40 min左右的时间就可完成此项作业，极大地提高了检修效率，降低了劳动强度。

4.2 耦合器故障处理

耦合器在使用过程中，最常见的故障是花键磨损。在点检中，若发现花键磨损，同时在耦合器与减速器连接部位就可发现有铁粉产生，因此一旦发现有铁粉时，就要仔细观察耦合器花键情况，以判断其是否还可使用。若发生耦合器故障，处理的方法是更换耦合器，但在更换过程中存在吊装问题，现场一个作业平台上8台耦合器同时运转，因此在每台耦合器上方制作一个吊装架很不方便。针对此情况，在实际中自行制作一活动吊装架，以满足每台耦合器更换需求。

4.3 减速机故障处理

减速机发生故障，需要更换减速器，由于厂内作业环境所限，因此在更换减速器时需将破碎机整体拉出，再配合使用天吊进行减速器更换，在安装过程中，一定要先将输出轴花键与齿形联轴器对准安装后，方可逐项紧固地角螺栓。

4.4 齿辊故障处理

齿辊故障90%以上是齿辊轴承损坏，因此只需将损坏的轴承更换即可。按照设备维修使用标准规定，更换齿辊轴承需先将齿辊拆卸后，再进行齿辊轴承更换，但由于我厂作业环境所限，在作业现场无法进行齿辊拆卸作业，需将破碎机整体拆卸后运送至检修车间，再进行拆卸齿辊作业，这就出现了作业工程量大，耗时长，作业风险高等弊端。后经过不断摸索，总结出了一套无需拆卸齿辊，无需移出破碎机，在现场即可更换齿辊轴承的作业方法，该方法是：先将齿辊轴承损坏的齿辊进行找中再进行固定，之后将损坏的齿辊轴承割除，并在安装部位进行打磨处理，最后将新齿辊轴承安装到位。此方法的难点主要在齿辊找中和损坏齿辊轴承割除方面，这就要求作业人员的技术一定要过硬，且现场作业经验丰富才可胜任。采用此方法只需作业2~3 h即可完成更换齿辊轴承作业，极大地缩短了更换破碎机齿辊轴承作业时间。