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一、問(wèn)題的提出

金堆城鉬業(yè)公司百花嶺選礦廠是日處理原礦15000t的大型鉬選廠。該廠碎礦車間為三段一閉路的破碎流程，配置PX-1200/180旋回破碎機(jī)一臺(tái)作為一段破碎（粗碎）設(shè)備。自1983年10月至1985年7月上旬試生產(chǎn)21個(gè)月中，因旋回破碎機(jī)故障停產(chǎn)檢修10次，平均檢修周期1570h，累計(jì)檢修時(shí)間2424h，占日歷時(shí)間18.25%。因故味檢修累計(jì)多耗修理費(fèi)10. 475萬(wàn)元，平均每萬(wàn)t原礦多耗修理費(fèi)327. 75元，旋回破碎機(jī)的十次故障檢修中，八次是因偏心套止推盤部的潤(rùn)滑故障所致。

排除旋回破碎機(jī)止推盤部的潤(rùn)滑故障，是金堆城鉬業(yè)公司百花嶺選礦廠能否正常投產(chǎn)的重要課題，對(duì)此，我們?cè)谡J(rèn)真研究的基礎(chǔ)上，采取了相應(yīng)的技術(shù)措施，取得了十分顯著的效果，保證了旋回破碎機(jī)長(zhǎng)周期正常運(yùn)行。

二、原因分析和措施

1.分析

旋回破碎機(jī)止推盤部主要由上、中、下盤三部分組成（圖1),下盤與機(jī)座連接，上盤與偏心軸套連接，中盤隨上盤轉(zhuǎn)動(dòng)。三盤組成平面止推滑動(dòng)軸承，形成兩個(gè)平面滑動(dòng)摩擦副。動(dòng)錐主軸上端通過(guò)懸掛部懸掛在橫梁上，其下端插入偏心軸套的偏心孔內(nèi)。當(dāng)偏心軸套在電動(dòng)機(jī)的驅(qū)使下旋轉(zhuǎn)時(shí)，動(dòng)錐的軸就以橫梁上的固定懸點(diǎn)為錐頂點(diǎn)作錐面運(yùn)動(dòng)。由于摩擦作用，動(dòng)錐除繞機(jī)器中心線作錐面旋轉(zhuǎn)外，同時(shí)繞自身軸線自轉(zhuǎn)。空載運(yùn)行時(shí)，自轉(zhuǎn)方向與偏心抽套相同，轉(zhuǎn)速為10r/min；有載運(yùn)行時(shí)，自轉(zhuǎn)方向與偏心軸套的旋轉(zhuǎn)方向相反，轉(zhuǎn)速為n1。

n1=nr/R                    (1)

式中n——偏心軸套轉(zhuǎn)速n=110r/min;

r——破碎力作用點(diǎn)偏心距r=0. 0168m；

R——破碎力作用點(diǎn)處動(dòng)錐半徑；

R=0. 802m

n₁=nr/R=110×0.0168/0.802=2.3r/min

止推盤都是偏心軸套的支承部件，主要承受偏心軸套轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的軸向力，起著止推軸承的作用。按其結(jié)構(gòu)（圖1)和運(yùn)轉(zhuǎn)特性認(rèn)為，止推盤部是一平面止推滑動(dòng)軸承。當(dāng)偏心軸套轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，上盤與其同步轉(zhuǎn)動(dòng)，下盤與機(jī)座聯(lián)接，固定不轉(zhuǎn)動(dòng)，中盤與上、下盤之間分別形成兩個(gè)滑動(dòng)摩擦副，因此中盤的轉(zhuǎn)速隨上下兩個(gè)摩擦面摩擦力的變化而不同，但其變化范圍在0~n之間，以小于偏心軸套轉(zhuǎn)速的速度轉(zhuǎn)動(dòng)。

旋回破碎機(jī)止推盤部的潤(rùn)滑就是低速平面止推滑動(dòng)軸承的潤(rùn)滑。

(1)止推盤部潤(rùn)滑不良，造成該部三盤劇烈磨損，機(jī)器運(yùn)行阻力劇增，同時(shí)由于止推盤部的嚴(yán)重磨損，主傳動(dòng)傘齒輪付嚙合間隙變小，甚至頂齒而不能運(yùn)行。根據(jù)八次磨損情況觀察分析主要有三種。

1)磨料磨損。大量的機(jī)械磨料，主要是礦砂進(jìn)入潤(rùn)滑部位后，隨潤(rùn)滑劑循環(huán)，摩擦面之間的作用力使磨料楔入摩擦面,旋轉(zhuǎn)速度產(chǎn)生的切向力又使磨料與摩擦表面作切向運(yùn)動(dòng), 造成摩擦表面被剪切、切削，止推盤各摩擦表面的溝狀擦痕就是這樣形成的。摩擦表面擦傷后，產(chǎn)生大量摩擦熱，溫度急劇升高，原使用的50^#機(jī)械油粘溫性能低，隨溫度升高，粘度降低，不能滿足潤(rùn)滑對(duì)油膜厚度和強(qiáng)度的要求，促使磨損加劇。這類磨損主要是由于動(dòng)錐密封件脫落，操作不善，堵礦等造成礦砂進(jìn)入潤(rùn)滑系統(tǒng)而形成的。

2)粘著磨損。止推盤表面出現(xiàn)的片狀撕脫就是粘著磨損形成的。粘著磨損的產(chǎn)生除因 磨料磨損形成的髙溫粘著外，主要是由于原使用的潤(rùn)滑劑粘度較低，形成的油膜厚度小，強(qiáng)度低，難以滿足該部邊界潤(rùn)滑的需要，促使粘著磨損的形成。

3)局部高壓。1985年7月份以前，由于下盤外圓與機(jī)座上端面止口配合超差過(guò)大，下盤安裝不能到位，水平度超差。待安裝運(yùn)行后，中盤上、下端面不平和該件在Φ1196mm方向撓曲度超差，即產(chǎn)生嚴(yán)重彈性變形甚至塑性變形，使承載面積縮小，局部摩擦面比壓升高，產(chǎn)生局部高壓，在高比壓摩擦面上，潤(rùn)滑油膜強(qiáng)度不能滿足局部高壓的潤(rùn)滑要求，產(chǎn) 生大量摩擦熱，溫度升髙，隨之磨損加劇。在下、中盤上，特別是下盤上出現(xiàn)的局部燒傷性磨損就是這樣形成的。

(2)根據(jù)旋回破碎機(jī)結(jié)構(gòu)和受力分析可知，止推盤部承受的載荷主要有，偏心軸套重力G₁=6385kg，破碎力與動(dòng)錐的重力G=43462kg的合力F作用在偏心軸套上的軸向分力P₃Y及圓錐齒輪副的齒合力P_n。因圓錐齒輪副的軸向分力P_R與G₁方向相反，可略去不計(jì)，則止推盤部所承受的載荷Q為G₁與P₃Y的合力。

P=ML₁/L[e · sinγ+f (r+R)：                                (2)

按（2)式計(jì)算知P=93069kg

由計(jì)算知P₃=47289kg，P₃Y=275kg，則Q=6660kg。

止推盤承壓面積為S₁

S1=π(58.5²-47.5²)-11 X3X8=3399cm²

止推盤比壓為P_V1

P_V1=Q/S₁=6660/3399=1.96kg/cm²

因此，止推盤部是在重載低比壓狀態(tài)下以低速運(yùn)轉(zhuǎn)的止推平面滑動(dòng)軸承。

(3)旋回破碎機(jī)止推盤部采用稀油壓力集中循環(huán)潤(rùn)滑的形式潤(rùn)滑，通過(guò)齒輪油泵將盛油器內(nèi)的潤(rùn)滑油送入機(jī)座機(jī)缸內(nèi)，當(dāng)機(jī)缸內(nèi)和止推盤各摩擦面充滿潤(rùn)滑油（回油管開始回油）時(shí)方可起動(dòng)破碎機(jī)。在破碎機(jī)起動(dòng)前，偏心軸套部各潤(rùn)滑面的油壓是平衡的，略去潤(rùn)滑面阻力不計(jì)，油壓應(yīng)等于上油管出口壓力。此時(shí)，中盤上、下端面的"V"形斷面油槽和上、下盤的長(zhǎng)方形斷面油槽內(nèi)均充滿潤(rùn)滑油，并以由上油管出口壓力而產(chǎn)生的速度沿油槽自內(nèi)向外徑流動(dòng)。當(dāng)破碎機(jī)起動(dòng)后，各油榷內(nèi)的潤(rùn)滑油因止推盤轉(zhuǎn)動(dòng)速度形成的切向力的作用，沿該切向力與內(nèi)壓力的合力方向進(jìn)入止推盤各摩擦面并不斷沿各盤切線方向排出(圖2)形成循環(huán)潤(rùn)滑油膜。

由于止推盤部各摩擦面是以0~110r/min的低轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)，根據(jù)道松公式：

H=2.65G^0.54V^0.7P^0.13知，速度對(duì)油膜厚度的影響較大，膜厚與速度的0.7次方的倒數(shù)成正比，故在止推盤各摩擦面內(nèi)難以形成液體潤(rùn)滑所必須0.025～0.05mm的油膜厚度，而只能形成邊界潤(rùn)滑。

油膜強(qiáng)度系指潤(rùn)滑油牢固地吸附在金屬表面形成一層薄薄的油膜，使摩擦表面不直接接觸的能力。邊界潤(rùn)滑就是靠這層油膜來(lái)保證的。邊界膜的強(qiáng)度和厚度決定于潤(rùn)滑油的極壓抗磨性能,極壓抗磨性能可用燒結(jié)負(fù)荷（簡(jiǎn)稱PC值，單位：kg)表示。

(4)由道松公式（見前）和馬丁方程ho/R=2.45η_v(μ₁+μ₂) L/P，計(jì)算結(jié)果比較知，彈性變形對(duì)油膜厚度影響極大。按道松公式計(jì)算即按彈性潤(rùn)滑狀態(tài)計(jì)算潤(rùn)滑所必須的油膜厚比按馬丁方程計(jì)算即按剛性潤(rùn)滑狀態(tài)計(jì)算潤(rùn)滑所必須的油膜厚度大10～100倍。由此知，當(dāng)止推盤部在轉(zhuǎn)動(dòng)中發(fā)生較大彈性變形時(shí)，欲滿足潤(rùn)滑所需最小，油膜厚度就大得多。而要滿足這種狀態(tài)下的油膜厚度和強(qiáng)度因受潤(rùn)滑油品質(zhì)、潤(rùn)滑面轉(zhuǎn)速等條件制約很難達(dá)到，這時(shí)便在局部摩擦面形成千摩擦加劇磨損。止推盤部各摩擦面均為平面摩擦，受其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的影響，摩擦面容易產(chǎn)生彈性變形。特別是中盤（圖3)屬圓環(huán)狀平面結(jié)構(gòu)，兩端面分別開設(shè)8個(gè)徑向"V"形油槽，徑向尺寸與軸向尺寸比差大，在加工、運(yùn)輸、存放、安裝中極易發(fā)生彈性甚至塑性變性。安裝時(shí)，若下盤水平超差過(guò)大（如前述），中盤必然產(chǎn)生相應(yīng)變形，縮小實(shí)際承載面積，產(chǎn)生局部離比壓干摩擦。原使用的50^#機(jī)械油就不能滿足潤(rùn)滑所必需的油膜厚度和強(qiáng)度。

2.實(shí)踐

平面止推滑動(dòng)軸承的潤(rùn)滑，必須有充足的潤(rùn)滑油量和足夠的油膜厚度與強(qiáng)度。但如果摩擦表面產(chǎn)生彈性變形，將對(duì)油膜強(qiáng)度和厚度提出十分苛刻的要求。金堆城鉬業(yè)公司百花嶺選礦廠旋回破碎機(jī)的平面止推滑動(dòng)軸承在投產(chǎn)初期，正是由于止推盤部的嚴(yán)重彈性變形，而潤(rùn)滑油膜的強(qiáng)度和厚度不能滿足其潤(rùn)滑要求，短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生嚴(yán)重磨損，機(jī)器不能正常運(yùn)行，對(duì)此，我們采取了相應(yīng)的措施，取得了理想的效果，保證了旋回破碎機(jī)長(zhǎng)周期無(wú)潤(rùn)滑故障運(yùn)行。

(1)提髙潤(rùn)滑劑品質(zhì)改善潤(rùn)滑效果。原用50號(hào)機(jī)械油作為旋回破碎機(jī)潤(rùn)滑劑，其粘度可以滿足潤(rùn)滑需要，而其極壓抗磨性能（燒結(jié)負(fù)荷）低（表1),一旦產(chǎn)生微量變形，即難以滿足潤(rùn)滑油膜強(qiáng)度要求。為提髙潤(rùn)滑油膜的極壓抗磨性能，將潤(rùn)滑劑改用為70%50^#機(jī)械油與30%28^#軋鋼油或50%50^#機(jī)械油與50%15^#汽機(jī)油的混合劑。采用以上混合型潤(rùn)滑劑，就在50^#機(jī)械油的基礎(chǔ)上，增加了其中的極性分子，提高了潤(rùn)滑劑的極壓抗磨性能，同時(shí)適當(dāng)提高了粘度。保證了足夠的油膜強(qiáng)度和厚度。

(2)完善密封防止磨科磨損。動(dòng)錐密封裝置是防止磨料（主要是礦砂）進(jìn)入止推盤部和偏心軸套部潤(rùn)滑面的主要措施。改善其密封性能，是防止磨料磨損，避免止推盤部潤(rùn)滑故障的主要防范措施。1983年旋回破碎機(jī)試車初期，動(dòng)錐密封采用普通橡膠管作密封材料，因其耐油性能差，短時(shí)間內(nèi)即膨脹變形，運(yùn)行中脫落失去密封作用，導(dǎo)致磨料磨損的產(chǎn)生和加劇。針對(duì)這種情況，我們?cè)谝院蟮臋z修中對(duì)密封環(huán)和密封壓圈結(jié)構(gòu)作了適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)，防止密封件脫落，并用酎油橡膠管代替普通橡膠管，延長(zhǎng)了密封周期，改善了密封性能，基本杜絕了磨料磨損。

(3)防止噎堵保證密封。金堆城鉬業(yè)公司百花嶺選礦廠旋回破碎機(jī)授礦是直接式授礦，如果大量原礦一次給入旋回破碎機(jī)上部的直接礦倉(cāng),下部設(shè)備或工藝流程出現(xiàn)異常故障，即可能發(fā)生旋回破碎機(jī)噎堵。旋回破碎機(jī)被噎堵，動(dòng)錐密封就會(huì)被破壞，或者將動(dòng)錐托髙，密封失效，大量礦砂進(jìn)入潤(rùn)滑部位，為杜絕旋回破碎機(jī)被曈堵，修訂了《崗位操作規(guī)程》，從操作和崗位聯(lián)系方面采取了防止旋回噎堵的具體措施，收到了明顯效果。

(4)提髙改善檢修安裝質(zhì)量防止彈性變形。如前述，平面止推滑動(dòng)軸承特別是止推盤這樣線性尺寸差較大的平面止推滑動(dòng)軸承，彈性變形對(duì)其潤(rùn)滑是十分有害的。減小和防止彈性變形對(duì)旋回破碎機(jī)止推盤部的潤(rùn)滑效果至關(guān)重要。為防止止推盤部摩擦面的彈性變形, 我們采取了以下技術(shù)措施。

1)提高下盤安裝精度，降低安裝水平度誤差。原下盤安裝水平度徑向誤差0.8～1mm,經(jīng)調(diào)整控制為0.3～0. 5mm每次檢修對(duì)此作嚴(yán)格檢査調(diào)整。保證上、中、下三盤與機(jī)器軸線垂直度不超差，同時(shí)可避免由于下盤安裝不水平度過(guò)大引起中盤承裁后變形和實(shí)際承載面積減小。

2)適宜增大中盤厚度，延長(zhǎng)磨損時(shí)間。中盤是止推盤部的主要磨損部件，因其硬度小于上、下盤，故正常磨損量較上、下盤大。適當(dāng)加大中盤厚度，延長(zhǎng)磨損周期，可避免因中盤短時(shí)間內(nèi)磨損后，傳動(dòng)傘齒輪副嚙合間隙減小而頂齒。為此，將中盤厚度由40mm增至45mm。

3)增大三盤摩擦面接觸面積，降低承載面比壓。中盤上、下兩個(gè)摩擦面的接觸面積對(duì)止推盤部的潤(rùn)滑條件有很大的制約性，采用增加實(shí)研次數(shù)，提高刮研質(zhì)量和使用前對(duì)中盤進(jìn)行精車等方法，確保接觸面積80%以上，并且要求接觸面分布均勻。

4)防止中盤貯存變形，中盤因貯存保管不善容易產(chǎn)生變形。為避免中盤在貯存保管中 變形，將中盤倉(cāng)庫(kù)貯存改進(jìn)為平臺(tái)存放、較好地解決了中盤變形問(wèn)題。

 

（本文摘自《第三屆全國(guó)選礦設(shè)備學(xué)術(shù)會(huì)議論文集》作者：金堆城鉬業(yè)公司 譚志興）