黄伟欢

（广西华银铝业有限公司 矿山部，广西 德保 533700）

广西华银铝业有限公司矿山部破碎系统分为粗碎和细碎。粗碎由2 台山特维克S3800 单缸液压圆锥破碎机完成，破碎机体与电机采用整体式托架结构安装；细碎由1 台山特维克H7800 单缸液压圆锥破碎机完成，电机采用分离式托架结构与破碎机下架体通过8 颗M20×100、12.9 级螺栓联接，如图1所示。

图1 破碎机直联驱动底架与接底架支脚连接图

1 圆锥破碎机概述

1.1 工作原理

当圆锥破碎机工作时，电动机的旋转通过皮带轮或联轴器，圆锥破碎机传动轴和圆锥破碎机圆锥部在偏心套的迫动下绕一周固定点作旋摆运动，从而使破碎圆锥的破碎壁时而靠近又时而离开固装在调整套上的轧臼壁表面，使矿石在破碎腔内不断受到冲击，挤压和弯曲作用而实现矿石的破碎。电动机通过伞齿轮驱动偏心套转动，使破碎锥作旋摆运动。破碎锥时而靠近又时而离开固定锥，完成破碎和排料。

1.2 山特维克液压圆锥破碎机的优点

（1）动锥水平力由主轴的上下两端同时支撑，受力条件好，不易发生断轴和衬套损坏现象。该机采用恒定破碎腔（CLP）设计，大大降低了运行成本。

（2）该机有多种规格有S 型和H 型。S 型用于大块儿物料的二破，H 型用于二段和三段破碎。可以达到十几种的破碎腔形变化，适应不同的物料要求。

（3）先进的机身设计，同一偏心衬套可以旋转四个角度，从而得到四个不同的偏心距，以适应不同的工作状况。

（4）最值得关注的是智能型破碎机控制系统ASRi，可使破碎机性能最大化，降低使用成本。

（5）该机的物料的破碎比率大、生产能力高于普通破碎机几倍。

（6）该液压破碎机结构紧凑。易损易换件少从而降低了生产本低。

（7）该机使用的是层压破碎、物料的破碎成品粒形美观，形状均匀。

（8）该机采用液压保护及液压清腔，自动化程度高、液压保护及液压清腔从而减少停机时间。

（9）该机润滑系统先进，采用稀油润滑，大大提高了机器的使用寿命。

2 H7800 单缸液压圆锥破碎机存在问题分析

2.1 H7800 破碎机存在问题

广西华银铝业有限公司矿山部山特维克H7800单缸圆锥破碎机自2008年以来，频繁出现圆锥破碎机下架体与电机托架结构联接螺栓断裂的故障，并多次造成橡胶联轴器撕裂，严重影响矿山的正常生产。

2.2 螺栓断裂的原因分析

我们对于螺栓断裂从4个方面来分析：

（1）螺栓的品质；

（2）螺栓的预紧力矩；

（3）螺栓的强度；

（4）螺栓的疲劳强度。

实际上，螺栓断裂在绝大多数情况都是因为松动而断裂的，当螺纹紧固件松动后，产生巨大的动能，这种巨大的动能直接作用于紧固件及设备，致使紧固件损坏，紧固件损坏后，设备无法在正常的状态下工作，进一步导致设备损坏。受轴向力作用的紧固件，螺纹被破坏，螺栓被拉断。受径向力作用的紧固件，螺栓被剪断，螺栓孔被打成橢圆。

由于H7800 电机采用分离式托架结构，与破碎机下架体通过8 颗10.9 级螺栓联接，而破碎机体本身自重20 T，电机自重8 T，破碎机体和电机托架通过弹性橡胶垫与地面联接，当破碎机工作时，联接螺栓同时受到破碎机体和电机托架反复拉伸和剪切作用力，时间一长，容易产生疲劳直至断裂，造成螺栓断裂的原因如下。

一是，电机托架与破碎机下架体接触面过小。高强度螺栓连接是靠连接件接触面间的摩擦力来阻止其相互滑移的，为使接触面有足够的摩擦力，就必须提高构件的夹紧力和增大构件接触面的摩擦系数。破碎机下架体基座呈“7”字形，每边通过4 颗10.9 级高强度螺栓与电机托架连接，接触面就是基座“7”字形的连接面，难以产生足够的摩擦力，使电机托架与破碎机下架体接触面发生相对滑移，在螺栓接触面处产生巨大剪切力，从而造成螺栓断裂。如图2 及图3 所示。

图2 接底架支脚

图3 直联驱动底架（连接部分）

二是，电机托架与破碎机下架体接触面有间隙。经检查发现，破碎机下架体基座“7”字形连接面和直联驱动底架连接面有很多铁锈，电机托架连接面由于多次发生螺栓断裂出现已有轻微变形，螺栓虽达到紧固力矩，但接合面短时就会产生细微间隙，连接面不但会产生剧烈的冲击载荷，电机托架还会上下晃动，很容易剪断螺栓。

三是，螺栓预紧力不符合要求。

高强度螺栓是用扭矩扳手上紧螺帽，使螺栓产生巨大而又受控制的预拉力，通过螺帽和垫板，对被连接件也产生了同样大小的预压力。在预压力作用下，沿被连接件表面就会产生较大的摩擦力，显然，只要轴力小于此摩擦力，构件便不会滑移，连接就不会受到破坏。安装破碎机下架体与电机托架连接螺栓时，检修人员根据自己的经验紧固螺栓，有时用力过大，有时用力过小，造成连接面受力不均。

3 改进措施及效果

3.1 增加连接件接触面

将电机托架与破碎机下架体联接接合面设计成轴对称的矩形，这样不但便于加工制造，而且便于对称布置螺栓，使螺栓组的对称中心和联接接合面的形心重合，从而保证接合面受力比较均匀。同时，增加连接螺栓数目，由原来每边4 颗螺栓增加到10 颗，大大提高了提高构件的夹紧力。如图4、图5 与图6 所示。

图4 整改后的接底架支脚

图5 整改后的直联驱动底架

图6 整改后的直联驱动底架与接底架支脚连接图

3.2 减少连接件接触面缝隙

摩擦系数主要受接触面的形式和构件的材质影响，用钢丝刷清理破碎机下架体基座“7”字形连接面和电机托架连接面铁锈，增大接触面的摩擦系数。

3.3 用扭矩扳手紧固，受力均匀

破碎机机体与电机在强烈的振动下，接底架支脚与直联驱动底架接触面容易发生变形，从而产生间隙，因此，必须使用扭力扳手拧紧连接螺栓。在安装时应用扭力扳手将连接螺栓交替分次(一般分3~4 次)逐步均匀拧至规定钮矩，并根据螺栓拧断强度的70%选择力矩的大小。若拧紧扭矩不足，在工作中连接结合面产生缝隙，当螺栓受冲击力时易被拉断或剪断；如果拧得过紧，螺栓伸长变形，强度降低，受力后易折断损坏。

3.4 定期紧固、更换螺杆

根据设备运行状态与故障发生频率，每个星期对连接螺栓进行一次紧固，每个月更换一次螺栓。

4 结束语

山特维克H7800 破碎机作为矿山部破碎系统的关键设备，对合格铝土矿的稳定高效生产起着至关重要的作用，保证H7800 破碎机的稳定运行是设备管理技术员的重要职责。

[1]唐增宝，等. 机械设计课程设计[M]. 武汉：华中科技出版，1999.

[2]濮良贵，纪名刚.机械设计[M].北京：高等教育出版社，2001.