第八節　立軸錘式破碎機

一、概述

立軸錘式破碎機（以下簡稱立軸破碎機）在水泥、冶金、建筑和化工等行業中有著廣泛的用途。它適于中等硬度（<200MPa）的石灰石、水泥熟料、煤矸石、石棉礦石、煤塊和石膏等物料的細碎作業，具有結構簡單、操作方便、產品粒度均細、耗能少、占地面積小、密閉性能好、粉塵濃度低、噪聲小等優點。當用以破碎石棉礦石時，具有揭棉程度高、增棉系數大的特點，能取得優質高產的效益；當與水泥行業球磨機配套使用時，可使粉磨能力提高20％左右，單位產品粉磨電耗有較大幅度下降，它是水泥行業較為理想的新型節能細碎破碎設備。

自1979年我國用于水泥行業的第一臺立軸破碎機在徐州建材機械廠問世以來，由于它所具有的一系列優點，越來越受到廣大用戶的歡迎，并在水泥行業中首先得到推廣應用。三十多年來，立軸破碎機需要量日益增加，市場不斷擴大。據不完全統計，目前全國各行業使用的立軸破碎機已達10000多臺，產品規格已形成系列。立軸破碎機現已遍布全國26個省、市、自治區的400多家水泥廠和石棉礦，建筑、冶金和化工行業也在逐步推廣使用。

隨著立軸破碎機的普遍應用，制造廠家則由徐州建材機械廠一家發展到數家。江蘇鎮江建材機械廠、四川建材機械廠、秦皇島建材機械廠和浙江桐鄉煤礦機械廠等也相繼在研制或生產立軸破碎機。在立軸破碎機產、銷量不斷增加的同時，產品的結構、性能和質量也不斷得到改進和提高。

目前，投入批量生產的立軸破碎機有PCL670-46、PCL90038和PCL1120-38三種型號。隨著我國小水泥向大水泥的發展趨勢，預計更大型、效率更高、性能更優越的立軸破碎機將會不斷地被開發出來。

二、主要零部件要求

（一）立軸破碎機的主軸

1.主軸材料

主軸是承受扭、彎、壓應力的主要零件，處在各種負荷下工作，受力情況比較復雜，要求其具在良好的綜合機械性能，保證有足夠的抗扭、抗彎、抗疲勞、耐沖擊等能力。因此，要求主軸必須用45號鋼，綜合機械性能比較好，材料來源廣，成本較低廉，又具有良好的熱處理性能，所以是制造立軸破碎機主軸的主要材料。

為保證主軸能長期安全運行，主軸在精加工后應進行探傷檢査，不允許有夾渣、裂紋等影響質量的缺陷。

2.主軸熱處理要求

為進一步提高主軸的韌性和機械強度，延長使用壽命，要求主軸必須經過調質處理，表面硬度不能低于HB217～255。

3.主軸精度

在立軸破碎機的主軸上安裝有數排打擊錘，兩端裝軸承，頂端裝皮帶輪，它們都隨主軸高速旋轉。因此，嚴格規定主軸各段軸徑的精度具有頭等重要的意義，是保證機器運行平穩的首要條件。

在《水泥工業用立軸錘式破碎機》（JC/T 445—1991）行業標準中，規定主軸各配合軸徑應符合下列要求：

（1）各段軸徑的同軸度公差為8級，這是根據在不影響產品使用性能的條件下，選擇較低精度的原則確定的。由于主軸較長，如果同軸度要求過高，將給加工制造帶來困難，大大增加制造成本。但是，如果同軸度要求過低，又會影響機器的使用性能，使主軸運行不平穩、機器振動過大等。長期的實際使用證明，主軸同軸度公差規定為8級是合適的，能滿足實際使用的要求。

（2）與軸承配合處的表面粗糙度Ra的最大允許值為1.6μm，與密封件配合處的表面粗糙度的最大允許值為3.2μm。這兩處的表面粗糙度規定，是與主軸相應軸徑的公差等級相適應的。

（3）與軸承配合處的軸徑圓柱度公差為8級。要保證軸頸與軸承配合良好，接觸可靠，同時考慮易于加工、降低成本，且從實際使用來看，規定軸頸的圓柱度公差為8級較為合理和經濟。

（二）筒體

為方便檢修、更換錘頭和襯板等易損零件，立軸破碎機筒體一般是由兩個半圓柱組合起來的薄壁零件，在加工制作過程中極易產生變形，變形過大時，將影響物料排料粒度的均勻性和穩定性，甚至可能導致筒體襯板無法安裝，或者錘頭與襯板相互碰撞。因此，規定筒體內徑的圓度公差是非常必要的。

筒體內徑在ф1000mm以下，其圓度公差規定為5mm；在ф1000mm以上（包括ф1000mm）時，圓度公差規定為8mm。長期實踐證明，這種規定是可行的，制造廠家通過努力是完全可以達到的，而又不影響產品的使用性能。如果規定圓度公差過小，會給制造帶來極大的困難，甚至無法制作。

筒體一般由45號鋼板卷焊而成，材料性能應不低于《碳素結構鋼》（GB 700）中Q235-B·b的有關規定。

筒體的上端與上蓋相連接，下端與底座相連接。為安裝和拆卸需要，筒體兩端均焊接有法蘭，法蘭上加工有止口。

筒體上、下法蘭止口的同軸度公差以及上、下法蘭端面的平行度公差，是關系到上蓋、主軸、底座與筒體能否正常裝配的問題。由于上、下法蘭的止口是由兩道工序加工完成的，加上筒體的變形，不規定上、下法蘭止口的同軸度公差和上、下法蘭端面的平行度公差，將導致上蓋、主軸、底座和筒體無法裝配。根據經驗，一般規定筒體上、下法蘭止口的同軸度公差為9級，上、下法蘭端面的平行度公差為10級，就可保證正常裝配。

（三）上蓋、底座與下軸承座

上蓋、底座和下軸承座一般用球墨鑄鐵制造，材料性能不能低于《球墨鑄鐵件》（GB 1348）中有關QT50-5的有關規定。鑄件不允許有裂紋、氣孔等影響使用性能的缺陷。

上蓋、底座是分別安裝主軸承和軸承座的。要求與軸承配合處的表面粗糙度最大允許值為3.2μm。為保證主軸順利安裝，要求上蓋止口、下軸承座止口與軸承配合處的同軸度公差為10級。

（四）錘頭、襯板和隔板

錘頭、襯板和隔板是立軸破碎機的主要易損零件，要求具有良好的耐磨性能，一般用高錳鋼或高鉻鑄鐵來制造。考慮到成本等方面的原因，目前許多中小型企業仍樂于采用高錳鋼錘頭和襯板。而新型的耐磨材料高鉻鑄鐵，耐磨性能比高錳鋼要優越得多，現已在水泥行業中逐步得到應用。

為保證錘頭鑄造質量，方便級配，要求鑄造廠家生產的錘頭重量差不得超過0.5kg。

襯板和隔板是緊貼在筒體內壁上的。為貼合緊密，利于裝配，保證襯板與錘頭之間的間隙符合設計要求，一般都是襯板和隔板裝配面不允許有拔模斜度，并要求應光潔、規正。

三、裝配要求

立軸破碎機的結構雖然較為簡單，但由于工作時做高速旋轉，在裝配時必須嚴格遵守下列技術要求：

（1）主軸軸承裝配后，上軸承的軸向間隙應保證在0.15～0.25mm之間，下軸承的軸向間隙應該在10～20mm之間。

規定一定的軸向間隙，主要是為了避免工作時因溫度升高，主軸軸向伸長而起不必要的附加應力，造成機器的損壞。

（2）隔板、襯板不允許用火焰切割，這是為了避免零件產生不應有的變形。

（3）錘頭應稱重，同一排錘頭的重量差值不得大于0.2kg。且在裝配時，應將重量差值最小的一對，成對對稱裝入同一排中，錘頭裝配后應轉動靈活。

上述規定主要是為確保主軸運轉平穩，努力減小機器運轉時的振動。實踐證明，當同一排打擊錘重量差值不大于2kg時，能達到機器振動小和運轉平穩的要求。

（4）電動機皮帶輪上端面應與主軸皮帶輪上端面在同一平面內，其偏移誤差不得大于兩皮帶輪中心距的千分之二。

上述要求保證了主軸和電機軸心線的平行，使皮帶受力均勻，減輕對主軸的附加應力。

在外觀質量方面，所有零件結合部邊緣應整齊勻稱，不應有明顯的錯位，機器外表面要求光滑、美觀。

四、安裝工藝及調試

全面掌握立軸破碎機的正確安裝和使用方法，是保證機器正常運轉和優質高產的前提條件。有了制造質量精良、合理配套的機器后，如果安裝不好，或者使用不當，也不能保證安全高效地運行，甚至會損壞機器或者縮短機器的使用壽命，造成不應有的經濟損失。本節僅對立軸破碎機的安裝與使用作簡單介紹。

（一）立軸破碎機的安裝

1.基礎

不論何種立軸破碎機，對基礎的要求總的來說是：能承受機器的重量而不沉陷；在運轉時，各部分間的相互位置保持不變；并能承受機器高速運轉時的振動。

立軸破碎機的基礎，一般都是用混凝土澆筑而成。根據經驗，混凝土基礎的重量應大于機組重量的1.5～2.5倍。基礎的大小與厚度一般要求比機組高度大500～700mm，高出地面100～150mm，其面積應比機組底座每邊大出100～150mm。

澆筑混凝土，多采用二次澆筑法。澆筑基礎前，要先挖好地基坑，基礎底部用灰土夯實，然后澆筑碎石混凝土。在澆筑時，應按照立軸破碎機底座螺孔位置留出160mm×160mm的長方形孔。等基礎干固后，再按照機器底座螺栓孔位置，將地腳螺栓澆筑到長方形孔中去，與基礎固定在一起。

基礎平面應仔細校平，以免立軸破碎機安裝后發生傾斜或在緊固地腳螺栓時引起底座變形，影響機器正常工作和使用年限。

2.安裝與調整

（1）立軸破碎機安裝前，應清洗機器外部的一切污物。

（2）測量地腳螺栓孔尺寸是否符合機器地腳螺栓尺寸的要求，如不符合時，應及時修正。

（3）將主機吊裝在基礎上，以主軸皮帶端面為基準，加墊調整機器與基礎平面垂直。

（4）將電機組件吊裝在基礎上，加墊調整電機皮帶輪上端面與主軸皮帶輪上端面同水平面；調整電機底座調節螺栓，使兩輪中心距在規定范圍內。

（5）調整進料斗的位置，使其滿足工藝安排的需要。

（6）進行二次灌漿，待水泥凝固后，精調兩皮帶輪的上端面同水平；調整中心距，使三角皮帶張緊，但用手應能轉動其皮帶。

（二）立軸破碎機的使用

立軸破碎機是一種高速回轉的破碎機械，為確保其正常運行，操作人員必須預先熟讀產品使用說明書，掌握正確的使用方法，嚴格按照規程操作。在使用過程中，應著重強調以下幾點：

（1）開機前，應與有關崗位人員取得聯系，未經取得聯系，不得隨便開車或停車，以防堵塞或其他意外事故的發生。

（2）機器啟動后，待電機及破碎機運轉平穩后，方可加料。

（3）要嚴格遵守空車啟動，卸空停車的原則，嚴禁帶負荷啟動。

（4）生產過程中，排料口不得有堵塞現象，以免影響排料。

（5）喂料要均勻，防止喂入過硬的物料或鐵件，以免損壞機器。

（6）當發現主軸轉速降低，破碎聲異常時，應立即停止加料并停車，待查出原因并排除故障后方可開車。

（7）經常檢查、緊固地腳螺栓和襯板螺栓，防止松動。

（8）停機時，應開門檢查錘頭、襯板、上圓盤及銷軸等易損零件的磨損情況，發現問題應及時處理。在開門時要先擰緊承重螺母，把門稍稍頂起，以使開門時靈活、省力。當機器正常工作時，應將承重螺母松開至不受力狀態。

（9）用高壓黃油槍經常對上、下軸承加注潤滑脂，以保證軸承具有良好的潤滑。

（10）經常檢查軸承溫度，一般應保持在70℃以下，最高不得超過80℃。如發現超過溫度時，應立即停車檢查，待排除故障后，方可重新開車。

（11）經常檢查卸料粒度，如發現不符合要求時，應停車檢査錘頭與襯板的磨損情況和皮帶的張緊情況。如發現錘頭襯板磨損嚴重，則應調整打擊錘與襯板間的間隙，或者更換錘頭、襯板。

（三）常見故障及維修

立軸破碎機的使用性和工作可靠性，取決于許多因素，如結構、材料、制造質量及保養使用狀況等，即使這些條件基本上都得到滿足，立軸破碎機在使用中偶爾還是要發生一些故障的。當故障出現后，能及時發現并找出原因，采取有效措施加以排除，對充分發揮立軸破碎機的效能、長期可靠地工作是十分重要的。否則，會由于小毛病得不到及時處理而造成重大事故。

對于使用者來說，困難往往不在于采取什么措施排除故障（無非是調整、修復和更換零件等），而在于能否及時發現故障，通過正確的分析判斷找出產生故障的真正原因，分析故障的能力在很大程度上依靠實踐經驗的積累，而不能機械地搬用條文。

當故障出現后，要結合立軸破碎機的結構和工作原理、使用情況，根據故障的特征進行具體的分析，由簡到繁、由表及里地找出原因，切忌盲目亂拆卸。分析故障時可以采取下列措施：

（1）觀察——察看儀表讀數，機器運動狀況，進、排料情況及潤滑油漏泄情況等。

（2）觸摸——用手檢查機體與軸承部位的溫度、零件的固定和機器的振動情況等。

（3）聽診——傾聽機器運動聲音的變化，有無敲擊聲或其他異常聲音。

應該指出，合理地使用、及時維護保養是減少和防止故障，延長立軸破碎機使用壽命的重要因素，必須按規定認真執行。

1.立軸破碎機故障產生的原因

一臺立軸破碎機是由許多零件有機地結合在一起所構成，若其中一個或部分零件工作受阻，喪失原來的工作能力，甚至損壞而不能工作；或有關零部件間工作不協調時，立軸破碎機便產生不正常工作現象，即通常所說的發生故障。

立軸破碎機故障主要是由以下原因造成的：

（1）違章操作、使用不當。

①新立軸破碎機或剛更換過軸承等的立軸破碎機，不經過充分的磨合而直接帶高負荷使用，造成零件嚴重磨損。

②直接帶負荷啟動，造成零件嚴重磨損，而引起一系列故障。

③潤滑油量不足，使潤滑條件惡化，造成軸承發熱、燒損。

④長期超負荷運行，造成零件嚴重磨損或損壞。

⑤帶負荷停車，受熱零件因冷卻過快引起驟冷裂紋。

（2）維護保養不良

①不及時地添加潤滑油和定期更換潤滑油，造成潤滑油量不足，或潤滑油污染、變質而喪失潤滑性能，造成軸承發熱而磨損。

②不經常檢査和疏通加油管道，造成堵塞，使潤滑油條件惡化，引起軸承發熱磨損。

③不按期檢查和調整主軸軸承的軸向間隙，造成因間隙過小，主軸受熱伸長而軸承座磨損加劇或軸承蓋頂裂。

④不經常檢查襯板緊固螺栓和銷軸的磨損情況，造成因襯板松動，錘頭與襯板碰撞的嚴重事故。

（3）裝配和調整錯誤

①主軸承軸向間隙不符合規定，間隙過小或無間隙，引起軸承座嚴重磨損。

②錘頭與襯板間隙過小，或因襯板受火焰切割而變形，引起錘頭與襯板撞擊事故。

③裝配錘頭不按重量進行級配，引起機器劇烈振動。

（4）零件不合格。由于零件的材質、加工精度不符合設計要求，使用時沒有進行嚴格的檢査而裝配。或由于零件內部缺陷，檢查時難于發現，而在使用過程中暴露出來，造成故障。常見問題有：

①主要鑄件（如錘頭、襯板、軸承座、上蓋及底座等）存在著縮松、砂眼、細小裂紋等鑄造缺陷，這些問題往往在檢查時不易發現，裝在立軸破碎機上初期也不容易暴露，而經過一段時期的使用，上述缺陷逐漸擴大，造成零件損壞。

②零件在加工制造時，沒有很好地消除內應力，引起零件變形，喪失原來的加工精度和配合關系，如襯板、上蓋翹曲變形。

③零件加工精度不合格，如主軸各段軸徑的同軸度公差不符合標準規定，工作時產生劇烈跳動，造成機器振動過大等。

2.立軸破碎機常見故障及排除

立軸破碎機因結構和使用環境不同，故障原因也不相同，對于具體問題應根據各種不同情況具體分析。一般常見故障的判別和排除方法見表2-8-1。

五、試運轉

立軸破碎機所有零件加工、組裝完畢后，應對整機進行空負荷試車和負荷試車，以檢驗機器的設計、零件的加工和裝配質量。

1.空運轉技術要求

（1）電器控制準確可靠；

（2）潤滑正常，無漏油現象；

（3）運轉中無金屬碰擊聲及其他異常聲響；

（4）軸承溫升應小于30℃；

（5）噪聲應小于80dB（A）；

（6）上蓋處的徑向振幅不大于0.5mm。

2.負荷運轉要求

（1）運轉中軸承溫升應小于50℃；

（2）噪聲應小于85dB（A）；

（3）上蓋處的徑向振幅不大于0.5mm；

（4）給料粒度、排料粒度和生產能力應符合相應機型的性能參數。