机制砂生产线中冲击破的使用维护与故障处理

殷学宇，高康，苗桂坤，赵春雨

（1. 山东鲁碧建材有限公司，山东 济南 271100；2. 莱芜鲁碧商品混凝土有限公司，山东 莱芜 271100）

随着我国基础设施建设的飞速发展，天然河砂已经难以满足混凝土对原材料日益增长的需求，为缓解资源短缺，采用人工砂替代河砂已成了混凝土行业可持续发展的一种必然趋势。我公司自 2009 年涉足混凝土领域，2010 年已经开始了机制砂的使用推广工作，并且先后配套建设了 4 条骨料生产线，其中 1 条专门的机制砂生产线，主要设备包括喂料机、冲击式破碎机、振动筛、皮带机等。在近十年的使用过程中，笔者对设备维护和故障处理，特别是对制砂线的心脏——冲击式破碎机（制砂机，见图 1）积累了部分经验。本文对冲击破的工作原理、组成部分、用途、维护保养以及常见故障和处理方法进行总结。

图1 冲击式破碎机（冲击破）

1 工作原理

我公司制砂机为一台时产 50 立方的冲击式破碎机（简称冲击破），喂料粒径在 40mm 以下。通常为提高产量，采用 10mm 以下石灰石进行喂料，一小时产量在 70t 左右，运行稳定、高效高产。它的工作原理，简单一点说是“石打石”的原理：两台功率 135kW 电机和轴承筒的底部传动装置以三角带进行传动连接，以 1600r/min 叶轮转速，高速带动冲击破的主轴（轴承筒）以及主轴上的叶轮。石子由冲击破上部进料斗的进料口进入叶轮开始被动加速，经分料器由不同出口甩出，后来到粉碎腔，在叶轮内被动加速获得的以动能形式存在的能量，在粉碎腔内相互碰撞、冲击、研磨等作用得以消耗，能量消耗完毕的物料开始自由下落，同时受粉碎腔物料运动的叶轮转动造成的腔内空气涡流带动，与分料器不同出口排出的有一定能量的石子被动碰撞，最终下落到粉碎腔下部的排料孔，经皮带传送机传送至振动筛进行过筛，不符合粒径要求的石子，经过回料皮带，重新输送至冲击破上部，重复上述过程。由于采用干净的物料，严格控制物料含水率，一次破碎的回料率为 30%，效率比较高。在破碎腔内循环多次的石子在周围气体涡流的作用下，最终大粒径石子变为符合粒径要求的小粒径颗粒，经过多次的、大概率的碰撞、冲击、研磨过程，石子物料得以整形，颗粒形貌各个表面圆润。石子在粉碎腔相互之间多次的主动与被动碰撞，带来“石打石”的破碎和整形效果，少部分石子碰撞到粉碎腔外壁反击板，这种工艺对机器反击板的磨损是很少的，所以冲击破设备比较耐用。

2 设备组成

制砂机的核心是一台冲击式破碎机，主要由两台电机、皮带轮、轴承筒、叶轮、进料斗、分料器、粉碎腔、排料孔、机壳，以及电机座、三角带、中腔护板、护栏、电气控制元件、底座传动装置等组成（图 2）。由“石打石”工作原理可以看出，冲击破设备比较简单，核心部位是中间的由皮带轮、传动装置、轴承筒、叶轮、进料器、分料器等组成主轴，这是日常维护保养和故障预防的重点。

图2 冲击破的组成机构

3 优点和用途

冲击破广泛用于金属和非金属矿石破碎[1]，用于水泥、耐火材料、玻璃等行业的原料处理，用于建筑骨料制备砂和石子，以及用于各种冶金渣的细碎和粗磨作业，特别对碳化硅、金刚砂、烧结铝钒土、镁砂等中硬、特硬及磨蚀性物料，比其他类型的破碎机更具有优越性。

我公司制砂线选用冲击破制砂，是因为考虑冲击破比较适合于石子制砂，石子一般粒径在 40mm 以下，进料上符合冲击破的进料，采用叶轮高速甩料，利用物料撞击周护板或自击性粉碎，达到细碎制砂的目的，是一种很好的制砂模式。因为自击性粉碎的原因，致使机制砂的成品粒形很好，达到了优质机制砂的标准；利用物料的自冲击破碎，一定程度上节省了耐磨件的支出；冲击破的高转速更适合细碎制砂，具备很高的制砂效率；冲击破配置有机械臂、观察窗，很多制砂机厂家的设备还配置有独立油站、稀油润滑系统、变频软启动系统，使生产维护都方便快捷；冲击式破碎机所产生的机制砂连续级配好、细度模数优，可做出精品机制砂，制备出和易性优良的混凝土产品。

4 维护保养

由于长期连续运转，工作环境高粉尘、高噪音、振动较大，比较恶劣，运行中经常出现各种故障。为了保持制砂机良好的性能，需要做好日常的维护保养，及时发现并处理故障[2]。

4.1 尽量保证合理的作业环境

冲击破在正常破碎作业过程中，粉碎腔内的空气涡流创造了一个理想的集尘环境，一般情况下不会有大量的粉尘溢出，并不需要采用除尘器除尘，但是在冲击破设备开、停机的时候，或在喂料斗喂料，冲击破进料斗给料不足的情况下，粉碎腔空气涡流作用减弱，会导致冲击破有大量粉尘溢出。可以在排料孔安装一个水喷雾装置，并将与电机开关进行连锁，这样在冲击破设备开、停机时，会自动喷雾降尘，达到控制粉尘溢出的效果。通过合理定位等措施，加装减震装置等措施，减少冲击破的有害振动。加装围护体系，减少外界环境对冲击破的不利影响。

4.2 及时清除破碎目标物料中的杂物

喂料过程中经常会出现混有杂铁或粒度过大的物料，这些杂物会对冲击破乃至整个制砂系统造成损伤，如划伤皮带、堵塞进料口和排料孔、影响叶轮上分料器的寿命。所以要在喂料口加装格筛，清除粒径过大的杂物；在喂料都出口附近输送皮带上部加装强磁除铁器，同时要经常对除铁器进行检查清除杂物，防止杂物对冲击破乃至制砂线的影响。

4.3 防止电机倒转的叶轮转向错误

在检修作业，特别是电气维修作业过后，以及供电部门停送电后，冲击破进行破碎作业前要对电机的转向进行确认，可以在日常的正常作业时在电机上用油漆箭头标明正确的电机转向，还要在冲击破的进料口部位进行确认观察。因为如果冲击破中叶轮的转向错误，会导致分料器粉料效果不佳，同时增加设备磨损。同时要确保两台电机的转向以及转速一致，这方面如果发生异常，会导致电机的不可逆损伤，加大其中一台电机的负荷，烧坏线圈，影响电机寿命。

4.4 合理使用保证充足的油品

冲击破虽然设备简单，但是作为核心部位，其轴承筒内部构造复杂，拆装困难，采用米工方式进行密封，油站的正常运转比较关键，要定期记录回油温度，观察回油品质，同时对关键润滑部位，要确保润滑有效到位，咨询厂家使用的油品型号，确保准确及时添加。

4.5 保证三角带的合适张力

冲击破设备采用双电机驱动，通过三角带与主轴进行传动连接，三角带的日常管理，特别是三角带的老化判断、张紧力控制等，对于冲击破这种双电动机驱动设备尤为重要。因为各条三角带的张力不一致，会导致三角带的磨损程度不一致，出现皮带突然断裂的情况，也会导致两台电机的负荷不一致，一台电机电流高、一台电机电流低，导致电机性能恶化。三角带要定期进行检查，需要更换时，最好一次性全部更换，选择同一厂家同时型号同一批次的产品。更换三角带后，对新三角带要空转空运行 30 分钟，然后重新调整张力，之后进行投料运行，运行 8 小时后再次调整张力，通过这样的措施，可以保证三角带合适的张力，减少烧带和电机损坏现象。

4.6 设定关键参数记录运行情况

根据厂家使用说明书和经验数据，对关键数据，如轴承温度，油站回油温度，电流表电流数值，皮带秤数据、振动值，开停机时间，故障情况等，设计记录表，要求设备操作员详细记录，每周进行数据分析，判断设备运行情况，同时在冲击破进料斗和电机传动部位加设监控装置，以方便及时观察设备运转情况。定期对人员进行教育培训，对判断设备的运行故障、保证设备长期运行有着十分重要作用。

5 故障处理

由于冲击破设备“粗老笨重”，虽然设备简单，但是关键部位长期处在艰苦环境，紧固部件磨损严重，故障处置起来还是比较困难，所以要注意加强维护保养，同时要注意对故障的征兆进行观察和判断，及时处理险情，减少大故障的发生[2]。

5.1 电流表数值异常

这是比较常见的故障，或者故障先兆。冲击破进料斗的喂料量不合适、冲击破粉碎腔内积料过多、冲击破的排料孔堵塞、三角带打滑、电机损坏、部分机械或电气故障等都会造成电流表的数据异常。

解决方法：喂料皮带选择合适的喂料速度、疏通堵料、维修电机、更换三角带、查找具体机械或者电气故障。

5.2 轴承、电机、或者回油站油品温度过高

温度超过标准时应停机检查。电机长时间处于超负荷状态；轴承筒损坏，操作者应注意熟悉轴承运转时的声响，如果声响发生变化，特别是声响低闷时，表明轴承已经劣化；轴承缺少润滑油；润滑油排放槽堵塞，引起轴承箱内的压力增大，造成润滑脂失效。

解决方法：适当减小电机负荷；更换损坏的轴承；加注润滑脂；疏通润滑脂排放槽。

5.3 冲击破设备振动过大和异常磨损

叶轮分料器部位不均匀的磨损；粉碎腔内积料不均匀；减振垫损坏；叶轮和主轴连接松动；主轴承损坏；螺栓松动等。

解决方法：检查叶轮以及分料器及相关耐磨块的磨损情况，更换对应的抛料头；查看粉碎腔内积料情况，调整进料速度；更换减振垫；更换主轴承；紧固松动的螺栓。叶轮中分料器的抛料头不均匀磨损大都是由于料板的角度不合理引起的；粉碎腔外壁磨损是由于破碎积料过多造成的。积料量和积料特性与抛料头的使用寿命有着极大的关系。

6 结语

本文叙述了冲击式制砂机日常维护保养的注意事项以及常见的故障处理方法。日常运行中如果出现异常现象，千万不可掉以轻心，应立即停机检修，以免造成更大的损失。