因原有沈陽重型機械廠生產(chǎn)的7FT短頭型圓錐破碎機存在故障率過高，維修困難、自動化程度不高、調(diào)節(jié)能力不足等諸方面不利條件，我礦于2007年決定引進(jìn)安裝高效率、高性能的美卓HP500圓錐破碎機。該機各方面性能穩(wěn)定，自安裝投產(chǎn)以來，總體運行情況一直良好。
1、HP500圓錐破碎機工作原理為
    HP500以層壓破碎理論為設(shè)計基礎(chǔ)。是通過電動機帶動三角皮帶、傳動軸、小錐齒輪、大錐齒進(jìn)而帶動偏心銅套旋轉(zhuǎn)，破碎圓錐軸心線在偏心軸套的迫動下做旋轉(zhuǎn)擺動，從而使圓錐破碎機的動錐時而靠近又時而離開固裝在調(diào)整套上的定錐表面，散體礦石在破碎腔內(nèi)呈多層分布時受壓破碎。在破碎機的生產(chǎn)實踐中，層壓破碎的概念指的是巖石顆粒的破碎不僅發(fā)生在顆粒與襯板之間，同時也大量發(fā)生在顆粒與顆粒之間。其特征是在破碎腔的有效破碎段形成高密度的多個顆粒層，將充分的破碎功作用于巖石顆粒群，充分發(fā)揮層壓破碎和次生破碎作用，獲得極高的破碎率。采用層壓破碎理論的HP500較原7Ft短頭型破碎機在生產(chǎn)能力上的突出優(yōu)點是可以擺脫完全依靠排礦口來控制出料粒級的情況，從而實現(xiàn)較大的進(jìn)料粒度、較小的排料粒度和較大的處理能力，符合我礦實際生產(chǎn)需要。
2、出現(xiàn)的問題：定錐襯板脫落墜入破碎腔
    2010年10月18日3點19分，HP500圓錐破碎機在開動中出現(xiàn)定錐襯板脫落，墜入破碎腔現(xiàn)象。定錐襯板為該破碎機重要組成部件，作用是與動錐襯板共同構(gòu)成破碎腔，在其中擠壓破碎礦石。停機后經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)，起支撐定錐襯板作用的適配環(huán)上的四個定位銷全部斷裂。斷裂部位為適配環(huán)和定錐支撐接觸面處（圖2所示II位置處）。觀察適配環(huán)，發(fā)現(xiàn)其基本保持完好。該適配環(huán)和定位銷皆為生產(chǎn)廠家原機裝配，該部位日常檢查無法發(fā)現(xiàn)，且查找使用說明書，也沒有相關(guān)的要求和說明。因此自該破碎機機投產(chǎn)后未做過此部位的相關(guān)檢查。本次事件也是HP500安裝以來出現(xiàn)的第一起定位銷斷裂，定錐襯板脫落事故。
3、事故原因分析
    由圖1可見定錐襯板在定錐上的具體安裝形式。適配環(huán)用四個對稱分布的定位銷固定在定錐上，適配環(huán)上同樣對稱設(shè)置6個楔塊螺栓組合件，將整個定錐襯板支撐固定。定錐襯板與定錐間充填腔用環(huán)氧樹脂填充，起加強固定定錐襯板作用。因為該機破碎原理，在動錐旋轉(zhuǎn)擺動擠壓礦石時，有極大地水平方向的推力通過定錐襯板法蘭與楔塊傾斜面的接觸、楔塊與適配環(huán)的接觸，逐級傳遞到適配環(huán)上，這就使得適配環(huán)在與定錐的接觸面處產(chǎn)生了極大地剪切力，此力完全由固定適配環(huán)的四個定位銷承受，該定位銷同時也會受到不小的扭力的作用。因為給入礦石情況的變化和動錐運動特點，此處產(chǎn)生的剪切力、扭力的大小、方向無規(guī)律可循，在長期的變化的剪切力和扭力等的綜合作用下，四個定位銷終于達(dá)到疲勞極限，發(fā)生斷裂。失去定位銷固定的適配環(huán)在傳遞過來的推力等的作用下開始發(fā)生相對運動，其上的楔塊組件受其運動的影響，與定錐襯板法蘭的配合接觸面失穩(wěn)，直接導(dǎo)致定錐襯板脫落墜入破碎腔。按照使用說明書要求，在更換新的定錐襯板后，要檢查定錐襯板和楔塊傾斜表面各個接觸點，確保楔塊傾斜表面的中心和定錐襯板法蘭正確接觸（圖1中I處所示）。可見此接觸處對保持定錐襯板穩(wěn)定的重要性。而此次襯板墜落正是因為適配環(huán)相對運動導(dǎo)致此接觸面失穩(wěn)而引起。
4、解決方法
    查找使用說明書和HP500相關(guān)資料，皆沒有有關(guān)此種問題的記錄。若按照常規(guī)解決方法，只需從銷孔取出斷裂定位銷，按原定位銷尺寸、材料等參數(shù)重新加工四個定位銷復(fù)位即可，經(jīng)此種方法處理后，定位銷受力情況與從前一樣，長時間開機承受變化載荷后，再此發(fā)生斷裂的可能性相對較大。為進(jìn)一步降低再次發(fā)生此類事故的風(fēng)險系數(shù)，經(jīng)破碎工段與機電科技術(shù)人員研究商討決定，根據(jù)多年從事機械行業(yè)遇到的類似問題處理經(jīng)驗，決定在保證不破壞適配環(huán)與定錐物理機械性能的前提下，適當(dāng)增設(shè)4個楔口，加入壓塊，加強對適配環(huán)和定錐之間的固定作用。該楔口與原定位銷孔一樣貫穿聯(lián)通適配環(huán)和定錐。為了加工工藝的方便，提高新增定位壓塊對該處剪切應(yīng)力、扭力的抵抗能力，決定加大受力面積，將楔塊形狀定為50mm×60mm×80mm的長方體（四個棱邊倒圓）。后經(jīng)由機動部聯(lián)系相關(guān)廠家進(jìn)行加工。按照計劃，所增設(shè)楔口在適配環(huán)上呈對稱分布，但加工時觀察發(fā)現(xiàn)，對稱開楔口會影響到原有楔塊螺栓總成的安裝與拆卸，遂根據(jù)實際情況酌情選擇位置。安裝后原定位銷與新增壓塊形狀及其相對位置的圖形為圖2所示。
    圖2中圓柱面處即為原定位銷，四方塊處為本次新加工的定位點。此新增定位點極大地分擔(dān)了由楔塊傳過的剪力和扭力，新加壓塊的承受破壞的能力也要強于原定位銷子，即使在原定位銷再次發(fā)生斷裂的情況下，四方楔塊發(fā)生破壞的可能性極小。依然可以有效防止適配環(huán)發(fā)生相對運動。即防止再次發(fā)生定錐襯板脫落的現(xiàn)象。
5、結(jié)語
    本次襯板脫落事件為突發(fā)事故，在尋找不到相關(guān)解決資料和說明的前提下，工段和機電科能從實際情況出發(fā)，發(fā)揮多年從事機械行業(yè)所積累的經(jīng)驗的作用，積極尋找方法，使問題得到良好的解決，并為為以后類似事件的處理提供了良好的經(jīng)驗素材。