在圆锥破碎机的运行过程中,“过铁”——即无法破碎的铁块等金属物进入破碎腔——是危害设备健康的主要因素之一。这些金属杂物可能来源于开采过程中脱落的铲齿、钻头,或检修时遗留的工具等。当铁块进入破碎腔,会直接对衬板(轧臼壁和破碎壁)造成损伤。本文基于现场案例与行业经验,系统阐述“过铁”对衬板寿命的影响以及相应的防范措施。
当铁块进入破碎腔后,由于金属的强度和硬度远超矿石,无法被正常破碎,会被卡在动锥衬板与定锥衬板之间。此时,设备试图对其破碎的瞬间会产生刚性碰撞,压力突增。
这种刚性碰撞会对衬板表面产生巨大的局部冲击载荷,导致衬板材料局部应力瞬间超过其强度极限。频繁过铁容易造成破碎机动、定锥衬板产生裂纹,从而缩短衬板使用寿命,增加备件消耗。生产实践中,衬板因过铁产生的裂纹往往在使用初期就出现,属于典型的非正常失效模式。
过铁瞬间,破碎机运行功率和液压压力会急剧升高,排矿口突然放大。这一过程中,衬板承受的冲击力分布极不均匀。若铁块尺寸较大或形状不规则,可能卡在破碎腔某一侧,造成单边受力过大。
这种偏载作用力可能导致锁紧衬板的压紧环或锁紧螺栓产生松动。一旦衬板开始松动,在后续的破碎作业中会进一步加剧磨损,甚至损坏锥体与衬板的接触表面。
除了直接的裂纹损伤,过铁还会间接加速衬板的正常磨损失效。当铁块卡在破碎腔时,会使主轴与偏心铜套形成刚性接触并相互摩擦。这种异常摩擦会使设备整体振动加剧,导致衬板表面承受额外的冲击载荷,加速材料的疲劳剥落过程。
现场数据表明,通过下调负荷运行功率和压力的释放值,动、定锥衬板的使用寿命可以得到延长。这也从侧面印证了过铁引起的瞬间功率和压力飙升对衬板寿命的负面影响。
为了更直观地理解过铁对衬板寿命的影响,下表总结了主要损伤形式及其表现:
| 损伤类型 | 具体表现 | 对衬板寿命的影响 |
|---|---|---|
| 裂纹损伤 | 动锥或定锥衬板表面出现裂纹 | 直接导致衬板报废,使用寿命缩短 |
| 松动磨损 | 压紧环松动,衬板与锥体配合间隙增大 | 加剧衬板磨损,可能损坏锥体表面 |
| 疲劳加速 | 振动加剧,衬板表面疲劳剥落加快 | 磨损速率上升,更换周期缩短 |
| 偏载磨损 | 铁块卡滞导致单侧衬板严重磨损 | 局部过度磨损,衬板形状破坏 |
某选矿厂在优化过铁保护措施后,将负荷运行功率、压力释放值进行合理下调,动、定锥衬板使用寿命得到明显延长,主轴躯体也未有明显磨损。
在破碎生产线中,配置有效的除铁装置是防范过铁的首要措施。具体做法包括:
通过人机综合除铁的方法,可有效降低破碎机的过铁率。实践证明,采用上述措施后,破碎机平均过铁率可以控制在较低水平。
不同类型的圆锥破碎机配备了相应的过铁保护装置:
弹簧式圆锥破碎机:当铁块进入破碎腔时,过铁保护系统会使支撑套向上活动,压缩弹簧或保险缸,使定锥上移,排矿口扩大,让铁块通过后自动复位。
液压式圆锥破碎机:配置清腔缸和锁紧油缸液压保险系统,能在过铁瞬间通过释放液压缸将支撑套和定锥顶起,自动排出铁块,实现不拆机处理故障。
针对设备参数,可采取以下优化措施:
过铁时,主轴受铁块挤压而偏斜,与铜套发生硬摩擦,会导致主润滑油温急速升高。针对这一现象,可采取以下措施:
某选矿厂改进油温保护系统后,5台破碎机相关部件消耗数量较改进前降低70%左右。
当破碎机运转过程中突然发出金属撞击声、运行压力急剧升高或排矿口突然放大时,表明发生了过铁,必须立即采取以下检查措施:
通过显示屏检查破碎机功率、压力、油温及排矿口等运行参数是否正常
检查上、下架体连接螺栓及止口有无松动
检查油管有无泄漏,油箱仪表系统及自动控制系统有无报警信号
停机检查安全联轴器剪切管有无剪断或位移
除技术措施外,管理层面的防范同样重要: