1.1構(gòu)造
本文討論的破碎機(jī)的型號為2PF-121，在我省樺南縣興隆水泥廠服役，機(jī)殼內(nèi)裝有兩個平行排列的的轉(zhuǎn)子，兩個轉(zhuǎn)子不在同一水平面上．第一級重型轉(zhuǎn)子的位置稍高于第二級輕型轉(zhuǎn)子，第一級用于粗碎，第二級轉(zhuǎn)速較高，用于完成成品；第一級轉(zhuǎn)子裝有8塊板錘，分布呈四排，第二級裝有12塊，分布成六排，兩個轉(zhuǎn)子分別由兩臺電機(jī)驅(qū)動，傳動裝置裝有液力聯(lián)軸器．第一級和第二級反擊板的一端用活鉸裝于機(jī)殼兩側(cè)板上，另一端分別用調(diào)節(jié)彈簧掛在機(jī)殼后側(cè)板上，分腔反擊板懸掛在兩個轉(zhuǎn)子之間，將機(jī)體分為兩個破碎腔，在分腔反擊板與第二反擊板下部裝有不同篦縫大小的篦條襯板，使達(dá)到要求粒度的顆粒時卸出．在第二級轉(zhuǎn)子的卸料端設(shè)有均整篦板和固定反擊板，以消除個別大塊物料排出，確保成品粒度的勻整型．
1.2工作特點
該機(jī)的主要工作部件使帶有板錘的高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)向使板錘自上而下的迎擊進(jìn)料口投入的物料，物料受到?jīng)_擊，并被告訴拋向機(jī)殼內(nèi)的反擊板，受到第二次的沖擊，在從反擊板反彈出來，受到板錘的再次打擊，在往返打擊過程中物料塊之間還相互碰撞，上述過程如此反復(fù)，最終生產(chǎn)出成品．
2、事故調(diào)查
破碎機(jī)型號為2PF - 1212(雙轉(zhuǎn)子反擊式破碎機(jī))，破碎機(jī)內(nèi)二個轉(zhuǎn)子體于2004年3月6日16時40分鐘，突然發(fā)生斷裂，設(shè)備嚴(yán)重?fù)p壞，被迫停產(chǎn)檢修，根據(jù)現(xiàn)場工作人員介紹（裝機(jī)時間，運(yùn)轉(zhuǎn)周期等略），轉(zhuǎn)子斷裂前破碎運(yùn)行正常無任何征兆，是突發(fā)性的斷裂事故，破碎機(jī)中的二轉(zhuǎn)子在板錘鑲嵌槽的部位，沿軸向完全斷裂成三部分，其中兩部分?jǐn)嗔洋w尺寸較小，各占轉(zhuǎn)子體的四分之一，而另一塊斷裂體尺寸較大，占轉(zhuǎn)子體的二分之一，一轉(zhuǎn)子在同樣的部位斷裂成二部分，兩塊斷裂體的尺寸相差不多，各占轉(zhuǎn)子體的二分之一，兩根轉(zhuǎn)子軸也斷裂，斷裂部位均在∮320處，下圖是斷裂轉(zhuǎn)子體的實物照片，從照片a）和b）中可以清晰看到寬約4～5cm，長約50~60cm的兩處陳舊裂紋．在照片c）和d）中可以看到一字形和A字型的鑄造缺陷（箭頭所指）．另在兩斷裂的轉(zhuǎn)子體上，在板錘鑲嵌槽底部可見有明顯的風(fēng)焊切割所留痕跡，表面粗糙氧化嚴(yán)重．在一轉(zhuǎn)子體上距軸孔表面20mm。30mm處有一個寬3mm，長35mm的鑄造缺陷，內(nèi)有氧化物，在裂紋表面處最小的橫斷面尺寸為85mm．
3、失效分析及預(yù)防措施
3.1宏觀分析
1)外表觀察在一轉(zhuǎn)子體上距軸孔表面20mm一30mm處有一寬3mm，長35mm的鑄造缺陷，內(nèi)有氧化物，可能是導(dǎo)致一轉(zhuǎn)子體斷裂的原因；第三反擊體調(diào)整彈簧架損壞，均整板部位損壞，個別的主軸承座有輕微損壞，可能是源于轉(zhuǎn)子體安裝板錘處的風(fēng)焊．
2)硬度檢測對殘骸取樣進(jìn)行硬度測試，發(fā)現(xiàn)其硬度低于HRCIO，可見此硬度值遠(yuǎn)低于規(guī)定的使用硬度，不符合軸類零件的使用要求．
3.2微觀分析
3.2.1斷口檢測分析
在斷裂體上取樣進(jìn)行斷口分析和金相組織分析，其結(jié)果如下．從圖2斷口掃描電鏡照片可以看出，其斷裂方式為沿晶和解理混合斷裂，解理刻面平整粗大，見圖a）和b）．靠近板錘鑲嵌處，距離表面約0.5mm深處存在有不規(guī)則皮下氣孔，見圖c）和d）．另外，現(xiàn)場檢查時，在二轉(zhuǎn)子板錘鑲嵌槽中部的裂紋表面上發(fā)現(xiàn)一最大深度為5mm，長15mm的半圓形陳舊裂紋，裂紋表面嚴(yán)重氧化，并有液態(tài)金屬流淌的痕跡．
3.2.2金相組織檢驗分析
圖3是試樣不同熱處理狀態(tài)的顯微組織，為金相組織照片，其中圖a）是在轉(zhuǎn)子體上取樣直接觀察的金相組織照片，組織粗大，具有大塊自由鐵索體存在，并有較多的魏氏組織鐵素體存在，根據(jù)組織狀態(tài)初步判斷，轉(zhuǎn)子體未經(jīng)熱處理，屬于鑄造狀態(tài)．自由鐵素體的尺寸與斷口中的解理刻面的大小相當(dāng)．圖b）是920C正火態(tài)的顯微組織，正火后的試樣組織變得很細(xì)小、均勻，具有良好的機(jī)械性能．同時在基體中發(fā)現(xiàn)了一個球形夾雜，它破壞了基體的連續(xù)性，降低零件的強(qiáng)度，件的過早失效；圖c）淬火后的組織為板條馬氏體，圖d）是900℃淬火加550℃回火的調(diào)質(zhì)態(tài)組織，調(diào)質(zhì)后的組織為回火索氏體，組織更加均勻、細(xì)小．另外進(jìn)行了硬度檢測，直接取樣樣品的硬度為HB90一110，正火態(tài)樣品的硬度為HB160~ 190，調(diào)質(zhì)態(tài)樣品的硬度為HB2AO~ 260.
另外從能譜的半定量分析發(fā)現(xiàn)(圖4、圖5):
①斷裂體中存在O，Si，Ca等非金屬元素．②可能形成Si02，F(xiàn)e203，Ca0非金屬夾雜物，降低鑄件的加工質(zhì)量．③從縮松的成分表看到氧的含量很高，產(chǎn)生其原因可能是縮松與外界相通，加速其氧化過程，結(jié)果導(dǎo)致零件失效，④氣孔基體周圍的可見兩種不同的小晶胞突出于基體表面，能譜分析表明它與基體成分基本一致．小晶胞可能是沒有長大的樹枝晶的晶胞，形成其原因是由于在其剛剛形成并要長大的過程中，無充分液體補(bǔ)充．
4、結(jié)論
通過分析可以得出轉(zhuǎn)子失效的原因，從而采取相應(yīng)的預(yù)防措施：
1)轉(zhuǎn)子體表面粗糙，在安裝板處有縫焊切割現(xiàn)象以及轉(zhuǎn)子體的陳舊裂紋導(dǎo)致轉(zhuǎn)子斷裂．2）轉(zhuǎn)子鑄造后沒有熱處理就使用.3)夾雜、縮松、氣孔等鑄造缺陷導(dǎo)致轉(zhuǎn)子失效．
