综采工作面破碎机故障分析及优化改进

傅晓宇

（阳泉煤业集团长沟煤矿有限责任公司， 山西 晋中 030600）

引言

由于煤矿井下工作环境差，对设备质量要求较高，为了使破碎机能够满足长时间在恶劣的井下环境中使用，技术人员对旧破碎机进行改造，改造后的新型破碎机不仅能够促进井下工作顺利进行，还能确保长时间在井下使用。随着我国近年来技术水平的不断提高，矿用锤式破碎机应用广泛，在其他领域的使用率也越来越高。锤式破碎机对煤块的破碎主要是通过内部组件的运转来实现的。然而实际生产中仍然出现较多的问题需要改进。

1 15119工作面概况

阳煤集团长沟煤矿有限责任公司15119工作面位于一采区，工作面西部为15117工作面，南部为井田边界，西部为15121采空区，北部为回风大巷。

15119工作面设计走向长度为1 100 m，倾向长度为160 m，工作面回采煤层为15号煤层，平均厚度为5.1 m，工作面采用综合机械化回采工艺；回采期间工作面内安装的机电设备主要有MG300-700WD采煤机、SGZ-800/800刮板输送机、SZZ-800/250桥式转载机、PCM-160型锤式破碎机、DSJ1200带式输送机以及ZFY5800/17/32D液压支架等。锤式破碎机主要用于破碎大块煤矸；但是在实际工作面回采中PCM-160型锤式破碎机经常出现故障，主要表现在轴承损坏、磨损严重等，导致破碎机破碎效果差，不利于工作面安全高效回采[1]。

2 锤式破碎机的应用优点

按照工作原理，破碎机主要分为颚式破碎机及锤式破碎机，锤式破碎机在煤矿的使用率较高，主要具有以下优点：

1）破碎能力强。锤式破碎机主要是通过一边筛选一边破碎进行运转，符合筛选条件的煤块进入破碎系统，煤块破碎效果较高，产能能够达到850 t/h。

2）破碎锤卡死。技术人员对破碎锤锤座、销轴等连接结构进行技术升级，同时采用高锰钢材质，破碎锤被硬物卡死的情况基本没有出现。

3）破碎效果好。锤式破碎机采用固定筛对煤矿进行筛选，体积大于网眼的煤块被筛选出来统一进行破碎，这就能保证破碎后的煤块具有较好的颗粒性。

4）破碎彻底。如果大煤块经过破碎后体积仍然不能大于网眼，这些煤块就会继续进行二次破碎，待破碎后的煤块体积小于网眼后即可继续进行下一程序。

3 锤式破碎机故障原因分析

3.1 锤轴故障原因

3.1.1 轴承损坏

根据以往锤轴发生的事故分析，锤轴故障的主要原因为轴承损坏。轴承损坏主要是由于生产中润滑不充分，润滑不充分的原因是轴承座上的注油孔设计不合理。黏度较高的油脂首先进入破碎机轴承座端面，再经过轴承外圈的小油孔进入到锤轴内部，这种注油方式比较复杂，而且小油孔很容易被油脂内的煤泥堵塞，外部油脂无法进入到内部，导致内部润滑不充分。

3.1.2 锤轴压板螺栓磨损

由于破碎机工作时间长，两端转子盘锤轴压板的螺栓很容易发生折断，导致锤轴压板掉落，破碎机无法正常工作。检修人员在修复时，掉落在内部转子盘很难取出，同时锤轴压板掉落也会导致有坚硬异物掉入转子盘和壳体内，坚硬异物与物料发生挤压，导致破碎机发生故障。

3.2 组件拆装问题

锤式破碎机在实际生产时由于工作环境差、工作时间长，如果不能有效及时对锤式破碎机进行维修，将会造成整个破碎机瘫痪。然而由于破碎机井下维修难度大，破碎机的组件在井下不容易安装，且两端的组件螺栓常常松动或不能顺利拆卸。主轴两端的螺栓由于规格相同，在运转时一端螺栓会不断旋紧，另一端则在松动，而且破碎机又常常处于振动状态，螺栓在振动的作用下不断松动、掉落。

4 锤式破碎机的优化改进

4.1 针对锤轴故障的改进

4.1.1 针对轴承损坏改进

针对轴承损坏原因问题，技术人员对轴承座结构进行改造[2-3]。

1）通过在轴承盖上施工多个注油孔或增加轴承座内腔的容量，使外部的油脂能够大量进入到轴承内部，降低油孔堵塞的几率。

2）通过在轴承座另一端施工一个透气孔，增加外部油脂的注入量及内部污油的排出量。

4.1.2 针对锤轴压板螺栓磨损的改进

针对锤轴压板螺栓磨损问题，技术人员设计了一套新型螺栓保护装置，确保锤轴压板不会松动，在压板和转子盘间均匀连接多个螺栓，同时在锤轴周围环绕安装多个凸起装置，凸起装置的高度大于螺栓高度，因此在生产时，凸起装置能够将压板和转子盘间的杂物带出[4]。

4.2 针对组件拆装问题的改进

针对组件拆装问题，技术人员总结事故经验，利用新型轻质材料制成螺栓，使螺栓的质量降低为原来的一半，同时为螺母安装止退垫，将紧固螺母和圆螺母互锁，防止螺母松动。通过采取这些措施后，两端的组件螺栓未再出现松动或不能顺利拆卸的情况[5]。

5 改进效果

2019年4月，长沟煤矿对15119综采工作面内的PCM-160型锤式破碎机结构进行优化改进，截止2019年10月工作面已回撤到位。与改进前相比，优化改进后锤式破碎机在后期回采中故障率降低了9%，全年可节约设备维修成本费用达42万元，保证了工作面安全高效回采。