单缸液压圆锥破碎机止推球面轴承错位研究

汪云强，姜俊雄，陶勇政

（南昌矿山机械有限公司，江西 南昌 330004）

单缸液压圆锥破碎机大多应用于金属矿作业中，为了进一步提高铁矿生产效率，需要对进入球磨机内部的各类物料进行磨碎，单缸液压圆锥破碎机的应用效果更好，但是在其实际应用过程中容易出现止推球面轴承错位问题，也就是中盘实际位置与预计的正确位置出现错开问题，影响单缸液压圆锥破碎机的正常运转，同时也会导致轴承过度磨损而发生损坏等故障。

1 单缸液压圆锥破碎机的组成和优势

单缸液压圆锥破碎机主要由多部分组成，分别为机架、水平轴、平衡轮、动锥体、固定锥与动锥、润滑系统、液压系统以及控制系统等等，不同的系统之间需要发挥各自的作用。在单缸液压圆锥式破碎机进行运作时，主要由机械的电机带动小齿轮作业，而小齿轮也要带动大齿轮，大齿轮以及轮架偏心钢套等部件，要带动偏心套组件和主轴组件，以垂直线为中心，在套内进行公转，主轴组件也要以主轴为中心进行自转。在圆锥破碎机工作时，一旦物料进入破碎腔中，主轴会在物料的阻力影响之下出现缓慢自转，而内锥的运行轨迹也主要呈现出缓慢旋转的状态，更像是内锥在破碎腔内进行来回摆动，摆动的过程中能够将物料进行挤压和破碎，达到工艺的需求。

单缸液压圆锥破碎机整体构造相对简单，制造规模和流程更加便捷。单缸液压圆锥破碎机对于各类物料的处理能力和处理效果更好，此外应用液压进行调整和保险的性能相比其他类型的破碎机更具优势。单缸液压圆锥破碎机主要通过更换偏心轴套的方法并改变偏心距的具体大小，此种形式能够进一步满足破碎机不同物料的破碎需求[1]。另一方面，因为单缸液压圆锥破碎机优势明显，在主轴上下两端均有轴承分部，因此改善了以往传统破碎机主轴单一受力、磨损过大的问题。在单杠液压圆锥破碎机作用过程中，各接触面和动锥衬板等都经过磨削加工，因此无需在后期作用过程中浇注填料，减少了使用成本。

2 单缸液压圆锥破碎机的止推球面轴承错位状态

半缸液压圆锥破碎机发生直推球面轴承错位问题，最主要表现在于轴承中盘的实际所处位置与预计的正确位置出现错开情况，如果中盘在放置时已经放错了位置，也会导致此类止推球面轴承的错位问题。如果直接在错位状态下进行单缸液压圆锥破碎机的运转，则难免会造成直推球面轴承与轴套之间出现过度磨损而引发轴承损坏问题，为设备的用户和所有者带来严重的经济损失。因此在运行单缸液压圆锥破碎机时，要保证止推球面的正常摩擦，其主要运行条件在于让两球心点始终保持重合状态，而球面半径相等，如果无法实现此类正常的位置状态，难免会导致止推球面轴承错位并引发更为严重的损伤问题[2]。

单缸液压圆锥破碎机止推球面轴承的具体安装位置如图1所示，这也是我国某企业在进行单缸液压圆锥破碎机安装时所获得的轴承安装图。虽然该企业按照图示要求和相关要素，对单缸液压圆锥破碎机进行安装，特别是着重强化了止推球面轴承中盘的安装方面，但是在单缸液压圆锥破碎机正式运行之后发现其运转不正常，被迫需要停车检查，对原有设备和止推球面轴承进行检查后发现存在磨损印痕问题，中盘的安装位置也发生了一定偏移，导致轴承错位。

图1 止推球面轴承安装示意图

3 单缸液压圆锥破碎机的止推球面轴承错位分析

单缸液压圆锥破碎机主要采用螺旋锥齿轮进行设备的传动，并且需要保证主轴与动锥维持在同一锥面。本文针对单缸液压圆锥破碎仪的止推球面轴承错位开展分析，主要研究其中摩擦盘的运动规律和情况，这也主要是因为球面轴承的上摩擦盘需要跟随主轴进行同步运动，而下摩擦盘主要固定在液压缸活塞顶部位置，处于固定不动的状态。

在单缸液压圆锥破碎机止推球面轴承，中盘运动过程中与上摩擦盘形成球面摩擦运动，而与下摩擦盘则主要构成平面摩擦运动。中盘的动锥主轴与球面球心点以及球面半径等基本保持一致，当中盘处于固定位置时，其中心线与单缸液压圆锥破碎机的中心线能够实现重合，但是如果球心点出现位移状态，同时上摩擦盘的球心点维持不动，则会发生球心点分离的问题。虽然相比之前的状态，球面半径仍旧是相等的，但是并没有在设备运作过程中满足止推球面轴承球心点重合的运转需求，在整个球面轴承的运动过程中产生的球面摩擦必将更加严重，并进一步发生局部性接触，导致球面轴承因为过度磨损而发生损坏问题。

因此在进行单缸液压圆锥破碎机止推球面轴承中摩擦盘的安装时，需要保证两个球形点的位置始终位于动锥的主轴悬挂点位置上，并且要将球面的半径确定为悬挂点至上摩擦盘球面顶点的高度状态。但不容忽视的是此种设置方式难免会受到球面轴承的球面半径影响，而依旧产生轴承磨损过快的问题，再加上单缸液压圆锥破碎机破碎腔的不断运动，排料口主轴出现上升或下降的问题，并进一步导致球心点发生分离，因此无法满足球面轴承的正常使用以及球心点的融合效果。

单缸液压圆锥破碎机在作用期间，上摩擦盘与中摩擦盘的位置会发生局部性接触，并进一步导致摩擦盘和轴承出现损伤问题，引发圆锥破碎机无法继续运转而终止运行。另一方面受到中摩擦盘和下摩擦盘摩擦条件的影响，此类平面摩擦再出现错位，以致后续无法自动进行恢复，也无法保证中摩擦盘和下摩擦盘恢复到原有位置，因此在进行止推球面轴承错位问题的解决时，可以将下摩擦盘的平面摩擦效果修改为球面摩擦，以更好的实现错位问题发生之后能够保证自动回位。

4 单缸液压圆锥破碎机的止推球面轴承正常运转及错位解决对策

单缸液压圆锥破碎机的止推球面轴承，在正常运转的状态之下，为了有效减少轴承的磨损，需要确保球面轴承的球心点始终位于动锥主轴的中心线位置上，与此同时，球面轴承根据球心点的半径大约位于动锥主轴悬挂点到上摩擦盘顶点高度的一半位置。在设备正常运转的状态之下，单缸液压圆锥破碎机止推球面轴承的上、中、下三块摩擦盘的位置保持不变，但是如果存在调整排料口的问题，则会导致主轴出现上升或下降，但是在此期间球心点和球面半径都是不变的，只有处于此类状态才能满足单缸液压圆锥破碎机球面轴承的正常运转。

当前我国广泛采用的单缸液压圆锥破碎机，在止推球面轴承方面主要采取上部分为球面、下部分为平面的中摩擦盘。这样的问题也会导致球面轴承出现错位问题之后无法实现归位和正常运转，因此对于单缸液压圆锥破碎机止推球面轴承错位问题的解决可以通过双球面中摩擦盘进行实现。双球面中摩擦盘的上表面和下表面都是球面状态，而球面的球心点也能始终保持一致，在出现球面轴承错位问题之后，能够及时自动回位。应用双球面中摩擦盘，只需要将其安装在下摩擦盘的中心位置处，确保上下摩擦盘的中心能够保持统一，随后需要安装主轴。此类形式能够确保出现错位问题时设备中盘能够自动复位。

除此之外，出现单缸液压圆锥破碎机止推球面轴承错位问题也可以采取其他操作方式进行解决。例如在设备长期运作状态之下，球面轴承的坚实程度会出现一定的影响和破坏，因此可以应用过盈配合将球面轴承安装于轴承座位置上，随后为了减少出现中松动问题，可以在靠近球面轴承的外圈部位安装埋入式定位销。此类圆柱形定位销的数量可以根据球面轴承的具体需要进行选择，大多数情况下可以安装5个，但是圆柱形定位销必须保持装紧状态，避免出现松动或凸起问题。与此同时也要保证球面轴承的油沟时刻保持清洁，避免因为外界因素或油垢杂质过多而引发球面轴承错位。另一方面，止推球面轴承的润滑油失效同样也会导致设备轴承错位问题。例如，在运转过程中防尘橡胶圈出现严重的磨损，致使密封不良，外界的粉尘进入润滑油之中，使得轴承润滑效果不佳，整体使用寿命骤然下降，而齿轮与轴承的磨损会更加严重，因此在进行设备操作过程中需要定期检查密封状态，并对润滑油黏度等相关指标进行时刻注意，如果存在润滑油失效问题要定时更换。此外破碎机振动过大同样也有可能导致止推球面轴承错位，因此在操作设备的过程中要正确给料，确保排料口维持在设备允许的范围之内，减少进料中所含有的各类细料或有黏性物质的物料，避免圆锥破碎机出现强烈振动等多方面问题。

5 结语

总而言之，现如今我国各行业领域中所采用的单缸液压圆锥破碎机有其独特优势所在，再加上现代工业和社会发展对于各类金属矿料的需求不断增加，使得单缸液压圆锥破碎机应用范围不断拓展。本文首先分析了单缸液压圆锥破碎机的组成和优势，其次针对直推球面轴承错位状态进行深入的分析与讨论，最后论述了单缸液压圆锥破碎机的指挥球面轴承正常运转问题以及策略问题的具体解决对策，可以应用双球面中摩擦盘解决错位问题，实现摩擦盘错位故障后能够自动回位。