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颚式破碎机液压缸活塞杆频繁断裂,解决方法及改进案例分享

发布时间:2020-12-01  作者:恒安

颚式破碎机是水泥、矿山、冶金等行业中重要的粗破设备。

颚式破碎机主要有偏心轴、皮带轮、机架、飞轮和复位弹簧、肘板、固定颚板和活动颚板等重要部件。

颚破工作环境恶劣,运行过程中经常出现各种故障,为了保证设备稳定运行,提高设备性能,做好日常维护保养非常重要。

某公司的颚破运行过程中出现活塞杆断裂现象,通过对该问题产生的原因进行分析,提出合理的改进措施,最终消除了故障,达到了良好的使用效果。

1  
存在问题及原因分析

颚式破碎机液压缸位置见图1。该液压缸主要作用为连接动颚和机架,保证颚式破碎机运行过程中肘板与动颚、机架始终保持接触并控制动颚回程位置,防止肘板掉落。最初采用的液压缸结构设计见图2。

1 颚式破碎机液压缸位置示意图

但是该结构液压缸使用了两周,活塞杆就发生了断裂,断裂处见图2所示。现场初步分析是液压缸关节轴承润滑不到位造成的,更换新缸后改善润滑,运行20d左右再次发生断裂,断裂位置与上次相同。

活塞杆再次发生断裂事故后,对该型液压缸的设计、结构、材质等方面进行了全面的问题查找及分析。

查阅相关设计资料表明,在液压缸两端铰接,活塞杆直径为中63mm,工作压力为13~16MPa的工作状况下,该型液压缸活塞杆的实际拉应力小于许可拉应力,说明设计时在材质、活塞杆直径等选择方面不存在问题。而结合现场断裂端面现象分析,断裂面齐整,沿轴向断面无收缩,亦说明活塞杆断裂的主因不是由拉应力造成的。

接下来从结构方面查证有无设计缺陷。经观察,这两次断裂位置几近相同。当初设计时将活塞杆与耳环进行结构分离,两部分以螺纹结构连接。该处螺纹尺寸为M56,而活塞杆直径为中63mm,螺纹位于活塞杆一端。在圆杆和螺纹结合处存在断面台阶,直径由63mm减至56mm,在结合处只留有极小的圆弧过渡。而该处正位于极度靠近动颚铰接处,是各种应力交错汇集的危险点。

经查阅原始设计资料,在核算此处受力情况时,仅考虑了拉应力而忽视了切应力等其他因素的影响。此种结构设计导致该处成为液压缸结构中的薄弱部位,由此可能造成该处结构不能承受各种应力综合施加的影响。

同时原设计为增加液压缸的耐磨性能,技术要求中只对活塞杆的硬度提出了要求,而强度方面没作规定,造成活塞杆硬度增加,相应强度可能受影响,使活塞杆的脆性增大,不能抵御切应力等方面的干扰。以上两方面的因素导致使用过程中活塞杆在该部位发生断裂。

2  
结构改进

根据上述分析该公司采取了以下措施:

1)改进了设计理念,将活塞杆和耳环锻为一体,结合处以大圆角过渡,取消螺纹连接方式,减小应力集中,见图3。

2)将活塞杆直径加大,增加抵抗综合应力的能力。

3)同时对热处理要求作出改变,增加强度要求,使活塞杆的硬度与强度达到协调一致。

3  
改进后的效果

通过对活塞杆断裂现象的结构改进,性能稳定,改造后一年内液压缸没出现问题,提高了生产效率。

4  
颚破维修注意事项

颚式破碎机的检修一般分为三种不同程度的维修,小修,中修和大修。

01
小修

小修的主要修理内容是检查和修理相应的调整装置,对排矿口间隙进行一定的调整,然后对已经有所磨损的衬板进行更换,对推力板也要做如此的处理,修理和更换相应的传动构件,对破碎机的个别零部件进行清洗,对机械整体的润滑油进行重新涂刷,修理和调节机械的润滑系统等。

一般小修的频次是半个月到一个月之间,依据机械整体的运转情况来进行处理。

02
中修

中修不仅包括小修的全部项目,而且对拉杆、衬板、轴衬、推力板等有磨损的结构都要进行更换,对车削、研磨和浇铸偏心的轴瓦进行一定的检查,还有一些轴瓦如连杆头轴瓦和动力轴瓦都要进行相应的处理。

中修的间隔时间也要根据机械整体的磨损使用情况来确定,一般情况下一年一次就能够满足机械的运转需求。

03
大修

大修的主要内容包括中修的全部项目,对破碎机的偏心轴进行更换、对连杆头上部的巴氏合金进行加固型的浇铸,对所有的磨损零件和部件结构进行更换,乃至实现整个破碎机和设备的技术革新。大修没有具体的时间限制,基于平常的检查程度而定。

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