雙轉子錘式破碎機是水泥生產線破碎石灰石原料的常用設備，因其使用工況惡劣，經常出現各類問題，影響企業的正常生產。
　　江西某水泥廠用2PC-2022雙轉子錘式破碎機破碎石灰石原料，該破碎機設計臺時產量為1400～1600t/h，要求進料粒度大于1m³的石灰石小于10％，石灰石抗壓強度小于140MPa，SiO，含量小于2％，含水量小于10％，錘頭設計使用壽命為破碎物料不小于100萬噸。但該破碎機在破碎了約80萬噸物料時，錘頭、錘盤磨損嚴重，更換錘頭時錘軸拔不出，而且1#轉子（距重板機遠側）磨損比2#轉子更嚴重。經查，該廠的石灰石原料屬于負開采，石灰石的抗壓強度、SiO，含量雖在設計范圍內，但黏土比重及含水量高于設計值，超出了設計要求。
　　一、問題分析
　　1.1錘頭、錘盤磨損問題
　　從中控調取的轉子電動機電流值可見，1#撐轉子電流值明顯高于2#撐轉子且波動幅度較大，這說明大體積石灰石原料多數落在了1#撐轉子上，對1#撐轉子沖擊較大，這是重板機給料速度過快造成的。雙轉子破碎機運行規范中要求物料應落在兩個轉子之間，這樣可以避免轉子的偏磨，也能避免單個轉子因長期受到較大沖擊而縮短轉子的壽命。但在實際運行中，因每輛礦車所運的物料大小不均勻，很難做到物料落到轉子正中，只能根據電動機的電流值來判斷、調節重板機給料速度，這對運行人員提出了更高的要求。另外該廠原料因黏土及含水量較大，破機堵料現象十分嚴重。見圖1，如果破碎機排料不暢，物料就會堆積在篦子板上，堆積的物料像砂盤一樣不斷地磨損旋轉的錘頭、錘盤，造成其快速磨損。

圖1 雙轉子錘式破碎機破碎物料示意

　　1.2錘軸拔不出問題
　　國內錘軸材質多采用經過調質處理的合金鋼鍛件，之前我們采用的是35CrMo材質。但根據用戶反饋，破碎機運行一段時間后錘軸會出現彎曲變形的情況，變形的錘軸被卡死在錘盤中無法拔出，只能用火焰切割錘軸，費時費力，給企業造成了很大的負擔。為改善這一狀況，我們采用了性能更優的34CrNi3Mo材質，該材質被廣泛應用在齒輪傳動中的小齒輪上，效果很好，更換后沒再發生過錘軸彎曲變形的情況。但錘軸難拔的現象依然存在，有些水泥企業不堪其擾，將錘軸直徑減小1mm甚至更小來解決錘軸拔出問題。雖然該方法可能解決拔軸難的問題，但是軸徑過小會引起錘軸竄動、轉子振動大等一系列問題，甚至錘軸可能發生斷裂，所以我們不建議采用此類辦法。
　　經過現場對錘軸、錘盤拆解觀察，襯套端面發生了變形，產生的飛邊將錘軸在錘盤的兩端部位卡死，由于單根錘軸要穿過幾個錘盤，如果每個錘盤兩端都被飛邊卡住，常規的拆解方式是很難將錘軸拔出來的。如圖2a所示，現場割斷的錘軸表面上有清晰的飛邊壓痕，錘軸表面沒有出現磨損變細的情況，說明錘軸選材是合適的，造成錘軸難以拔出的原因就是襯套端面變形導致的卡滯。
　　分析襯套與套環變形的原因，我們認為是錘頭在打擊破碎物料時產生的不規則反作用力導致的。錘頭在擊打物料后會受力縮回到轉子體中，同時對錘軸、錘盤造成沖擊、摩擦、擠壓。由于錘式破碎機破碎的是大塊不規則物料，在破碎過程中物料沖擊力大，同樣反饋到錘頭、錘軸和錘盤的反作用力也很大而且不規則，在此過程中，錘頭與錘盤的接觸部位會反復經歷摩擦、磨損、局部沖擊，從而導致襯套變形卡澀錘軸。如圖2b，從更換下來的錘頭看，錘頭在軸孔外側有清晰的磨損痕跡。如圖2c所示，錘盤有明顯的飛邊產生。
 

圖2 錘軸、錘頭和錘盤的磨損情況

　　二、改進措施
　　針對該廠破碎機出現的問題及石灰石原料的特性，決定改進錘頭、錘盤的結構以提高錘頭、錘盤的使用壽命；改進錘盤與襯套的結構型式以解決錘軸拔不出的問題；針對原料含水量大的問題建議水泥廠采取晾曬等方式盡量降低水分并加大清理積料的頻次。下面就詳細介紹改進方案。
　　2.1錘頭、錘盤結構型式的改進
　　錘頭是錘式破碎機中的主要易損件，理想的錘頭要求打擊部位有高硬度和一定的韌性，以保證錘頭的耐磨性；要求錘頭的根部有高韌性和一定的硬度，以保證錘頭的使用安全。
　　故選用了高錳鋼鑲嵌耐磨合金棒的錘頭，其在原來高錳鋼錘頭的工作面上鑲嵌硬質合金棒。常見的硬質合金材料有碳化鈦、碳化鎢，碳化鈦與碳化鎢硬度可以達到HRC69～81，耐磨性極好。為防止硬質合金棒脫落，又有部分錘頭生產廠家采用多邊形棒或合金塊以增大與母材的接觸面積，提高鑲嵌質量。由于錘頭上密布合金棒，錘頭的主要磨損就由合金棒承擔，因此錘頭的使用壽命會得到大大提高。據統計，鑲嵌式錘頭的使用壽命是原堆焊錘頭的兩倍以上。
　　錘盤外緣亦受到物料的磨損，原錘盤采用ZG35SiMn母材+碳鋼板焊接，外緣堆焊耐磨合金層。破碎機使用規范中一般要求錘頭翻面時就需要對錘盤進行堆焊處理。但錘盤堆焊因作業空間受限，勞動強度非常大，而且錘盤堆焊難免會對轉子軸承產生電流腐蝕，影響軸承壽命。
　　采用鑲嵌式錘頭類似的工藝，在錘盤母材上鑲嵌硬質合金棒，將對錘盤的磨損轉移到硬質合金棒上，實踐證明是可行的，鑲嵌合金棒的錘盤的使用壽命較之前有了大幅度提高。
　　2.2錘盤襯套型式的改進
　　改造前后的錘盤襯套型式分別見圖3和圖4。

圖3 改造前襯套型式

 

圖4 改造后襯套型式

　　原結構套環材質為Q345A，襯套材質為42CrMo，襯套與套環錘盤孔過盈配合，錘盤與襯套用開口銷固定。
　　改進后的錘盤取消碳鋼套環，采用ZG35SiMn整體澆鑄成型，襯套縮進錘盤單邊3mm，錘盤側邊與錘頭接觸的部位環向均勻鑲嵌小直徑耐磨合金棒。當錘頭對錘盤摩擦施壓時，由鑲嵌在錘盤中的合金棒承受摩擦壓力，減緩錘盤側面發生變形，而縮進錘盤里的襯套與錘頭不接觸，襯套不存在疲勞損傷，錘軸難拔出的問題就解決了。
　　三、結語
　　采用鑲嵌合金棒的錘頭、錘盤雖然制造成本較之前有了小幅提升，但使用壽命卻有了顯著提高，總體來說還是為生產企業大幅降低了使用維護成本；襯套部位的改進，避免了襯套與錘頭的直接接觸，減少了發生變形的可能，解決了錘軸難拔的問題。本改造方案已經使用驗證，效果良好，在后續項目中也進行了推廣應用。對于黏土水分較高的水泥廠，建議停工時，應安排專人清理積料，加大清理積料的頻次；觀察錘頭錘盤的磨損情況，適當的保養維護能很大程度上延長錘頭、錘盤的使用壽命。

（來源：中國水泥備件網）