碎石設(shè)備易損件損耗的原因有哪些
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評(píng)價(jià)一套碎石設(shè)備的好壞，除了看其性能、結(jié)構(gòu)等因素，重要的一點(diǎn)還要看其易損件的使用壽命及性能等，因?yàn)槟p件也是礦山老板考慮的重要成本之一。本文針對(duì)一位客戶的碎石設(shè)備
評(píng)價(jià)一套碎石設(shè)備的好壞，除了看其性能、結(jié)構(gòu)等因素，重要的一點(diǎn)還要看其易損件的使用壽命及性能等，因?yàn)槟p件也是礦山老板考慮的重要成本之一。本文針對(duì)一位客戶的碎石設(shè)備磨損問(wèn)題，通過(guò)系統(tǒng)的調(diào)研，找出設(shè)備磨損的主要影響因素，并對(duì)不同采區(qū)的巖石組成及力學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了研究，結(jié)果表明巖石性質(zhì)的改變是導(dǎo)致工藝設(shè)備磨損加劇的主要原因。
一、該客戶設(shè)備情況該客戶年產(chǎn) 400 多萬(wàn)噸砂石料，采用工藝為三段破碎及濕法篩分(如下圖所示)。爆破開(kāi)采的毛料，先經(jīng)沖擊錘初步破碎后，再經(jīng)顎式破碎機(jī)粗碎、圓錐破碎機(jī)中碎和細(xì)碎。三段破碎后的產(chǎn)物經(jīng)分級(jí)后得到不同規(guī)格的建筑骨料及機(jī)制砂等產(chǎn)品。顎式破碎機(jī)的動(dòng)、定顎板和圓錐破碎機(jī)的動(dòng)、定錐是破碎礦石的主要工作部件，直接接觸礦石，受到礦石的強(qiáng)烈沖擊、擠壓、研磨、鑿削、切削等作用，易于磨損。2014 年初工作面遷轉(zhuǎn)后，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明顎破的顎板和圓錐的磨頭損耗明顯加劇，對(duì)企業(yè)的生產(chǎn)和管理造成不利影響。具體體現(xiàn)在:( 1) 磨損件損耗加劇，引起排料粒度增大，影響后續(xù)作業(yè)和產(chǎn)品質(zhì)量。顎式破碎機(jī)的顎板和圓錐破碎機(jī)的錐體在使用過(guò)程中，受到礦石巨大的沖擊擠壓、研磨及低周應(yīng)變疲勞磨損，導(dǎo)致磨損件表面產(chǎn)生塑性形變、金屬流變、脆性斷裂剝落，磨損件不斷磨損消耗，逐漸變薄，致使礦石出料粒度變大，產(chǎn)品質(zhì)量下降［4］。( 2) 磨損件損耗加劇，導(dǎo)致部件更換頻率增加，勞動(dòng)強(qiáng)度增大，材料成本提高。在生產(chǎn)設(shè)備、工藝、操作管理穩(wěn)定的條件下，定顎板破碎礦石量由75萬(wàn)t下降到42萬(wàn)t，單位產(chǎn)量成本是原來(lái)的1．67倍;定錐破碎礦石產(chǎn)量由71萬(wàn)t下降到37．1萬(wàn)t，單位產(chǎn)量成本是原來(lái)的1．57倍;動(dòng)錐破碎礦石產(chǎn)量由33．9萬(wàn)t下降到19萬(wàn)t，單位產(chǎn)量成本是原來(lái)的1．86倍。工作 面 遷 轉(zhuǎn) 后，磨 損 件 的 使 用 壽 命 縮 短 約50%，相應(yīng)的單位產(chǎn)量成本增加50%左右。同時(shí)，由于大型破碎機(jī)的磨損件自重大、體積大，更換時(shí)需停車、停產(chǎn)，影響產(chǎn)量; 大型部件更換過(guò)程的勞動(dòng)強(qiáng)度也很大。定顎板的使用壽命由工作面調(diào)整前的150 d減少到調(diào)整后的63 d;定錐由調(diào)整前的67 d減少到調(diào)整后的35 d;動(dòng)錐由調(diào)整前的32d減少到18 d;工作面調(diào)整后，定顎板由5個(gè)月更換一次新顎板變?yōu)?個(gè)月更換一次;定錐由2個(gè)月更換一次變?yōu)?個(gè)月更換一次;動(dòng)錐由1個(gè)月更換一次變?yōu)榘雮€(gè)月更換一次。二、磨損原因探討設(shè)備結(jié)構(gòu)與材質(zhì)、工藝系統(tǒng)與操作以及系統(tǒng)入料性質(zhì)是影響破碎設(shè)備壽命的 3 個(gè)主要原因。由于在毛料開(kāi)采工作面調(diào)整前后，核心設(shè)備、主要工藝、單位時(shí)間產(chǎn)量等均未發(fā)生顯著改變。因此上述3個(gè)因素中，影響因素為礦石性質(zhì)和耐磨件的性能。（一）巖石礦物組成礦石性質(zhì)，如礦物組成、礦物硬度、礦物形貌、節(jié)理及裂隙發(fā)育程度、風(fēng)化程度等，與磨損件的損耗關(guān)系密切。一般而言，礦石中硬度較高的礦物( 如花崗石、石英、長(zhǎng)石、角閃石等) 含量越高，顆粒越均勻，顆粒之間的連結(jié)力越強(qiáng)，礦石節(jié)理裂隙發(fā)育程度越差，風(fēng)化程度越低，礦石的完整性越好，礦石物理力學(xué)指標(biāo)值越高，礦石的耐磨值越大，相反，巖石中硬度較低的礦物(如黑云母、白云母、綠泥石等)含量越高，巖石物理力學(xué)指標(biāo)值越低，巖石的耐磨值越小。此外巖石的成因類型、成巖環(huán)境、結(jié)構(gòu)構(gòu)造類型都是巖石耐磨值的影響因素。礦區(qū)分為西礦區(qū)和東礦區(qū)，西礦區(qū)是新采礦山，東礦區(qū)是停采礦山，其中 A( 185 m) 、B( 170 m)、C( 155 m)是西礦區(qū)當(dāng)前開(kāi)采工作面，D( 60 m)是東礦區(qū)停采工作面。在A( 185 m)、B( 170 m)、C( 155m)和D( 60 m)處分別采集巖石試樣。巖石礦物組成檢測(cè)采用薄片鑒定，檢測(cè)在室溫20℃ 、相對(duì)濕度50%的條件下進(jìn)行，檢測(cè)儀器為偏光顯微鏡，不同開(kāi)采工作面的巖石礦物組成如表1～ 表4所示。 按照GB /T17412．1－1998鑒定，開(kāi)采面A、B、C區(qū)域的巖石為流紋巖，停采區(qū)D的巖石為安山巖。A、B、C 3個(gè)工作面的礦石主要成分是長(zhǎng)英質(zhì)礦物、石英、斜長(zhǎng)石和鉀長(zhǎng)石，它們平均占礦石總體積的90．8%，其中長(zhǎng)英質(zhì)礦物占到73．1% ;當(dāng)前采區(qū)A、B、C 3個(gè)工作面礦石含硬度較大、堅(jiān)固、耐磨、難破碎的長(zhǎng)英質(zhì)礦物、石英和鉀長(zhǎng)石較多;停采區(qū)D礦石不含石英和鉀長(zhǎng)石，而硬度較小的碳酸鹽、綠泥石和云母含量有所增加，發(fā)生綠泥石化和云母化。與之前所開(kāi)采的礦石相比，新采區(qū)的礦石成分已發(fā)生很大的變化，可以初步判斷磨損件損耗加劇的主要原因，應(yīng)該是源自礦石成分的變化所致。（二）巖石力學(xué)性能分析巖石的礦物組成是影響其物理力學(xué)性質(zhì)的主要因素。依據(jù) GB /T23561．7－2009，檢測(cè)新開(kāi)采區(qū)礦石的抗壓強(qiáng)度，按照f(shuō) =Ｒ/10(Ｒ 抗壓強(qiáng)度，單位Mpa)，確定礦石的普氏硬度f(wàn)(見(jiàn)表5)。
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