破碎机机械机构与工作原理及常见故障分析

李小磊

摘   要：破碎机是冶金、化工、矿山、电力、陶瓷、水泥、建筑等工业部门广泛应用的主要设备，每年有大量的原料和再利用的废料需要进行粉碎处理。破碎机是井下作业重要的机电设备。MMD是全球最大的破碎机设备制造商，其设备设计先进，技术一流，易于维护。MMD破碎机在降低作业能耗、提升工作效率方面具有积极的作用。文章就MMD破碎机机械结构和工作原理进行一定的探究。

关键词：MMD破碎机;机械机构和工作原理;故障分析

近年来，矿井及洗选厂广泛采用各式破碎机，由于结构与机理的原因，破碎后的产品或粉碎过分严重，排料粒度不能有效地控制，同时伴有大量粉尘;或破碎机的破碎强度低，不能适应含煤矸石煤炭的破碎，且破碎后粒度不均匀，容易超粒，不但使得后续的洗选难度加大，分选效果变差，同时难以满足目前市场的需要，由此造成了巨大的损失。为解决此问题，在国内的破碎机技术尚不能满足国内使用的情况下，目前仍然大量使用国外公司生产的破碎机，如英国的MMD公司，其技术先进而且成熟。

1    MMD破碎机的含义、结构特征与工作原理

（1）破碎机是原料、燃料、材料、电力和钢铁等基础工业部门生产过程中的主要设备之一，其可将原矿或一定块度的物料破碎到所需要的或要求的粒度。其主要目的就是为了装运方便，提高运输效率，降低运输费用和满足物料加工工艺的要求。破碎是指外力克服固定物料各质点间的内聚力，将物料块破坏，以减小其颗粒力度的过程。破碎比、破碎前物料直径与破碎后产品粒度直径比为I=D/d。

（2）破碎机主要由驱动装置、主轴、滚筒组件、框架、底座、垫块、喷雾降尘装置及润滑系统等部件组成。驱动装置包括电机、液力耦合器和齿轮减速器，通过液力偶合器连为一体，再用螺栓固定在框架上。主轴—滚筒组件是破碎机的主要结构用平键与轴相连，由于破碎轴要承受冲击载荷，因此，要求破碎轴要有较高的强度和精度。破碎轴通过联轴器与减速器相连，带动其工作。

（3）左右破碎梁组件、齿冠齿帽及润滑系统。工作时，破碎机可以接受从任何方向来的物料。过大或过小的物料被两旋转破碎轴上的轮齿剪切破碎，并强制从机器下面排出。在给料中，合格粒度级的产品进入机器后很快地被排出，不再进一步破碎;大于合格粒度级的物料，进入机器后被两轮齿夹住，在剪力和拉力作用下，使物料的薄弱易碎部位产生应力集中，从而使物料破碎。物料从两轮齿间和侧梳齿间排出，所以产品粒度大小能够被精确地控制。破碎机两侧设有加强筋，在腔体内侧设有可更换的耐磨板，上下面结构可以方便连接入料溜槽和出料溜槽，破碎轴采用高强度合金钢加工制成，两端由双列向心球面滚子轴承支撑，轴承靠破碎机两端的注油嘴注入油脂润滑，另外，采用重载油封和迷宫，防止水、灰尘等侵入轴承腔。

2    常见故障与对策

2.1  减速器装置

介绍日常检查杂音、振动、润滑油渗漏或机器明显损坏的方法。下面的提示将帮助确定故障的原因。杂音：当听到异常声音时，快速、准确地确定引起杂音的原因很重要，以便采取措施，其中高速端（电机端）和低速端（破碎轴）两个部位的声音要注意。第一步先确定声音的频率，在机器轴承和驱动部件处声音应该是有规律的。如果有低节奏的杂音，有可能是从轴上发出的，这意味着螺栓有可能断裂或松动。全面检查机器以确定原因。如果杂音是高频率的，其可能产生于驱动部件，从电机开始沿着传递路线查找，确定引起杂音的原因。明显的原因是：电机、耦合器或减速器轴承有问题，即没有润滑油或者有灰尘进入转动部位。振动：当检查后发现异常振动时，按與上面类似的方法进行检查。剧烈的振动是由破碎轴的轴承或减速器的轴承损坏引起的。检查机架轴承处和减速器箱体轴承处的温度。润滑油渗漏：按照手册要求，必须注意更换或添加润滑油。如果发现渗漏，必须立即采取措施补救。例如查找渗漏的部位，确定渗漏的原因，参照手册，更换与手册要求一致的零件，解决渗漏问题。进行该项工作时，首先让机器停机，以便进行更换工作。明显损坏：MMD机器的损坏99%是由硬铁引起的，最常见的损坏形式是齿和螺栓的断裂，可通过检查确定原因。

2.2  失速传感器

破碎机无驱动端在指定位置安装有一失速传感器。失速传感器的目的主要是使破碎机停机或反转。当破碎轴失速时，破碎轴上的脉冲针通过闭合逼近传感器的磁场，使监测系统的点脉冲感应，破碎轴停止转动，监测系统保证在7 s后使电机停车，然后断开电机的电源供给，手动检查问题所在。电机的电源必须断开，查看手册找出故障原因，如果失速传感器失灵，必须更换。断开电机电源和给料系统，以便在更换工作完成前不发生意外事故。

2.3  更换耐磨板

MMD 破碎机腔体内安装有耐磨板，以保护机体侧面和轴承座。当发现耐磨板过度磨损时，必须更换耐磨板。侧耐磨板与旋转齿的间隙最小为10 mm，当侧耐磨板被更换后，开机之前应检查该间隙。

2.4  MMD润滑油

破碎机要求轴承转动灵活，油脂能进入轴承迷宫处防止轴承受到污染，轴承需要润滑的地方应保证能自动吸入润滑油、用注油枪注油或用类似的器具注油，轴承润滑油量应按MMD T0132规定进行。润滑油是通过油泵从油桶泵入管路的，这些管路能保证每一处轴承收到相同的润滑油，检查润滑油是否畅通的指示仪，通过定期检查指示仪来保证润滑油是否正确到位，这项工作每周都必须进行。

2.5  输入轴轴向间隙调整

（1）假定减速器已经装配完毕， 涂抹密封剂于输入轴轴端配合面“A”处，安装端盖到减速器。安装并紧固螺钉“B”到98 N·M。安装套“C”端盖“D”，不带O型圈“E”和密封“F”。然后安装并紧固螺钉G也到98 N·M。

（2）安装支架“H”到减速器输入轴端“L”处，注意输入轴端盖“J”。紧固锁紧螺母“M”和量表“I”，旋转输入轴并不停从“J”处读取数据，选取最小值并在“J”上做出记号。松开螺杆“K”上的螺母“P”并紧固螺母“N”，轻轻地敲打螺杆“K”和量表“I”，旋转输入轴并不停从“J”处读取数据，选取最小值并在“J”上做出记号。松开螺杆“K”上的螺母“P”并紧固螺母“N”，轻轻地敲打螺杆“K”的末端并同时慢慢旋转输入轴“L”360°到原先“J”上做标记的地方。继续紧固螺母“N”直到量表不动为止。然后量表清零，松开螺杆上的螺母“N”，继续间歇地旋转输入轴“L”，紧固和量表“I”，旋转输入轴并不停从“J”处读取数据，选取最小值并在“J”上做出记号。松开螺杆“K”上的螺母“P”并紧固螺母“N”，轻轻地敲打螺杆“K”的末端并同时慢慢旋转输入轴“L”360°到原先“J”上做标记的地方。继续紧固螺母“N”直到量表不动为止。然后量表清零，松开螺杆上的螺母“N”，继续间歇地旋转输入轴“L”，紧固螺母“P”直到量表针不在转动为止。这样会测得输入轴的轴向间隙为1.75～2.00 mm.

（3）无论发现轴向间隙为多少，移开量表“I”，松开螺母“P”“M”和“N”。拧出螺杆“K”，取出端盖“J”，拆除螺钉“G”、端盖“D”和“C”“D”和“C”要移出，这时可能需要拆除支架，这取决于螺杆“K”的长度。将套“C”的厚度车掉 1 mm. 连同“D”和螺钉“G”一起，将“C”安装上。注意螺钉“G”拧到98 N·M。重新安装上支架“H”，重复上述步骤直到轴向间隙达到下述值，即可实现面对面圆锥磙子轴承轴向间隙，参照图纸、手册或咨询技术部门的轴向间隙规定。如果尚无法确定，可按照如下公式计算：a=D1和D2=轴承1和2的外径;b=（a×4） +（L×2）L=轴承中心距。

4    结语

在我国煤矿生产事业不断发展的过程中，随着井下开采量不断增加，对于开采设施也提出了更高的要求。在井下开采工作当中，破碎机是煤矿洗选厂的是重要机电设备，其运行质量情况将直接对整个矿井作业效益与效率产生影响。文章对MMD破碎机常见问题与对策进行了一定的研究。在实际矿井生产中，矿井的管理者需要重视，积极组织技术力量总结分析破碎机在实际运行当中发生故障的原因、类型以及应对措施，通过相关工作的开展更好地应对故障问题，为矿井未来的高效、持续建设提供重要的保障。

[参考文献]

[1]神华神东设备维修中心.MMD[Z].公司破碎机服务手册，2014.

[2]郎宝贤.破碎机[M].北京：机械工业出版社，2008.

[3]梁金刚.新型破碎机展望[M].天津：天津大学出版社，2012.