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一、問題的提出

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，累計檢修時間2424h，占日歷時間18.25%。因故味檢修累計多耗修理費(fèi)10. 475萬元，平均每萬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滑故障所致。

排除旋回破碎機(jī)止推盤部的潤滑故障，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，對此，我們在認(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。三盤組成平面止推滑動軸承，形成兩個平面滑動摩擦副。動錐主軸上端通過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)偏心軸套在電動機(jī)的驅(qū)使下旋轉(zhuǎn)時，動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。由于摩擦作用，動錐除繞機(jī)器中心線作錐面旋轉(zhuǎn)外，同時繞自身軸線自轉(zhuǎn)�？蛰d運(yùn)行時，自轉(zhuǎn)方向與偏心抽套相同，轉(zhuǎn)速為10r/min；有載運(yùn)行時，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軸承。當(dāng)偏心軸套轉(zhuǎn)動時，上盤與其同步轉(zhuǎn)動，下盤與機(jī)座聯(lián)接，固定不轉(zhuǎn)動，中盤與上、下盤之間分別形成兩個滑動摩擦副，因此中盤的轉(zhuǎn)速隨上下兩個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。

旋回破碎機(jī)止推盤部的潤滑就是低速平面止推滑動軸承的潤滑。

(1)止推盤部潤滑不良，造成該部三盤劇烈磨損，機(jī)器運(yùn)行阻力劇增，同時由于止推盤部的嚴(yán)重磨損，主傳動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)入潤滑部位后，隨潤滑劑循環(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, 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，不能滿足潤滑對油膜厚度和強(qiáng)度的要求，促使磨損加劇。這類磨損主要是由于動錐密封件脫落，操作不善，堵礦等造成礦砂進(jìn)入潤滑系統(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，潤滑油膜強(qiáng)度不能滿足局部高壓的潤滑要求，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，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)式計算知P=93069kg

由計算知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)潤滑的形式潤滑，通過齒輪油泵將盛油器內(nèi)的潤滑油送入機(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滑油（回油管開始回油）時方可起動破碎機(jī)。在破碎機(jī)起動前，偏心軸套部各潤滑面的油壓是平衡的，略去潤滑面阻力不計，油壓應(yīng)等于上油管出口壓力。此時，中盤上、下端面的"V"形斷面油槽和上、下盤的長方形斷面油槽內(nèi)均充滿潤滑油，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。當(dāng)破碎機(jī)起動后，各油榷內(nèi)的潤滑油因止推盤轉(zhuǎn)動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，根據(jù)道松公式：

H=2.65G^0.54V^0.7P^0.13知，速度對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)難以形成液體潤滑所必須0.025～0.05mm的油膜厚度，而只能形成邊界潤滑。

油膜強(qiáng)度系指潤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。邊界潤滑就是靠這層油膜來保證的。邊界膜的強(qiáng)度和厚度決定于潤滑油的極壓抗磨性能,極壓抗磨性能可用燒結(jié)負(fù)荷（簡稱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，計算結(jié)果比較知，彈性變形對油膜厚度影響極大。按道松公式計算即按彈性潤滑狀態(tài)計算潤滑所必須的油膜厚比按馬丁方程計算即按剛性潤滑狀態(tài)計算潤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)動中發(fā)生較大彈性變形時，欲滿足潤滑所需最小，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)度因受潤滑油品質(zhì)、潤滑面轉(zhuǎn)速等條件制約很難達(dá)到，這時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，若下盤水平超差過大（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)械油就不能滿足潤滑所必需的油膜厚度和強(qiáng)度。

2.實(shí)踐

平面止推滑動軸承的潤滑，必須有充足的潤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，而潤滑油膜的強(qiáng)度和厚度不能滿足其潤滑要求，短時間內(nèi)產(chǎn)生嚴(yán)重磨損，機(jī)器不能正常運(yùn)行，對此，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)長周期無潤滑故障運(yùn)行。

(1)提髙潤滑劑品質(zhì)改善潤滑效果。原用50號機(jī)械油作為旋回破碎機(jī)潤滑劑，其粘度可以滿足潤滑需要，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，即難以滿足潤滑油膜強(qiáng)度要求。為提髙潤滑油膜的極壓抗磨性能，將潤滑劑改用為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，提高了潤滑劑的極壓抗磨性能，同時適當(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，避免止推盤部潤滑故障的主要防范措施。1983年旋回破碎機(jī)試車初期，動錐密封采用普通橡膠管作密封材料，因其耐油性能差，短時間內(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。針對這種情況，我們在以后的檢修中對密封環(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,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，動錐密封就會被破壞，或者將動錐托髙，密封失效，大量礦砂進(jìn)入潤滑部位，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，平面止推滑動軸承特別是止推盤這樣線性尺寸差較大的平面止推滑動軸承，彈性變形對其潤滑是十分有害的。減小和防止彈性變形對旋回破碎機(jī)止推盤部的潤滑效果至關(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，同時可避免由于下盤安裝不水平度過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，延長磨損時間。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，延長磨損周期，可避免因中盤短時間內(nèi)磨損后，傳動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、下兩個摩擦面的接觸面積對止推盤部的潤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，將中盤倉庫貯存改進(jìn)為平臺存放、較好地解決了中盤變形問題。

 

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