浅谈地下狭小空间内旋回破碎机安装及运行技术

范 晓 亮， 侯 恩 元

(中国水利水电第七工程局有限公司， 四川 成都 610213)

1 概 述

大型旋回破碎机以其“生产能力大、单位能耗低、工作平稳”[1]等良好的性能使其在砂石加工系统运行使用中获得较高的性价比，其运行管理的高效性可以提高砂石加工系统生产保障性。但在地下狭小空间内安装使用大型旋回破碎机因空间狭小、通风不畅、潮湿等因素影响，对设备的安装、运行维护较正常环境而言技术难度更大，要求更高。地下厂房及破碎机结构见图1。笔者依托杨房沟水电站上铺子沟砂石加工系统工程，开展大型旋回破碎机的安装及运行技术研究，介绍了一种地下狭小空间内旋回破碎机安装和运行维护技术，保证其良好运行，提高了设备保障率，降低了设备的安装和运行维护成本。

图1 地下厂房及破碎机结构图

2 地下狭小空间内旋回破碎机安装技术

2.1 旋回破碎机安装工艺流程

根据旋回破碎机结构组成，并结合地下洞室内现场情况，为保证其安装合理、有序地组织好多个工种的施工作业，“各工种及各专业需按工艺要求在指定标高位置上进行各自的设备安装”[2]，其“旋回破碎机安装流程图”[3]见图2。

图2 旋回破碎机安装流程图

2.2 旋回破碎机安装技术

(1)下机架安装。根据设计，设备吊装时通过的预留孔(圆形)孔口直径为4.6 m，而下机架螺栓孔对角线长为4 m，导致下机架无法一次性水平垂直吊装到位。且由于破碎机后期运行时振动力大，地脚螺栓易松动，导致设备出现位移，造成设备损坏等问题。为此其安装方法如下：

①安装前，根据“设备基础的位置、几何尺寸和质量要求应符合现行国家标准《钢筋混凝土工程施工及验收规范》的规定”[4]进行基础检查，并采用垫板将基础面找平，为破碎机安装提供一个初平的基准面。

②安装时，为避免设备吊装预留孔尺寸的限制，先以架体的水平轴安装侧为吊点，采用桥机将其呈倾斜状吊起运至基座面平放。再以其横梁支撑为吊点，水平吊起并移动至基准面上，从而满足下机架在空间限制下的快速、安全安装。

③为满足设备后期运行安全需要，在进行二次回填浇筑前，沿着下机架基座周围增打了两排25 mm的孔，孔间距约25 cm，并打入C25 cm的螺纹钢，增加二次混凝土的强度，以保证运行期内基座回填混凝土不产生位移及裂缝。

(2)水平轴总成安装。根据破碎机结构，水平轴长约1.5 m，重约500 kg，其中带小齿一端(约1 m)插入下机架中与偏心套相连，因此安装时为单端吊装，难以保持平衡。水平轴就位困难，且插入下机架端小齿轮与机体内偏心套大齿轮啮合面间隙安装精度要求高，若间隙过大或过小将影响破碎机后期运行，故其安装方法如下：

①安装前，将水平轴采用螺栓与联轴器连接在一起，以增加吊起端重量，避免其单端吊装时头重脚轻，保持水平轴的吊装平衡，使水平轴安装更合理，就位更容易、快捷。

②安装时，先采用桥机小钩将水平轴水平吊起，并在联轴器后部采用人工将水平轴找平，水平移动桥机将其送入安装孔内。然后在其法兰面上加入垫片，以调整大小齿轮啮合面间隙，并用螺栓将其固定。固定好后，采用3 t吊带缠绕在水平轴靠背轮上，用小钩将水平轴盘转(大齿轮旋转一圈为止)，观察大齿圈与小齿圈的啮合情况，并调整水平轴垫片厚度。因此既保证了水平轴的快速安装，又能保证其安装精度。

③大小齿轮的啮合间隙采用百分表的测量，计算出水平轴靠背轮左右摆动的距离，对水平轴法兰圆周运动位置进行调整，达到规定要求后(旋回碎机安装要求在1.6 ～2.6 mm)，锁紧定位。

(3)主轴定位系统MPS油缸总成安装。由于设备吊装预留孔尺寸限制，下机架需采取二次吊装方能到位，导致位于下机架下部的MPS油缸总成不能像露天破碎机安装一样预先组装到下机架体上一起安装。同时，由于破碎机下部排料口位置空间限制，无法制安地沟滑车，故其安装方法如下：

①安装前，采用角铁和花纹钢板在下机架下部制作一个高为3.5 m的八边形MPS油缸总成安装平台，并焊接固定于排料口预埋件上，中间预留孔以便MPS吊装。

②安装时，采用大小钩对称将MPS两边平衡水平吊起，在螺母距离法兰面约70 mm，停止MPS油缸上升，观察调整齿轮啮合情况。吊运至距连接法兰面约30 cm时，在其对称点安装3根拉紧螺杆，并采用双头锁紧螺栓将其固定在下架体下部，取下拉紧螺杆，并用呆扳手及大锤打紧。

(4)上机架总成安装。由于设备吊装预留孔尺寸限制，采用一对钢丝绳吊装将导致钢丝绳无法直接从吊点处取出。且该设备为业主方提供的旧设备，上下机架紧固专用工具(液压扳手)缺失，导致设备安装质量设计要求难度较大。为此其安装方法为：

①吊装时，应采用4根钢丝绳，8个绳头全部挂于桥机大钩上，待上机架吊装到位后，松开钢丝绳，便能将其从吊装预留孔与上机架体法兰外边缘间隙间顺利取出。

②紧固上下机架连接法兰螺栓时，采用5 t葫芦向前拉动扳手，并用桥机小钩吊起铜棒在后面撞击扳手。采用“前拉+后撞+大锤打击”的紧固方式，大约一天便能完成上下机架体的紧固。同时在紧固过程中，不定时采用塞尺对上下机架的间隙进行检测，以便能较好地保证其安装质量达到设计要求。

(5)高压配电柜安装。高压配电柜尺寸为1.7 m×0.8 m×2.3 m(长×厚×高)，重约450 kg，室门为0.9 m×2 m(宽×高)，人工无法抬运。且其安装间主控室尺寸为4.5 m×4 m×12 m(宽×高×长)，吊车无法吊运和安装。为此高压配电柜安装时采取以下方法：

① 安装前，先利用1 400 mm下平托辊和[100 mm槽钢制作两个简易手推车，分别置于主控室内外。然后在高压柜安装平台后方，采用φ22 mm钢筋制作地锚，以便其安装直立时使用。

②安装时，首先利用室内外简易推车，采用人工将高压柜推运、拉撬至主控室内预安装位置处的方木上(方木高度略高于安装平台)，同时在高压柜底部的地面上打入两根限位插筋。然后以高压柜顶部吊耳为吊点，采用1 t葫芦和3 t吊带将高压柜和地锚连接起来，收紧葫芦，并采用人员辅助将其缓缓立起，将高压柜立于安装平台后再采用拉撬法将其平移到安装位置，高压柜就能快速、安全安装完成。

(6)破碎机其他结构安装方法采用正常环境下的安装方法即可。

3 地下狭小空间内旋回破碎机运行维护技术

(1)自动化控制及信息化管理系统改造。 该工程旋回破碎机使用期较长，长期高强度的作业和潮湿、粉尘重的作业环境将损伤运行人员身体健康。为降低运行人员工作强度和改善作业环境，同时提高系统自动化控制及信息化管理水平，该控制系统通过增设PLC控制系统和信息化管理系统。现场采用总线方式与PLC相连，远程采用光纤通信和远程集控站控制管理，将旋回破碎机控制系统与长距离骨料输送线智能化控制及管理系统相融合。通过采用“PLC控制技术，在长距离骨料输送线中控室集中进行监控和管理，实现了控制自动化，管理信息化的目标[5]”，提升了系统生产的安全性、可靠性，并降低生产运行成本。其控制系统结构见图3。

图3 控制系统结构图

(2)视频监控系统改造。受隧洞照明的影响，传统视频监控主要采用模拟量方式，需要安装额外的照明设备才能勉强得到监视视频图像。为保证运行期间运行人员的安全，该工程通过分别在放矿机进料口、旋回破料仓、排料口与下部胶带机衔接处等关键部位增设网络球形摄像机，并采用煤矿带式输送机专门开发的视频监视系统和数字信号处理器(DSP)，以加强有效信号，满足洞内无自然光源环境下视频图像信号采集。因此，提高了图像的清晰度和分辨率，实现了远程实时掌握破碎机运行情况，提升了生产运行的可视化和安全性，确保了设备的安全高效运行。

(3)洞内通风条件差，石料破碎时粉尘大。为降低厂房内的粉尘，首先在有用料进入溜渣竖井前采用人工洒水湿润，减小石料下料过程中粉尘的产生。同时在破碎机安装调试完后，在下料放矿机上部、破碎机集料仓周围和破碎机排料口下部垂直胶带机方向，采用φ20 mmPVC塑料胶管或钢管安装喷淋水管，以抑制破碎机生产时粉尘产生，并沿进出通道安装通风散烟设备，以尽量排除破碎机破碎时的粉尘。

(4)洞内较潮湿，特别是雨季山体裂隙渗水严重，对电气系统设备和工作人员身体健康影响较大。为降低厂房内潮湿空气对电气系统设备和工作人员身体健康的影响，在破碎机主控室和监控室内分别安装MS-9138B型工业除湿机，保持室内干爽，清除室内电气系统运行过程中产生的臭味，以减缓潮湿环境下电气设备和原件的老化，减少细菌的生长繁殖。

(5)破碎机集料仓位于地面以下，运行时飞溅的碎石或灰尘会对运行巡视人员安全和身体健康造成一定影响。为满足现场生产安全需要，在集料仓的边墙顶部采用φ48 mm钢管制安防护栏杆，并设置警示标志。运行人员巡视破碎机运行工况时，应佩戴护目镜、戴好防毒面罩和耳塞等防护用具，并距离防护栏0.5 m，以防止飞石伤人以及粉尘和噪音损伤运行人员身体健康。

(6)旋回破碎机的“稀油润滑系统主要是对其机内摩擦区进行润滑，摩擦区域大部分为混合摩擦，且易损件易碎裂。所以，润滑系统一般采用大黏度的润滑油，黏度大的润滑油流动性比较差，保证润滑油的洁净度以及温度，是润滑的关键。因此，其冬季的润滑系统提前启动时间要长于夏季[6]”。

4 效益分析

采用地下狭小空间内旋回破碎机安装及运行技术可实现在保证质量前提下快速安装，安装工期可由原40 d缩短为20 d，安装人员由原18人减少到10人，提高了工作效率，节约了施工成本。同时通过应用PLC技术和智能监控保护技术，增设除湿降尘设备设施，实现了自动化控制、通讯、故障诊断、信息化管理、智能化管理和设备运行工况的实时跟踪及在线监测。因此，优化了旋回破碎生产能力，提升了系统生产的精细化管理水平，提高了设备的生产效率和保障率，降低了生产运行成本8.5%，确保了设备运行质量和工程进度。

5 结 语

依托杨房沟水电站上铺子沟砂石加工系统工程，探析大型旋回破碎机在地下狭小空间内的安装和运行。介绍了旋回破碎机的安装及运行技术并对其自动化控制和监控系统进行改造，实现了旋回破碎机的自动化控制及信息化管理。同时，通过增加除湿降尘设备设施，较好地解决了狭小空间内，工作间潮湿、通风条件差等问题，提高了安装效率，节约了施工成本且提升了设备生产的安全性、可靠性，降低了生产运行成本。因此，为类似工程的旋回破碎机安装和运行提供了很好的借鉴和参考意义。