PCM-160 型锤式破碎机故障分析及优化研究

李宝龙

（晋能控股煤业集团机电管理部，山西 大同 037000）

1 工程概况

四台矿是晋能控股煤业集团主力生产矿井之一，该井田位于大同煤田西北部，设计生产能力为180 万t/a，现主要开采12#、14#煤层。四台矿8209工作面全面采用综合机械化回采工艺进行开采，配置的机械化开采设备包括： MG300/700-WD 无链电牵引型采煤机、SGZ764/800 型刮板输送机、SZZ800/250 型顺槽用刮板转载机、PCM-160 型锤式破碎机、ZFY7800/17/32D 型液压支架等。从8209工作面回采期间的工作情况来看，PCM-160 型锤式破碎机工作期间的工作状态不佳，安全故障频发，常需要停机进行检修，严重影响到破碎工作效率，必须对该设备进行优化改进，降低设备故障率。

2 PCM-160 型锤式破碎机故障原因分析

2.1 破碎机锤轴故障的原因分析

2.1.1 锤轴内部润滑问题导致轴承损坏

根据四台矿PCM-160 型锤式破碎机以往锤轴故障的数据统计可知，锤轴故障主要在于轴承损坏严重。原因分析如下：该设备注油孔设计不合理和注油方式复杂。破碎机工作时，黏度较高的油脂首先进入到破碎机轴承座端面，再经过轴承外圈的注油孔进入到锤轴内部，进而实现润滑作用。从实践过程来看，轴承外圈的注油孔常被油脂内的煤泥堵塞，锤轴内部润滑不充分进而造成轴承损坏。

2.1.2 压板螺栓磨损问题导致锤轴故障

当前四台矿加大了煤矿开采力度，井下PCM-160 型锤式破碎机的工作时间较长，两端转子盘锤轴压板螺栓因长时间磨损易发生折断，进而导致故障发生。该故障在进行检修时锤轴压板难以取出，同时当其他坚硬异物掉入转子盘或壳体内后，也会导致破碎机发生二次故障事故。

2.2 组件拆装较为困难易导致故障发生

四台矿各井下工作面回采环境较为恶劣，工作时间较长，必须定期和不定期对PCM-160 型锤式破碎机进行维修和保养，否则会造成破碎机的全面瘫痪。在煤矿井下的工作环境中，破碎机组件螺栓的拆卸和新组件的安装都较为困难，同时破碎机又常处于振动状态下，螺栓易松动和掉落，导致故障发生。

3 PCM-160 型锤式破碎机的优化改进

3.1 锤轴故障的优化改进方案

3.1.1 调整轴承座结构及注油方式

基于PCM-160 型锤式破碎机轴承损坏原因的分析，对轴承座结构及注油方式进行改造。

（1）调整以往的单个注油孔注油的方式，在现有轴承盖上施工5～6 个注油孔，可有效地解决因个别注油孔堵塞外部油脂无法进入到轴承内部的问题。轴承内部油脂量足够，锤轴内部润滑充分。

（2）在轴承座相反端施工一个透气孔，不仅可以增加油脂的注入量，还可以起到排出油脂内的煤泥等污油的目的。

3.1.2 一种新型螺栓保护装置的设计与应用

针对PCM-160 型锤式破碎机锤轴压板螺栓磨损而导致的故障问题，设计了一种新型螺栓保护装置，其结构如图1，主要包括转子盘、锤轴压板、螺栓、凸起等部件。

图1 PCM-160 型锤式破碎机新型螺栓保护装置

从图1 可知，该保护装置设置的凸起结构的高度要大于连接螺栓头部的高度，这一设计使得煤料无法进入到锤轴转子盘与破碎机壳体内壁之间，避免零部件发生过度磨损而降低其使用寿命。同时该设计为PCM-160 型锤式破碎机的维修和保养提供了便利，效果理想。

3.2 一种轻质材料制成的新型螺栓的设计与应用

针对PCM-160 型锤式破碎机在井下组件拆装较为困难的问题，设计了一种轻质材料制成的新型螺栓来取代以往螺栓。该新型螺栓的材质较为轻，螺栓的质量仅为原螺栓质量的1/3，同时为新型螺母安装止退垫圈，将紧固螺母和圆螺母互锁，可以有效地防止螺母松动。通过以上的优化改进设计，设备两端的组件螺栓较为紧固，同时组件拆装都较为顺利。

4 效果分析

PCM-160 型锤式破碎机完成优化改进后，从2020 年5 月起到在四台矿8209 工作面回采后期进行了实践应用，截至2020 年11 月工作面8209 已回撤到位。PCM-160 型锤式破碎机优化改进后，现场工作稳定，设备故障率大幅度降低，大块原煤、煤矸石、砂岩的破碎效果理想。对比PCM-160 型锤式破碎机改进前的应用情况，设备故障率降低了20%。该项目的优化改进应用每年可为煤矿节约设备维修成本达30 万元，安全经济效益显著。