液压圆锥破碎机底壳铜套失效分析与预防.pdf

6 O液压圆锥破碎机底壳铜套失效分析与预防 铜 陵有色金属 集 团 公司杨锋 【 摘要 】根据4 6 0 液压圆锥破碎机多年的使用情况． 对其底壳铜套的失靛原因进行了分析． 详细 地削述了底壳铜套的工作问隙、材质、加工质量、装配质量、润滑状况 丑非 正常载荷等 因素对铜套 的影 响，提出了预防底壳铜套失效的措施。 ． 关 键 词 堡 壁 壁 壁 枣 铜 搴 ． 查 苎 坌 堑 ， 笏≠ ／ ＼t FAI LURE ANALYS I S AND PREVENTAT1 0N 0lF BR0NZE BUS H 0lF 46 O HYDRAULI C C0NE CRUS HER To n g l i n g No nf e r r o u s M e t a l s C o mp a n y Ya n g F e n g 【 a u s r cr 】B a s e d o n r u n n in g s i t u a t io n o f 4 6 { 】 h y d r a u l i c c o n e c r u s h e r ，t h e c a u s e o f f a i l u r e o f b r o n z e h u s h a r e a n a l y s e d，a n d t h e i n fl u e n c e o f wo r k i n g i n t e r v a 1 ， m} t e r i a l s q u a l i t y，ma c hi n i n g q u a l i t y ， a s s e mb l y q u a l i t y， l u b r i c a t i n g c o n d i t i o n a n d u n u s u a l 1 o a d i n g o n b r o n z e b u s h a r e e l a b o r a t e d． a n d t h e p r e v e n t i v e me a s u r e me n t s o f f a i l u r e o f b r o n z e b u s h a r e p u t f o r wa r d e d KEY W ORDSHy d r a u l i c c o n e c r u s h e r F a i l u r e a n a l y s i s B r o na e b u s h 1 概 述 凤凰 山铜 矿 46 0液压 圆锥 破 碎机 系 6 0 年代从瑞 典引进 的采选成套设 备之一， 该设 备具有结构简单、操作 方便、过载保 护、调节排矿口容易等特点，是生产设备的 主力设备。该设备运行二十多年来 ，随着进 E l 随机备件更换耗尽 ，国产备件已逐渐替代 进 E l 备件。在这一过程中，由于对进 口设备 技术 性能不 熟 ，导致 在使 用 46 0液压 圆锥 破碎机 国产底壳 铜套时 ，多次出现过度磨损 故障和烧套事故 ，严重影 响矿山正常生产。 据此分析了底壳铜套失效原因并制定预防措 施 ，使这一问题得以解决。 2 底 壳铜套使用情况 46 0液压 圆锥 破 碎 机 自投 人生 产 以 来 ，原装的底壳铜套使用 寿命长达二十多 年 ，在长期使用过程中，由于偏心铜套的损 坏、十字头钢套的损坏、主轴折断等不利因 素的影响，尤其是受载荷的作用下长期的磨 损 ， 底壳铜套与偏心轴套 的 间 隙 增 大 到 4 ． 2 r m n，超过了维持设备正常运行 的间隙， 导致底壳铜套 1 9 9 3年 3月失效。更换仅有 的一个底壳铜套备件，因配制底壳铜套上键 的高度过大 ，使底壳铜套在键部位产生局部 变形，底壳铜套在该部位开裂 ，发现后对其 裂纹采取一定的补救措施 ，但最终底壳铜套 因键槽部位全长裂开无法正常工作而失效， 其使用寿命 只有 3年 。 随着进E l 底壳铜套的备件耗尽 ，只有通 过使用国产的备件才能保证矿山连续生产。 由于制造厂将铜套材质 改为 Z Q S n l O一5 ， 材料强度 、性能等方面严重不足，使用后很 快出现大量的铜末但析铅极少 ，使用不到一 个月就不能正常工作。在此期间，赶制 _r 符 合要求的铜套 ，并对机器各有关零部件作认 真全 面的检查 ，发现与底壳 铜套 配对 的摩擦 有色矿山1 9 9 9 4 维普资讯 副偏 心钢套 厚边 出现 了疲 劳引起 的龟裂 纹 ， 影响油膜形成，经更换成新的国产偏心钢套 跑合后使用正常。目前国产化的底壳铜套运 行 良好 ，几次解体 检查 均属正常 ，从 而实现 了底壳铜套的国产化 ，保证了设备的安全、 可靠 运行 。 3 底 壳 铜套 失效 原 因分析 3 ． 1 间隙对底 壳铜 套的影响 底壳 铜套与偏心钢套 的间隙大小是保证 底壳铜套正常工作和设备正常运行 的关键， 其间隙必须保证底壳铜套与偏心钢套相对滑 动表面之间形成稳定的液体润滑油膜，并使 它们 在运 行 中相 对 滑动 表 面 沿 高 度均 匀 接 触。 对 于 已定的破 碎机 ．在一定范围内 ，底 壳铜套 与偏心钢套 的间隙减小，其温升提 高，间隙增大，温升降低 ，其最小工作间隙 应防止由于热膨胀 的差异而可能产生抱死 ， 应考虑大件加工公差特点和大件装配精度需 要，并保证温升 △ t ≤3 0 ℃ ， t t 1 t 2 ／ 2 在 5 O ℃左右。间隙增 大对 控制温升有利 ， 但有可能导致磨损加剧，甚至会产生铜套析 铅。其最大间隙取决于底壳铜套不产生快速 磨损和析铅 ，并保证破碎机正常工作。根据 使 用 经验得 出最 小 工作 间 隙为 1 8 ram ，最 大工作间隙为3 8 ram。 十字 头钢套 与主轴套 的间隙超 大也会影 响底壳铜套的使用寿命。当十字头钢套间隙 增大 。动锥在破碎力的作用下 ．使 主轴偏 斜 ，继而使偏心钢套偏斜，造成与底壳铜套 局部接触 ，破坏油膜．铜套磨损加快 ，同时 因温升过快使得机器开车时间变短，影响正 常生产 ，根据要求 ，十字头钢套部位的间隙 应严格控制在3 ． 1 7 5 m m 内。 3 ． 2 材质对底 壳铜套 的影响 圆锥破碎机底壳铜套的材质是保证破碎 机正常、有效工作的重要条件之一。进口铜 套材质经化验其化学成分主要是含铅为 1 9 6 ％ ，含 锡 为 7 6 5 ％，含 铜 为 7 0 6 ％， 含锌 为0 3 1 ％，含镍为 1 ． 6 0 ％以改善铸造 时 的铅偏析。该材料具有高的承载能力 、抗冲 击性能和疲劳强度；具有高的导热性和低的 摩擦系数 ；热稳 定性 良好 ；在 冲击 载荷 下 ， 开裂倾 向小。但其嵌藏性较差，故对轴颈的 相对磨损较 大 ，所 以与之相匹配 的轴颈 表面 硬度 不应 过低 ，一般 以 HB≥3 0 0为宜 ；由 于该材 料 热胀 系 数 较 大 ，轴 承 间隙 要选 大 些 。 材质选用不当的底壳铜套 ，无法使破碎 机正常工作。在 4 6 0 液压圆锥破碎机中曾 更换材质不当的国产底壳铜套，开车后即发 生异常磨损 ，并使破碎机卡死不能开车，经 解 体检查发 现底壳铜套下部 1 ／ 3部 位磨 损严 重 ，且该部位尺寸变小 ，将偏心钢套抱死； 另外 ．在润滑油中有大量的铜末和剥落的铜 块。通过更换用合适成分进行铸造加工的底 壳铜套，问题得以解决。 3 ． 3 装配质量对底壳铜套的影响 底壳铜套的装配质量影响设备的正常运 行和零件的使用寿命。一是装配不当使铜套 的润滑油孔阻死或开度不够，影响铜套的润 滑， 使铜套快速损坏 ；其次 ，因该材 料较 软，不适当锤击 ，发生局部变形 ，引起局部 烧伤及至整个损坏；三是铜套与机体配合接 触不完全，结果常因局部过载而引起铜套表 面金属剥落、咬粘 、磨损或疲劳损坏；四是 铜套上的键安装要符合规范，曾出现过因键 安装不规范，导致铜套使用寿命短的情况。 3 4 表面质量对底 壳铜 套的影响 底壳铜套的表面加工质量或与之接触的 偏心钢套 的表面质量 均影 响其正常工作 。 底壳铜套 的加工精度达不到设计要求 时，其工作表面又可能存在几何形状误差、 毛刺 、表面粗糙 度差缺陷 ，而使铜套 过早磨 损或疲劳失效。几何形状误差的形成 ，主要 影响在局部接触导致油膜破坏，发生局部损 坏、烧伤或严重磨损及剥落 。表面粗糙度则 4 6 0 藏压圆锥破碎机底壳铜套失效分析与珥防 _扬锋 邮编2 1 4 0 0 0 维普资讯 对润滑特性 、承载能力和摩擦 系数有很 大的 影响 ．随着铜套表 面粗糙度 的增加 ，润滑油 膜厚度不足，在重载荷下，易形成千摩擦 ， 摩擦系数也随之增大，承载能力 则大大下 降，并且油温上升较快，会发生异常磨损、 咬粘 以及疲劳破坏 。 在底壳铜 套 的浇铸 过程 中引起 的气 孔 、 疏松和非金属夹杂以及工作面上的裂纹 、凹 疤和装配或 搬运 时造 成的碰伤都会破坏铜套 的润滑 ，降低其承载能力。铜套工作面上的 气孔 、裂纹等缺 陷均有 可能成 为疲 劳裂 源 ， 使铜套 易发 生 疲 劳失 效 。在液 体 润滑条 件 下 ，当缺 陷深度 与油膜厚 度相 同时 ，就会发 生油膜 破坏 。因此 铜套 不 得 有任 何 铸 造缺 陷。 与之 配对 的偏 心 钢套 的表 面 质量 如 裂 纹 、表面气孔 、夹渣等均影响底壳铜套的使 用寿命 ，严重的使底壳铜套加快失 效的进 程。应该强调的是 ，偏心钢套在工作过程中 所产生 的疲劳龟裂纹应 定期检查，发现问 题 ，采取措施 ，严重的应予以更换。 3 ． 5润滑 不 良或供 油温度 过高对底 壳铜套 的影 响 润滑不 良可引起偏心钢套与底壳铜套直 接接触使摩擦增大 ，引起底壳铜套产生过度 磨损、析铅、甚至咬死。其原因有 1 润滑油本身质量 。即润滑油的技术 指标达不到要求。因此，必须检查润滑油的 品质 ， 使之符合规定的要求 。 2 润滑系统油压过 低 、供油不足 。在 46 0液压圆锥破碎机 润滑 系统 中 ，供油量 不足 ，回油量不够均有保护装置加 以防范。 但在保护装置失灵 时，同时出现泵磨损严 重，或是滤油器阻塞 ，油路阻塞等因素 ，就 会发生 上述情况 。因此应定期检查 、清理这 些部位 ，定期校验保护装置。 3 润滑油使用过程 中因二次污染引起 变质或 含 有杂质 。油 中的杂 质进 人摩擦 副 ， 由于底 壳铜套材料嵌 藏性差 ，造成铜套 拉 伤、磨损加 重。润滑 油 中进 水 ，使 油乳 化 ， 润滑油就变质，失去润滑的作用，使铜套因 润滑不 良而 失效 。应 检查 破 碎 机 的油 冷 却 器 、滤油器 是否完好 、检查过程 中是否进入 杂 质等 。 在正常 情况 下 ，润滑 油 冷却效 果 不佳 ， 引起供油温 度较高 ．影 响润 滑油的粘 度 粘 度变小 ，油膜厚度也变小，承载能力喊小 ， 偏心钢套与底壳铜套间的摩擦加大，进而引 起油温上升变快 ，设备工作时间变短 ．严重 的会损坏铜套零件。因此 ，要定期考察油冷 却器 的效果 。 3 6 非正 常载荷对底 壳铜套 的影响 底壳铜套的非正常载荷形式有二种一 是动锥主轴装置与偏心钢套内的偏心铜套抱 死，在惯性力 的作用下 ，引起偏 心钢套倾 斜，与底壳铜套局部接触 ，引起局部过载 ； 二是因排矿 口调节过小 或 因给矿 中进人来 清 除矿石中较大的铁器，致使破碎力剧增所引 起 的过载。排矿 口过小或尺寸较小 的难 以破 碎物一般通过由机器过载保护装置蓄能器给 予保护，对底壳铜套的影响不大。而较大的 铁器困难以排 出，难 碍到保护 ，对底壳镉 套 的损坏影 响较 大 。铜 套在非 正 常载 荷 下， 油膜被破坏 ，磨损如剧 ，同时 由于冲击 ，铜 套易受伤而损坏。 4 预 防措施 1 严格把好底壳铜套零件 的加 工质量 关 ，从材料化学成分、铸造 、加工等方面来 检验 ，使之符合图纸要求 ；同时在运输 、保 管过程中．防止底壳铜套损伤 、变形。 2 底壳铜套装配时 ，应注意方法 ，防 止装配不当引起变形等问题 ，装配后 ．应检 查其足寸，观察其变形量 ，并应及时予 处 理，同时对新装底壳铜套应检查其配台闯隙 是否为1 ． 8 ～1 ． 9 8 mm ，合格后才能使 用 3 应 定期 检查底 壳铜套与偏心钢套 间 的间隙以及其它各部 位的间隙 ，确保各部位 有色矿 山 1 9 9 9 4 维普资讯 间隙符台 规定要 求 。一般应 在 3 ～5个月 进 行一次检查 ，底 壳铜 套与偏心钢套 的问敞应 在1 ． 8 一 -3 8 ri m1，否则 应及 时予 以更换 。 4 在破碎前应剥矿石的铁件予 以清 除 ，防止过 载。 5 加 强设 备的润滑 管理 ，定期检验油 质并及 时换油 以及 清理 油路 、滤 油器 ，确保 油温 、油 流量 等保 护装 置的完好 。同时加强 润滑油的冷却 ，保证供油温度在 1 5 --2 5 ℃。 6 操作人员应 注意机器运 转情 况 ，经 常观察 油温的变化情 况 、润滑汕 中的铜末与 钳 片的情况 ，发现异 常应及 时停 车并 予以处 理 ，防止 出现设备事故 。 参考文献 1 周思浦等矿山机械 选矿机械部分 北京 冶金 工业 出版 社 1 9 7 9 2 东 北工学 院矿 山机 械制造 教研 室译 校选 矿 与 团矿机 械 ．北 京 冶金工 业 出版社 [ 9 5 9 3 戴雄 杰 ．摩攘 学基础上 海 上海 科学技 术 出 版 杜 l 9 8 4 ～⋯⋯●o．o．o一～⋯⋯⋯～⋯ 一～一 【 上接第 2 9页 通 过两 次技术 改造 ，从 1 9 9 7年 5月 ～ 1 9 9 8 年年底 ，企业共获得效益 2 3 0多万元。 两次改造的总投资 ，均在改造结束后当年收 回 。 5 结论 1 规模经 营效益 好。望儿 山金 矿选矿 厂 经 过 两 次 大 技 术 改 造 ，使 处 理 能 力 由 2 1 0 t ／ d增 加 到 4 1 0 t ／ d ，在 设 备能力增 大， 总装机容量略有增加的情况下，由于处理量 的增大，使得 能耗降低 、材料消耗相对减 ●● ●- ● ● ● ● ● ⋯一 ● ⋯ 一～ 少。仅电耗就降低 成本4 5 3元／ t 、材料费 节省1 ． 6 8 元／ t ；由于设备台套数量的减少， 因而使操作人员减少，工资降低2 9 8 元／ t 。 2 多碎少磨是节能降耗的有效途径。 破碎系统改造后 ，使人磨粒度合格率提高了 7％以上 ，从 而使 日处理 能 力 增加 了 1 0 0 t ， 吨矿能耗降低0 ． 9 5 k W h。 3 应用高效节能设备 ，是节能降耗、 提高效益的有效办法。采用高效节能的电振 给料机代替槽式给料机后，矿山破碎工段作 业时阃减少 了4 个 多 小 时，日节 电 量 达 5 8 6． 8 k W h 敬告读者 1 有色矿山从 1 9 9 9年第 5 期起， 将介绍第～作者的基本情况 ，内容包括 姓 名 ，性别 ，年龄 ，籍贯 ，学位 ，职称 ，从事 专业 ，参加或主持 的重大项 目及主要业绩。 请已投稿本刊的作者速将上述情况通知本编 辑 部；请欲 投稿本 刊的作者 在投 稿肘 注明 上述情况 。 2 ．如果所写论文是国家重点工程、“ 八 五”或 “ 九五 ”攻关项 目、获奖项 目、基金 项 目者 ，请将有关情况注明。 3 欢迎有关生 产情况 、企业动态和信 息等方面的稿件。 4 ．欢迎向 有色矿山推 荐广告。联 系 电话 0 1 0 6 3 9 6 2 ．2 3 3转 2 9 4 。 有色矿山编辑部 1 9 9 9年 7月 4 6 0液压圆锥破碎机底壳铜套失效分析与预防杨锋 鼬编 2 4 4 0 0 0 维普资讯