液壓圓錐破碎機(jī)用關(guān)節(jié)軸承失效案例分析、對(duì)策、預(yù)防維護(hù)建議
2023-12-04
本文分享了單缸液壓圓錐破碎機(jī)頂軸承失效的案例，導(dǎo)致失效的多種原因、不良后果，以及相應(yīng)的對(duì)策。
該單缸液壓圓錐破碎機(jī)型破碎機(jī)由動(dòng)錐襯板、定錐襯板、底部油缸、傳動(dòng)大小齒輪組成破碎系統(tǒng)。分上下2個(gè)機(jī)架殼體，殼體之間用螺栓連接（圖1）。
圖1 單缸液壓圓錐破結(jié)構(gòu)圖
1、問(wèn)題
破碎機(jī)在工作過(guò)程中，常常因原礦中混入枕木、橡膠等彈性物料，以致物料進(jìn)入該型圓錐破碎機(jī)后，在破碎腔中，純礦石易于破碎，而彈性物料則不能破碎且又因不能達(dá)到預(yù)設(shè)卸載壓力而不能使破碎機(jī)卸載或停機(jī)。?？ㄔ谄扑榍恢兄貜?fù)不斷擠壓動(dòng)錐，導(dǎo)致上支架頂軸承異常磨損，動(dòng)錐下面的偏心銅套跑偏磨損嚴(yán)重甚至燒壞發(fā)黑而無(wú)法正常運(yùn)行，嚴(yán)重影響生產(chǎn)，本文主要分析該問(wèn)題并找出對(duì)策。
2、頂軸承失效原因
圓錐破碎機(jī)的頂軸承是型號(hào)為GE260ES關(guān)節(jié)軸承，該軸承內(nèi)徑d=260mm，外徑D=370mm，厚度B=150mm（圖2）。
圖2 關(guān)節(jié)軸承結(jié)構(gòu)圖
該頂軸承是由一個(gè)有外球面的內(nèi)圈和一個(gè)有內(nèi)球面的外圈組成，能承受較大的負(fù)荷?？梢猿惺軓较蜉d荷、軸向載荷或徑向、軸向同時(shí)存在的聯(lián)合載荷。一般用于速度較低的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)，也可在一定角度范圍內(nèi)作傾斜運(yùn)動(dòng)，該軸承安裝在該型破碎機(jī)中，外圈與軸承孔座固定，懸擺運(yùn)動(dòng)時(shí)，中心軸護(hù)套與內(nèi)圈有上下移動(dòng)，內(nèi)圈外圓弧面沿著外圈內(nèi)圓弧面有相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)。
1.自潤(rùn)滑墊層破壞
關(guān)節(jié)軸承內(nèi)圈與外圈之間本身存在自潤(rùn)滑墊層，當(dāng)接觸壓力超過(guò)許應(yīng)范圍時(shí)，隨著擺動(dòng)頻率的變化，軸承的摩擦因數(shù)和磨損量增大，在擺動(dòng)頻率和接觸壓力的作用下，襯墊材料發(fā)生塑性變形、擠壓變形和脫落，內(nèi)圈材料向襯墊轉(zhuǎn)移，使關(guān)節(jié)軸承襯墊自潤(rùn)滑能力下降，導(dǎo)致襯墊材料發(fā)生粘附磨損和磨粒磨損而失效。
2.周期載荷沖擊
在礦石破碎的工況環(huán)境下，由于上游來(lái)礦混有其他雜物，破碎機(jī)經(jīng)常出現(xiàn)過(guò)載，使軸承承受沖擊載荷，同時(shí)，在長(zhǎng)期的旋轉(zhuǎn)載荷作用下，當(dāng)載荷應(yīng)力超過(guò)材料屈服極限時(shí)，軸承圈產(chǎn)生剝蝕，導(dǎo)致關(guān)節(jié)軸承內(nèi)外圈間隙增大、振動(dòng)劇烈、磨損加劇、運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)卡，嚴(yán)重情況下，使軸承出現(xiàn)失效。
3.密封不良
在安裝頂軸承上下段部均有防塵密封裝置，上部由上軸罩蓋住密封，下端部安裝有V形唇口防塵密封圈，該密封圈主要用于防止破碎腔內(nèi)的礦塵、雜物進(jìn)入頂軸承處，破壞頂軸承的內(nèi)外表面，由于長(zhǎng)期運(yùn)行時(shí)，密封圈強(qiáng)性變差，彈性減小，耐磨性下降，主軸往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，當(dāng)主軸與密封圈產(chǎn)生的外力矩大于密封圈本身抗扭力矩時(shí)，該密封圈便出現(xiàn)整周或局部的翻轉(zhuǎn)，同時(shí)，易出現(xiàn)根部磨損和間隙咬傷的情況，使礦塵和雜物微粒進(jìn)入頂軸承處，破壞頂軸承運(yùn)動(dòng)表面，使圈滾道上產(chǎn)生壓痕而失效。
4.潤(rùn)滑不到位
頂軸承雖具有自潤(rùn)滑墊層，但由于其工況環(huán)境惡劣，密封不良，常常需要按時(shí)按量向頂軸承部位注入潤(rùn)滑脂，使其既隔絕自潤(rùn)滑墊層與礦塵微粒的接觸，又更好的促進(jìn)頂軸承的潤(rùn)滑，還延長(zhǎng)軸承壽命。一旦潤(rùn)滑脂加入不及時(shí)或量太少，進(jìn)入的礦塵微粒極易附著在頂軸承的表面形成磨粒而使自潤(rùn)滑墊層遭到破壞，同時(shí)，舊潤(rùn)滑脂則會(huì)與礦塵混合后變質(zhì)硬化加速軸承磨損和影響著軸承活動(dòng)性能，導(dǎo)致頂軸承失效。
3、頂軸承失效對(duì)破碎機(jī)影響
該單缸液壓圓錐破碎機(jī)是動(dòng)錐中心軸上下兩支點(diǎn)結(jié)構(gòu)的底部單缸液壓破碎機(jī)。其上支點(diǎn)位于頂軸承下口，下支點(diǎn)位于中心軸下端球軸承頂部。正常運(yùn)行時(shí)，中心軸下端支點(diǎn)相對(duì)于上支點(diǎn)在作懸擺運(yùn)動(dòng)，軌跡是以上支點(diǎn)為回轉(zhuǎn)中心，2支點(diǎn)間距為半徑的球面軌跡，而上支點(diǎn)實(shí)際上是在繞橫梁中心線做圓周運(yùn)動(dòng)。
一旦頂軸承失效后，頂軸承便失去懸擺自動(dòng)調(diào)心的作用。設(shè)備運(yùn)行時(shí)，頂軸承會(huì)受動(dòng)錐擠壓力作用在水平面各方向無(wú)規(guī)律運(yùn)動(dòng)，即上支點(diǎn)的規(guī)則圓周運(yùn)動(dòng)軌跡遭到破壞，以致（支點(diǎn)間距）半徑時(shí)刻變化，導(dǎo)致中心軸懸擺運(yùn)動(dòng)不規(guī)律，使中心軸與銅套接觸點(diǎn)時(shí)多時(shí)少，在偏心銅套厚邊處接觸點(diǎn)少、應(yīng)力大，以致超過(guò)油膜強(qiáng)度，使油膜破裂而發(fā)生干摩擦。
干摩擦使接觸點(diǎn)溫度劇增，接觸點(diǎn)處的高溫傳遞到整個(gè)偏心銅套，溫度達(dá)到一定時(shí)，由于銅套材料為錫青銅質(zhì)，其受熱膨脹系數(shù)比偏心鋼套高，使銅套受熱向外膨脹一定極限后，受鋼套內(nèi)圓面約束，銅套又向里膨脹?嚴(yán)重時(shí)，內(nèi)圓面出現(xiàn)裂紋，銅套出現(xiàn)“抱軸”現(xiàn)象。同時(shí)，潤(rùn)滑?通過(guò)銅套內(nèi)壁循環(huán)的通道阻斷，潤(rùn)滑油不能形成循環(huán)回路進(jìn)入油箱冷卻，受熱傳遞作用，油溫陡增。當(dāng)油溫超過(guò)一定溫度時(shí)，“抱軸”接觸部位出現(xiàn)“燒黑”現(xiàn)象。
4、處理措施
1.檢查頂軸承孔座結(jié)構(gòu)完整性
檢查破碎機(jī)上支架橫梁安裝頂軸承部位的結(jié)構(gòu)完整性，檢查上支架橫梁是否變形、軸承孔基座是否下沉、周圍有否裂紋等缺陷，如果屬于可修復(fù)的缺項(xiàng)且不影響使用效果的，即應(yīng)及時(shí)修復(fù)，防止缺項(xiàng)擴(kuò)大，否則，應(yīng)更換上支架。
2.檢查中心軸護(hù)套與頂軸承磨損情況
當(dāng)失效是軸承內(nèi)外圈間隙超過(guò)允許范圍時(shí)，一般表現(xiàn)為劃痕，則應(yīng)更換新軸承；當(dāng)內(nèi)圈與中心軸護(hù)套間隙超過(guò)允許值1.5mm時(shí)，應(yīng)分別檢查是否為中心軸護(hù)套磨損和軸承內(nèi)圈磨損，如中心軸護(hù)套外徑＜259.25mm，則應(yīng)更換中心軸護(hù)套，如軸承內(nèi)圈直徑＜260mm，則應(yīng)更換頂軸承。
3.清理頂軸承孔座雜物，確保注油孔通暢
清理頂軸承孔座里面的礦塵與潤(rùn)滑脂混合物或其他雜物，通過(guò)輸送高壓氣體或局部加熱的方法確認(rèn)上下兩個(gè)注油孔與軸承孔座是否相通，如不通，則應(yīng)疏通潤(rùn)滑脂注油孔和注油管。
4.采用合理方法修復(fù)頂軸承孔座
當(dāng)失效方式為頂軸承“跑外圈”，則應(yīng)對(duì)頂蓋軸承孔座進(jìn)行修復(fù)，單邊磨損＜1.5mm可采用噴涂法；對(duì)單邊＞1.5mm則選擇擴(kuò)孔鑲套法，首先將頂蓋軸承孔座擴(kuò)孔至410mm，保證上支架橫梁碗型座單邊壁厚＞30mm，選擇剛度強(qiáng)、硬度大的鋼制材料，制作結(jié)構(gòu)特征符合裝配要求，外徑410mm，上偏差+0.15mm,下偏差+0.10mm；內(nèi)徑370mm，上偏差+0.08mm，下偏差+0.05mm的圓柱套，熱裝孔座。
5.嚴(yán)格按照安裝順序和要求安裝
按照安裝配順序安裝，先裝V形唇口防塵密封圈，保證唇口向下，再裝頂軸承。安裝頂軸承時(shí)應(yīng)按要求采用中等壓力配合安裝，預(yù)加潤(rùn)滑脂并保證密封圈唇口不翻邊、不咬邊。
5、預(yù)防及維護(hù)建議
1.設(shè)置過(guò)濾裝置提高礦物純凈度
防止礦石進(jìn)料攜帶鐵塊、木頭、橡膠等井下異物，發(fā)現(xiàn)異物，必須及時(shí)清除，同時(shí)，根據(jù)中碎的破碎機(jī)破碎后的礦物粒度大小，在礦料經(jīng)過(guò)中碎后，進(jìn)入細(xì)碎的皮帶運(yùn)輸過(guò)程之間，設(shè)置異物過(guò)濾裝置，防止異物進(jìn)入該圓錐破碎機(jī)的破碎腔。
2.加強(qiáng)對(duì)檢查頂軸承及相應(yīng)接觸部件的檢測(cè)
檢查頂軸承內(nèi)外圈間隙是否超公差范圍以及軸承孔座有否磨損，如果只在空轉(zhuǎn)時(shí)有噪音，則表明頂軸承或主軸套磨損，需及時(shí)處理，正常運(yùn)行情況下，中心軸護(hù)套也是一年一換，更換頂軸承時(shí)，由于該軸承的特殊性，不僅要確定型號(hào)正確與否，還需鑒定軸承真假。
3.維護(hù)操作到位
設(shè)備正常運(yùn)行情況下，操作人員應(yīng)嚴(yán)格按照操作要求運(yùn)行每8h，注入50g左右的潤(rùn)滑脂，每次注入過(guò)程中，應(yīng)認(rèn)真檢查油管是否通暢，有否堵塞，潤(rùn)滑脂是否真正注入油腔中，保證頂軸承的潤(rùn)滑效果。
4.保證分礦均勻改善給礦沖擊
根據(jù)該圓錐破碎機(jī)漏斗和上軸罩的特點(diǎn)設(shè)計(jì)分礦器，解決下礦漏斗下礦集中于某一部位，破碎腔進(jìn)礦不勻稱，動(dòng)錐在徑向方向受力不均勻，偏斜嚴(yán)重的問(wèn)題。如有條件，應(yīng)降低下礦漏斗至破碎機(jī)間的下礦高度至1.5m以內(nèi)或在破碎機(jī)上方安裝一個(gè)小型緩沖礦倉(cāng)，減小礦石對(duì)破碎機(jī)的重力沖擊，特別是對(duì)上支架橫梁以及動(dòng)錐的重力沖擊。
（來(lái)源：砂石大世界）
（版權(quán)歸原作者或機(jī)構(gòu)所有）
