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HP200 型圆锥破碎机大齿轮断齿原因及预防措施

HP200 型用于矿石破碎加工,其主要结构如图 1 所示。该机启动后,其主电动机、水平轴和小齿轮(小锥齿轮)顺时针旋转,大齿轮(大锥齿轮)在小齿轮带动下逆时针旋转。当无矿石、无负荷空转时,动锥衬板随着动锥一起逆时针旋转;当有矿石带负荷生产时,动锥旋转方向立即改变为顺时针旋转,动锥衬板也随着动锥顺时针旋转。

1 台 HP200 型圆锥破碎机,其标准配置为132kW 电动机(额定电流为 260A),实际配置为 160kW 电动机。2014 年 7 月 10 日该机启动后,发现从其内部发出一种周期性的撞击声,撞击声

的规律是:动锥每转 1 圈,就发出 1 次撞击声,电流也随之发生 1 次周期性大幅度波动。将该机解体、检查,发现其大齿轮断裂了 1 个齿,如图2 所示。断齿已经落入到大、小齿轮下面的油池内。

3. 故障排查和原因分析

(1)存在过载现象

经设备管理工程师仔细查看该机运转记录和电动机电流记录,发现在正常生产过程中,出现过 1 次 344A 的大峰值电流,是该机电动机额定电流 260A 的 1.32 倍,此时正是大齿轮断齿时间。这说明该机出现过严重过载现象。

(2)交变负荷频繁

再次仔细查看该机运转记录和电动机电流记录,发现该机存在反复启动、反复停机现象。每班 8h 之内最多启动、关闭各 6 次,且有 10次无给矿反转、无负荷空转现象。检查发现该机矿石供给不稳定,即该机运转过程中矿石时有时无、时多时少,造成该机动锥一会儿正转、一会儿不转、一会儿反转,导致该机承受频繁的交变负荷。

(3)矿石排放口调整不当

该机在正常生产时,动锥衬板和定锥衬板会产生剧烈磨损,其矿石排放口会随着磨损而增大。为保证破碎粒度,操作人员需要经常调整矿石排放口。若矿石排放口尺寸调整得过小,会造成动锥衬板和定锥衬板直接碰撞,造成该机负荷猛增,并导致大、小齿轮猛烈冲击。

该机动锥衬板和定锥衬板的磨损周期为 25到 30 天,发生故障时,动锥衬板和定锥衬板已经使用 22 天,且操作人员对矿石排放口反复调整过 5 次以上。由此推断存在因调整矿石排放口不当,造成动锥衬板和定锥衬板意外相碰,导致负荷猛增和意外过载的可能。

(4)大齿轮已接近疲劳极限

该 HP200 型圆锥破碎机为 2007 年投入生产,已经连续运行了 7 年,其大齿轮一直没有更换过,由此推断大、小齿轮已经接近机械疲劳极限。

4. 预防措施

为避免该机因大齿轮断齿而影响生产,我们采取了以下 4 项预防措施:一是改进矿石供给条件,保证矿石均匀、连续、稳定供给;二是正确调整矿石排放口尺寸,防止因调整得过小,造成动锥衬板和定锥衬板直接碰撞产生过载;三是在给矿胶带运输机上安装金属探测器和电磁铁,保证除铁干净、彻底;四是除了更换大齿轮,还需备用 1 个小齿轮,防止因小齿轮达到疲劳极限而再次出现故障。修复并采取上述预防措施后,该机运转恢复正常。

附图

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