圆锥破碎机常见故障原因分析及检修措施

李成

摘 要：弹簧圆锥破碎机使用中的的常见故障原因分析及检修措施。

关键词：破碎机；故障原因分析；检修预防措施

圆锥破碎机适用于冶金、建筑、筑路、化学及硅酸盐行业中原料的破碎，可以破碎中等和中等硬度以上的各种矿石和岩石。圆锥破碎机破碎比大、效率高、能耗低，产品粒度均匀，适合中碎和细碎各种矿石，岩石。按照种类包括弹簧圆锥破碎机、轧臼式圆锥破、液压圆锥破碎机以及复合圆锥破碎机4大类。圆锥破碎机其结构主要有机架、水平轴、动锥体、园锥齿轮传动、偏心套、上破碎壁（固定锥）、下破碎壁（动锥）、润滑系统、控制系统等几部分组成。

1.主要常见故障

圆锥破碎机运行中常见的故障有：大小圆锥齿轮磨损，轮齿折断；油泵运转，但油压低于0.09MPa；油中有水，油箱中油位增高；防尘系统排出的水中有油；油温油压升高；润滑油的油质变差；破碎机经常振动；有剧烈冲击声，支承套跳起，然后恢复正常工作；破碎机有强烈振动、动锥自转加快等故障。这些故障不但影响了破碎机破碎效率的正常发挥，而且使破碎机许多部件的使用寿命大幅度降低，备件、辅助材料消耗明显上升，同时增加了维修和生产的劳动强度。因此，合理处理好这些故障是保证圆锥破碎机正常运转的必要条件。

2.常见故障原因分析

2.1.圆锥齿轮磨损快，并时有发生轮齿折断。

2.1.1.圆锥齿轮的正常啮合条件遭到破坏

圆锥破碎机的工作原理：电动机通过大小园锥齿轮组成的传动装置带动偏心套旋转，动锥在偏心轴套的迫动下，其轴线以球面轴承的球心为顶点，绕破碎机中心线作旋摆运动，矿石破碎腔内不断的受到冲击挤压，达到破碎矿石的目的。圆锥破碎机偏心轴套在旋转过程中因偏心及大园锥齿轮配重块的强大离心作用下，使其配重一侧总是压在机架衬套上，而对称面一侧与机架衬套始终保持一定间隙，所以大圆锥齿轮在转动过程中不是绕本身的中心线旋转，而是以机架衬套的间隙L的1/2即L/2为半径，绕破碎机中心线作圆周运动。

一对圆锥齿轮正常啮合，必须是两齿轮轴心线垂直相交，并且节圆重合。而大圆锥齿轮的这种特殊运转状态破坏了圆锥齿轮正常啮合关系，因此运转过程中齿轮的齿面上产生很大的冲击负荷和滑动摩擦。同时因为圆锥破碎机偏心轴套与机架衬套的间隙比较大，所以导致圆锥齿轮受冲击负荷、磨损或轮齿折断的现象较普遍。特别是小圆锥齿轮，因齿数少，齿根薄，轮齿折断相比大园锥齿轮更常见，这就是圆锥破碎机齿轮磨损快，并时常发生断齿的主要根源之一。

2.1.2.刚性连接传动

圆锥破碎机的传动结构是以异步电动机通过弹性联轴器与传动轴实行刚性连接，当圆锥破碎机发生混入金属物或超负荷运行时就很容易造成圆锥齿轮轮齿折断。

2.1.3.金属物混入过于频繁或被大块卡住

当矿石中混入金属物时，破碎机的弹簧虽起保护作用，但过于频繁或被大块卡住时，往往会引起弹簧失效，致使机体的其它零件损坏，如大小圆锥齿轮轮齿折断等。

2.2.油泵运转，但油压低于0.07MPa

圆锥破碎机采用稀油循环集中润滑，由润滑油站供给润滑油，润滑系统主要由低压齿轮泵组、油箱组件、滤油器组件、冷却器、安全阀、阀门和管路等组成。润滑系统出现油泵运转，但油压低于0.07MPa的情况，主要有以下原因：

2.2.1.破碎机开机前，油箱中油温低于15℃时且不加热油，启动润滑油泵时会出现润滑系统中油流指示器内没有油流，油泵运转，但油压低于0.07MPa的情况，这种情况在冬季尤为突出。

2.2.2.若启动润滑油泵时，如果润滑系统中进油管的阀门没有及时打开到合适位置，那么也会油泵运转，但油压低于0.07 MPa的情况；

2.2.3.若润滑油泵自身存在故障、油泵磨损，亦会出现在润滑系统中油泵运转，但油压低于 0.07 MPa的情况。

2.3.油中有水、油箱中油位增高及润滑油乳化

出现油中有水、油箱中油位增高、润滑油乳化的情况，主要有以下原因：

2.3.1.冷却器水管腐蚀破损出现漏水情况时，会出现冷却水从冷却器中进入被冷却的润滑油里，造成油箱中油位增高，润滑油乳化；

2.3.2.防封装置给水量太大，造成防尘水不能够及时从排水管排出机外，导致油中进水，油箱中油位增高，润滑油乳化；

2.3.3.回水管堵塞，造成防尘水不能及时排出机外，导致油中进水，油箱中油位增高。

2.4.防封装置排出的水中有油

矿石在破碎过程中，产生大量粉尘。为防止粉尘进入圆锥破碎机内部运动部分的摩擦面，在破碎机球面轴承支座上有水防尘装置。水防尘装置由环形贮水槽、环形排水槽、挡板和防尘橡胶及圈组成。防尘水从进水管输入贮水槽，充满后水自由溢入排水槽内，由排水管排出机外。挡板和防尘橡胶及圈与动锥球面相接触将粉尘挡住，使其落如水槽中，随着贮水槽的溢流水流出。

当球面轴承座或球面轴瓦上的回油槽被堵塞时，会造成润滑油从防尘装置处泄漏，导致防尘装置排出的水中有油；若回油管被堵塞时，也会造成润滑油从水封防尘装置处泄漏，导致防尘装置排出的水中有油。

2.5.油压、油温升高

出现破碎机油压、油温升高，主要有以下原因：

2.5.1.破碎机稀油润滑系统的油管或过滤器被堵塞，造成油压、油温升高；

2.5.2.破碎机内的油路被堵塞时，也会造成油压、油温升高。

2.6.润滑油的油质变差

破碎机在运转过程中，出现防尘装置防尘橡胶圈磨损过量，引起密封不严时，会使大量粉尘进入机体内的润滑油中，使润滑油的油质迅速变差，造成润滑不良，加剧圆锥齿轮磨损，甚至引起圆锥齿轮轮齿折断、动锥高速旋转、抱轴和刮瓦等事故的发生，同时也大大缩短了润滑油的使用寿命。

2.7.破碎机经常振动

造成破碎机经常振动的主要原因如下：

2.7.1.破碎机的弹簧张紧度不够时，会造成破碎机经常振动。PY1750型圆锥破碎机是弹簧保险圆锥破碎机，安置在机体四周的弹簧组是破碎机的保险装置，当破碎机中进入非破碎物时，支承在弹簧上面的支承环和调整环被迫向上抬起而压缩弹簧，使排矿口尺寸增大，排出非破碎物，避免机件的损坏。弹簧的张紧程度对破碎机的正常工作具有很大的影响；

2.7.2.破碎机的给矿量不均匀或过多时，会造成破碎机经常振动；

2.7.3.破碎机的给矿中碎矿过多且潮湿时，因破碎机的排矿口较小，造成排矿不及时及出现粘结在破碎壁或轧臼壁上，使排矿口进一步缩小，而导致破碎机经常振动。

2.8.有剧烈冲击声，支承套跳动，然后又正常工作

圆锥破碎机运转过程中，当矿石中混入非破碎物时，破碎机的弹簧起保护作用，支承在弹簧上的支承环、调整环被迫向上抬起而压缩弹簧，增大了排矿口尺寸，使非破碎物经排矿口排出，这时破碎机内会发出剧烈冲击声，支承环跳动，然后又正常工作。非破碎物混入过于频繁或被大尺寸矿石卡住时，往往会引起弹簧失效，而导致机件损坏。

2.9.破碎机有强烈振动、动锥自转速度快

圆锥破碎机在正常状态下，空载时动锥的转速为10～15r/ min，负载时动锥的转速为3～5r/ min。当动锥的转速超过15r/ min时，即动锥的高速旋转，就会出现了常说的“飞车”现象。出现“飞车”故障后，由于动锥的转数增高，会引起润滑油油温升高，油压却降低现象；电动机的电流增大；动锥和偏心轴处衬套的温度也急剧上升；机体内润滑油向四处飞溅甩落，润滑状况恶化；防尘装置遭到破坏，油箱进水等情况。“飞车”故障会导致破碎机出现强烈振动、主轴被抱住、刮瓦等现象的发生。

3.圆锥破碎机产生动锥高速旋转、抱轴和刮瓦的主要原因如下：

3.1.破碎机动锥体各部受力不平衡。破碎机空载运转时，作用在其上的力有动锥体的惯性力、动锥体的自重力、球面轴承的反作用力、偏心轴套的反作用力、偏心轴套的惯性力。破碎机在正常状态下，机体各部受力平衡。当动锥体各部受力不平衡，>0或<0时，破碎机出现运转不平衡现象，导致破碎机出现强烈振动、动锥高速旋转、抱轴和刮瓦等事故的发生；

3.2.动锥主轴与偏心轴锥形衬套接触不均匀。破碎机运转过程中，由于偏心轴套和动锥的倾斜而造成圆形衬套的上部或下部接触不均匀，同时在衬套上产生很大的压力，使衬套受力面发生研磨现象，甚至造成衬套出现裂纹而破裂以及主轴折断；倾斜严重时，动锥体会以很大的转数向偏心轴套的旋转方向回转，使润滑油的油温快速升高，破碎机出现强烈振动、动锥高速旋转、抱轴和刮瓦等现象。

备品备件有质量缺陷、安装出现问题或检修不符合规程要求时，都会造成动锥主轴与偏心轴锥形衬套接触不均匀。偏心部的磨损，也会造成动锥主轴与偏心轴锥形衬套接触不均匀；3.3.润滑不良。圆锥破碎机采用稀油集中润滑。破碎机在运转过程中，出现润滑不良、油质劣化、供油不足情况下，造成机内各摩擦面的摩擦力增大，机体受力不平衡，导致破碎机出现强烈振动、动锥高速旋转、抱轴和刮瓦等事故发生。

3.4.偏心轴套与机架衬套配合间隙及动锥主轴与锥形衬套配合间隙不在规定范围内。偏心轴套与机架衬套配合间隙及动锥主轴与锥形衬套配合间隙对保证破碎机的正常运转极为重要，间隙过大会产生偏心轴套和动锥主轴更大的倾斜，使衬套局部发热；间隙过小也会引起衬套发热，甚至出现热膨胀现象，使衬套发热部分内径缩小而将动锥主轴夹紧；

3.5.混入金属物过多或被大尺寸矿石卡住。圆锥破碎机运转过程中，当矿石中混入金属物时，破碎机的弹簧虽起保护作用，但过于频繁或被大尺寸矿石卡住时，往往会使弹簧失效，机体受力失去平衡，引起动锥倾斜，动锥主轴与偏心轴套不能均匀接触，导致破碎机出现强烈振动、动锥高速旋转、抱轴和刮瓦等事故发生；

4.预防及处置措施

4.1.改进大圆锥齿轮与偏心轴套的装配关系，修改偏心轴套图纸，安装大园锥齿轮部位的轴线偏离偏心轴套的轴线，偏离配重侧1.6～2mm。

4.2.在园锥破碎机供矿皮带上安装电磁除铁器、金属探测仪和视频监控系统，在进入破碎机这前及时清除。

4.3.电气控制系统装过流保护，当破碎机混入非破碎物或超负荷时电动机可实现自动停止运转，起到保护作用。

4.4.定期检查园锥齿轮啮合间隙、偏心轴套与机架衬套之间的配合间隙，及时更换掉磨损超标的偏心轴套或机架衬套，保证间隙在规定范围内。

4.5.定期检查止推圆盘的厚度，及时调整圆锥破碎机大小圆锥齿轮的啮合间隙保证间隙在规定范围内。

4.6.经常检查防尘装置排水的情况。若出现大量粉尘进入润滑油，使油质迅速变差时，应停机检查防尘装置，找出原因并消除之；油质很差时，处理同时还应清洗油箱、更换新油。防尘装置给水量过大时，及时调整给水量；回水管被堵塞时，及时清洗回水管。

4.7.经常检查稀油润滑站中油泵、过滤器、冷却器、阀门和管路的运行情况，油质、及稀油润滑系统的油压和油温。油泵出现故障时，及时进行检修或更换油泵；过滤器堵塞时，及时进行清洗更换滤网；油管被堵塞时，停机找出堵塞点，并消除之；冷却器漏水时，及时更换冷却器；进油管的阀门没有开到合适位置时，及时调整到合适为止；破碎机内的油路被堵塞时，停机找出堵塞点，并消除之。

4.8.岗位操作人员必须严格遵守破碎机的启动和停车等规定的标准操作规程。开车前必须认真检查破碎腔内是否有矿石或异物；检查各电气连锁装置和信号是否正确好用；检查油箱中油温和油位的情况，冬季开机前，用电热器将油加热至15℃后方可开车，油位在规定的上下限之间；启动油泵，待油压稳定在0.07～0.13MPa，回油管道中有润滑油回到油箱后，方可启动破碎机，空载运行10min无异常，开始供矿。

4.9.破碎机运转中必须注意给矿均匀。

4.10.经常检查油箱的油位情况。若油箱中油量减少，严重时造成油位显著下降时，找出故障原因，停机检查并消除之，补加润滑油。若油中有水，油箱中油位增高时，找出故障原因并消除之；严重时，处理后还应清洗油箱并更换新油。

4.11.定期检查破碎机的弹簧张紧度。破碎机的弹簧张紧度不够时，停机按规定范围压紧弹簧。

改变备件机械性能和加工尺寸

在设备投入使用的前几年里，多次发生大、小园锥齿轮断齿事故，经解体认真检查，并分析原因，发现大园锥齿轮材质过脆，韧性低。同备件供应商共同探讨，改进大园锥齿轮材质，齿轮经调质热处理后，不进行齿面淬火处理，这样即保证了齿轮的强度，又增加了韧性。两者的机械性能对比见表2

表2

项目 材质 屈服点 抗拉强度 伸长率 收缩率 （V形）冲击吸收功Akv（J） 退火或高温回火供应状态硬度 HB≤

MPa %

改进前 ZG310～570

（ZG45B） 310 570 15 21 15

改进后 35CrMo 835 980 12 45 63 229

经过改进后，虽然出现过几次小园锥齿轮断齿事故，但大园锥齿轮再没有出现过一次断齿事故，齿面只是有些损伤，经修复加工后可继续使用。降低了备件消耗量。

5.结束语

如何使圆锥破碎机故障率下降、运转率提高增大生产能力，对于工厂的生产具有深远的影响，这也是我们设备管理工作者的责任。我们将在今后的时间中更加努力去探索和钻研，也恳请各界同行提出宝贵意见。