1、
破碎機(jī)轉(zhuǎn)子錘頭移位故障情況
轉(zhuǎn)子錘頭移位是指
錘式破碎機(jī)的錘頭在頻繁的沖擊作用下，錘盤與主軸及其間的平鍵受剪切變形或磨損，形成相當(dāng)大的間隙，導(dǎo)致錘盤與主軸之間旋轉(zhuǎn)錯(cuò)位，使錘頭嚴(yán)重偏離名義位置。由于轉(zhuǎn)子質(zhì)心偏離旋轉(zhuǎn)軸線而失衡，兼因錘頭工作間隔時(shí)間的改變，產(chǎn)生劇烈的振動(dòng)。
在正常使用條件下，受物料進(jìn)入破碎機(jī)分布狀態(tài)和人為因素的影響，入料口中部錘頭的磨損，明顯大于轉(zhuǎn)子兩端的錘頭。因此轉(zhuǎn)子中部錘頭產(chǎn)生移位的幅度也相應(yīng)大于兩端。
我公司HC-800篦冷機(jī)上配套的φ1050x1600破碎機(jī)，主軸長(zhǎng)3400mm，錘盤φ740mm，轉(zhuǎn)子起吊質(zhì)量約6t。該破碎機(jī)共12個(gè)錘頭分6排交錯(cuò)排列，其布置及移位情況如圖1所示。由于中間錘頭嚴(yán)重偏移，直至其錘軸螺母與相鄰錘軸螺母相觸受阻，這樣又加速了相鄰錘頭的移位。最嚴(yán)重時(shí)，與錘盤接觸部分的鍵已磨平；部分錘盤軸孔已成為一不規(guī)則圓形，鍵槽對(duì)面的與錘盤配合面約1200范圍內(nèi)的主軸表面呈弧形漸變狀磨損，最大深度達(dá)5mm，見圖2。由于受連續(xù)作業(yè)的制約，在短時(shí)間內(nèi)修復(fù)困難很大。為保證生產(chǎn)，又購(gòu)進(jìn)一個(gè)轉(zhuǎn)子總成（含皮帶輪、軸承、軸承座蓋等），但在使用半年左右時(shí)，仍然出現(xiàn)上述故障。對(duì)此，我們?cè)扇∵^對(duì)主軸磨損部位沿軸向做條狀斷續(xù)補(bǔ)焊、錘盤軸孔補(bǔ)焊與機(jī)加工修復(fù)的措施，但又引起主軸中部彎曲約0.4mm。非但沒有有效地解決錘頭移位的故障，又引發(fā)了新故障。
2、破碎機(jī)轉(zhuǎn)子錘頭移位的處理
經(jīng)過多次實(shí)踐與分析，確定錘盤與平鍵的配合部位，是整個(gè)轉(zhuǎn)子最薄弱的環(huán)節(jié)。根治錘頭移位故障的關(guān)鍵，是改變僅依靠錘盤傳遞轉(zhuǎn)矩的結(jié)構(gòu)，或降低錘盤鍵槽的單位工作壓力。為此，曾考慮采取錘盤與主軸過盈配合的方法，但此法不適合舊部件的裝配。且錘盤軸孔φ250mm，盤厚僅40mm，為軸直徑的16%，裝配時(shí)導(dǎo)向性極差。此外，主軸與錘盤配合部位長(zhǎng)1600mm，即使從兩端裝配，最大行程近800mm，無(wú)論從工裝還是技術(shù)方面考慮，都不現(xiàn)實(shí)。為保護(hù)主軸，也不宜對(duì)主軸做任何焊接。因此，我們?cè)趯?shí)際中采取了增加錘盤與軸的配合面積的方法，以滿足工作中的轉(zhuǎn)矩要求。
2.1使用方軸套方法修復(fù)極度損壞的轉(zhuǎn)子
這種轉(zhuǎn)子的表現(xiàn)形式：錘盤與擋圈的裝配外觀呈松散狀，最大間隙可達(dá)10mm；錘盤與擋圈的接觸面有深約1～2mm的環(huán)狀磨損，錘盤軸孔已多數(shù)磨成不規(guī)則圓形；主軸與錘盤接觸部位均有深2-5mm不同程度的漸變弧狀磨損；或因轉(zhuǎn)子兩端的壓緊螺母脫落導(dǎo)致主軸螺紋被熟料嚴(yán)重磨損。但擋圈與主軸及鍵的配合部位磨損較輕。
這時(shí)，錘盤已無(wú)補(bǔ)焊修復(fù)的價(jià)值，主軸極度磨損處于報(bào)廢狀態(tài)，難以用保守的方法修復(fù)。我們采用將圓軸改成方軸的方法對(duì)轉(zhuǎn)子進(jìn)行改造性修復(fù)，在主軸上嵌套鋼管，其外再套筋板組焊成的方形軸套，錘盤亦開方孔以與軸配合。具體步驟如下：
1)準(zhǔn)備一根長(zhǎng)度略大于1600mm、壁厚12mm的中273mm無(wú)縫鋼管，要求平直，表面無(wú)凹陷，內(nèi)壁無(wú)嚴(yán)重銹蝕。
2)緊固主軸上固定平鍵的4只沉頭螺釘，將主軸同鍵一起車削，由原來的φ250mm車削至φ249mm。其公差視無(wú)縫鋼管的平均內(nèi)徑和裝配方法而定，一般較管內(nèi)徑小0.15mm左右。最后把主軸上壓緊螺母部位的螺紋車平至外徑φ218mm。
3)在無(wú)縫鋼管外壁沿軸向劃線，并確保與管中心線在同一平面內(nèi)。沿此線以150mm間距鉆φ36mm的通孔11個(gè)，并清除管內(nèi)壁毛刺，以減少裝配阻力。
4)將主軸鍵中心與無(wú)縫鋼管上的φ36mm列孑L中心線對(duì)準(zhǔn)后，把主軸壓人管內(nèi)，并使管略超出軸裝配部位少許，作為機(jī)加工余量。
5)采用圓孔塞焊的方法，從11個(gè)φ36mm的孔內(nèi)把遺留在主軸上的部分平鍵與管壁焊接并補(bǔ)滿孔。此時(shí)管壁雖未與主軸焊接，但為避免主軸因過分受熱而變形，仍以間斷焊接為宜。
6)用12mm厚的Q235鋼板在無(wú)縫鋼管外壁組對(duì)并焊接成方形軸套。
7)錘盤以錘軸孔為基準(zhǔn)，將原圓形軸孔切割成方形，并留一定的鉗工裝配修整余量。擋圈也制成方形。
8)方軸套筋板與φ273mm無(wú)縫鋼管外壁所圍成的空間最大內(nèi)切圓直徑為φ36mm，可選擇材質(zhì)45或40Cr的φ30-32mm圓鋼加工長(zhǎng)約1720mm的4條M30雙頭螺柱，通過兩只壓盤對(duì)錘盤和擋圈進(jìn)行夾緊組裝，然后將螺母點(diǎn)焊，防止在運(yùn)轉(zhuǎn)中松動(dòng)。
方軸套的組裝及焊接見圖3，壓盤結(jié)構(gòu)見圖4，方形擋圈結(jié)構(gòu)見圖5。擋圈上φ348mm范圍內(nèi)的結(jié)構(gòu)向兩端凸出，用以補(bǔ)償錘盤的磨損量。
2.2使用柱銷連接法修復(fù)輕度損壞的轉(zhuǎn)子
輕度損壞的轉(zhuǎn)子只有1-2組錘頭移位。如因壓緊螺母初始松動(dòng)或受篦冷機(jī)粗料區(qū)的影響，可引起端部錘頭的移位；或因經(jīng)常處理結(jié)蛋導(dǎo)致負(fù)荷劇增，可引發(fā)中部錘頭、錘盤移位等。解體轉(zhuǎn)子可見錘盤對(duì)主軸的局部磨損深度在2mm以內(nèi)；錘盤鍵槽作用側(cè)已磨成與軸孔相切的弧狀；平鍵與錘盤結(jié)合部形成缺口，軸上螺紋未損壞，仍可通過螺母夾緊裝配固定轉(zhuǎn)子。
這時(shí)，可利用未被損壞的主軸與擋圈的配合段，通過擋圈與錘盤的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩的傳遞。擋圈與錘盤材質(zhì)一樣，為Q235，在主軸上僅起著間隔錘盤的作用，因與主軸無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，故磨損甚微，完全可以勝任。
實(shí)施步驟：
1)對(duì)錘盤軸孔及鍵槽的磨損處進(jìn)行補(bǔ)焊，機(jī)加工至原尺寸。更換平鍵，對(duì)主軸不作處理。
2)以鍵槽作為定位基準(zhǔn)，在每組錘盤與其間的擋圈端面按圖7尺寸劃線鉆孔。也可在主軸上裝好一組錘盤，把錘盤與擋圈點(diǎn)焊固定后取下，用深孔鉆頭(>200mm)-次鉆通。這樣配合性好，但易受孔的垂直度影響，即使劃線準(zhǔn)確，也難保證零件的互換性。
3)根據(jù)鉆孔的形位公差并參照孔徑，加工材質(zhì)為Q235的36只柱銷，分組嵌入。使每組錘盤與其間擋圈組裝成一體（見圖8）。這樣，錘盤雖仍在因主軸磨損而局部縮徑的位置上，但可通過結(jié)合在一起的擋圈定位并共同傳遞轉(zhuǎn)矩。為保證錘盤與其間擋圈在裝配緊固后的嚴(yán)密性，裝配前須將鉆孔時(shí)點(diǎn)焊固定在一起的錘盤與擋圈分離，嵌入的柱銷應(yīng)低于錘盤端面/mm。
4)按圖9進(jìn)行裝配，特別要做好壓緊螺母的防松動(dòng)處理，是保證轉(zhuǎn)子能正常運(yùn)轉(zhuǎn)的關(guān)鍵。
2.3轉(zhuǎn)子的在線應(yīng)急修理
在線應(yīng)急修理的機(jī)理與輕度損壞轉(zhuǎn)子修復(fù)基本相同，仍是利用主軸的完好部分通過與擋圈結(jié)合來驅(qū)動(dòng)錘盤。所不同的是擋圈是通過在線焊接與錘盤連在一起；并且不再是只有6組錘盤間的擋圈在作用，而是全部擋圈與部分錘盤參與扭矩傳遞工作。使用該法注意事項(xiàng)如下：
1)錘頭移位的錘盤，都會(huì)因軸孔不規(guī)則的磨損產(chǎn)生不同程度的偏心。在線焊接前可參照還未松動(dòng)的邊緣找正定位；或通過測(cè)量錘盤的外圓至擋圈外面的距離來確定。并兼顧錘軸與相鄰錘盤的裝錘軸缺口中心線保持一致，否則，將無(wú)法安裝錘頭。
2)錘頭移位不大或轉(zhuǎn)子損壞程度較輕的情況下，只將錘盤與其內(nèi)側(cè)的擋圈焊接即可（內(nèi)側(cè)擋圈是錘盤靠近軸中心側(cè)的擋圈）。對(duì)于損壞程度較大，呈松散狀或因一端主軸螺紋損壞無(wú)法夾緊的轉(zhuǎn)子，可將擋圈與其兩端的錘盤焊接。甚至可將12只錘盤與11只擋圈現(xiàn)場(chǎng)焊接成一個(gè)整體來滿足生產(chǎn)運(yùn)行。
經(jīng)此處理后，移位的錘盤完全依靠擋圈來傳遞扭矩。這一點(diǎn)與方案2.2不同。不過該轉(zhuǎn)子是雙軸伸結(jié)構(gòu)，如適時(shí)將轉(zhuǎn)子掉頭使用，鍵槽單側(cè)磨損的錘盤也將參與工作，其載荷特性將大為改善。
3、幾種方案的選擇分析與實(shí)踐體會(huì)
使用方軸套連接方案
1)本方案是在難以用保守方法修復(fù)，面臨報(bào)廢的轉(zhuǎn)子上實(shí)施的。
2)與主軸配合的φ273mm無(wú)縫鋼管足以補(bǔ)償主軸因磨損和車細(xì)Imm所降低的強(qiáng)度；并彌補(bǔ)了原來補(bǔ)焊遺留的隱患。
3)中273mm無(wú)縫鋼管在外壁焊接筋板后，會(huì)使內(nèi)徑收縮，提高了主軸與無(wú)縫鋼管的裝配質(zhì)量。
4)方形擋圈的邊長(zhǎng)小于原圓擋圈直徑，但其對(duì)角尺寸的回轉(zhuǎn)軌跡卻超出原來范圍約36mm。為防止超出部分的過早磨損，對(duì)該處用THD256耐磨焊條作堆焊處理。但實(shí)際使用20多天后，經(jīng)檢查未發(fā)現(xiàn)方軸套圓角處有明顯的過量磨損痕跡。
制作方形擋圈不得用4塊鋼板組對(duì)焊接，該方法有在焊接處引起應(yīng)力集中產(chǎn)生開裂之虞。
5)由于方軸套與錘盤的配合面不作機(jī)加工，完全由裝配鉗工現(xiàn)場(chǎng)研配。所以嚴(yán)格控制外形尺寸至關(guān)重要。方軸套若能在平臺(tái)上借助劃線盤等工具組對(duì)；錘盤采用靠模切割；配合單側(cè)間隙可控制在1mm以內(nèi)，即使在使用中有所磨損或產(chǎn)生松動(dòng)，方孔對(duì)于方軸而言，有類似花鍵傳動(dòng)的特征，有較好的對(duì)中性。在一定范圍內(nèi)，可避免或減輕轉(zhuǎn)子的偏心與振動(dòng)，
6)轉(zhuǎn)子在運(yùn)行中曾出現(xiàn)過振動(dòng)，經(jīng)分析認(rèn)為：
①方軸套材料組織均勻，其截面為中心對(duì)稱狀；若錘盤松動(dòng)或因配合產(chǎn)生的間隙，可由方孔與方軸傳動(dòng)的對(duì)中性補(bǔ)償。均不會(huì)使質(zhì)心過量偏移產(chǎn)生振動(dòng)。
②對(duì)軸的磨損部分產(chǎn)生的不平衡離心力，不足造成那樣大的轉(zhuǎn)子振動(dòng)，最后查得，錘頭理論質(zhì)量(50t0.5)kg，實(shí)測(cè)個(gè)體最大差異Skg，顯然振動(dòng)是由此引起。
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