1.1構造
本文討論的破碎機的型號為2PF-121，在我省樺南縣興隆水泥廠服役，機殼內裝有兩個平行排列的的轉子，兩個轉子不在同一水平面上．第一級重型轉子的位置稍高于第二級輕型轉子，第一級用于粗碎，第二級轉速較高，用于完成成品；第一級轉子裝有8塊板錘，分布呈四排，第二級裝有12塊，分布成六排，兩個轉子分別由兩臺電機驅動，傳動裝置裝有液力聯軸器．第一級和第二級反擊板的一端用活鉸裝于機殼兩側板上，另一端分別用調節彈簧掛在機殼后側板上，分腔反擊板懸掛在兩個轉子之間，將機體分為兩個破碎腔，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，使達到要求粒度的顆粒時卸出．在第二級轉子的卸料端設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
該機的主要工作部件使帶有板錘的高速旋轉的轉子，轉子的轉向使板錘自上而下的迎擊進料口投入的物料，物料受到沖擊，并被告訴拋向機殼內的反擊板，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，最終生產出成品．
2、事故調查
破碎機型號為2PF - 1212(雙轉子反擊式破碎機)，破碎機內二個轉子體于2004年3月6日16時40分鐘，突然發生斷裂，設備嚴重損壞，被迫停產檢修，根據現場工作人員介紹（裝機時間，運轉周期等略），轉子斷裂前破碎運行正常無任何征兆，是突發性的斷裂事故，破碎機中的二轉子在板錘鑲嵌槽的部位，沿軸向完全斷裂成三部分，其中兩部分斷裂體尺寸較小，各占轉子體的四分之一，而另一塊斷裂體尺寸較大，占轉子體的二分之一，一轉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，各占轉子體的二分之一，兩根轉子軸也斷裂，斷裂部位均在∮320處，下圖是斷裂轉子體的實物照片，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）．另在兩斷裂的轉子體上，在板錘鑲嵌槽底部可見有明顯的風焊切割所留痕跡，表面粗糙氧化嚴重．在一轉子體上距軸孔表面20mm。30mm處有一個寬3mm，長35mm的鑄造缺陷，內有氧化物，在裂紋表面處最小的橫斷面尺寸為85mm．
3、失效分析及預防措施
3.1宏觀分析
1)外表觀察在一轉子體上距軸孔表面20mm一30mm處有一寬3mm，長35mm的鑄造缺陷，內有氧化物，可能是導致一轉子體斷裂的原因；第三反擊體調整彈簧架損壞，均整板部位損壞，個別的主軸承座有輕微損壞，可能是源于轉子體安裝板錘處的風焊．
2)硬度檢測對殘骸取樣進行硬度測試，發現其硬度低于HRCIO，可見此硬度值遠低于規定的使用硬度，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
在斷裂體上取樣進行斷口分析和金相組織分析，其結果如下．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深處存在有不規則皮下氣孔，見圖c）和d）．另外，現場檢查時，在二轉子板錘鑲嵌槽中部的裂紋表面上發現一最大深度為5mm，長15mm的半圓形陳舊裂紋，裂紋表面嚴重氧化，并有液態金屬流淌的痕跡．
3.2.2金相組織檢驗分析
圖3是試樣不同熱處理狀態的顯微組織，為金相組織照片，其中圖a）是在轉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，根據組織狀態初步判斷，轉子體未經熱處理，屬于鑄造狀態．自由鐵素體的尺寸與斷口中的解理刻面的大小相當．圖b）是920C正火態的顯微組織，正火后的試樣組織變得很細小、均勻，具有良好的機械性能．同時在基體中發現了一個球形夾雜，它破壞了基體的連續性，降低零件的強度，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℃回火的調質態組織，調質后的組織為回火索氏體，組織更加均勻、細小．另外進行了硬度檢測，直接取樣樣品的硬度為HB90一110，正火態樣品的硬度為HB160~ 190，調質態樣品的硬度為HB2AO~ 260.
另外從能譜的半定量分析發現(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，Fe203，Ca0非金屬夾雜物，降低鑄件的加工質量．③從縮松的成分表看到氧的含量很高，產生其原因可能是縮松與外界相通，加速其氧化過程，結果導致零件失效，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，無充分液體補充．
4、結論
通過分析可以得出轉子失效的原因，從而采取相應的預防措施：
1)轉子體表面粗糙，在安裝板處有縫焊切割現象以及轉子體的陳舊裂紋導致轉子斷裂．2）轉子鑄造后沒有熱處理就使用.3)夾雜、縮松、氣孔等鑄造缺陷導致轉子失效．
