工業用管材破砕機は廃棄プラスチック管材、金属管材または複合管材を処理するための重要な設備であり、その作業中に材料の特性、操作の不適切または部品の老化などの原因で故障する可能性がある。以下は工業用管材破砕機によく見られる故障の分類、原因分析及び解決方案であり、機械、電気と操作の3つの方面をカバーする：

一、機械システム故障

1.工具の摩耗または破断

• 現象：破砕粒度むら、騒音増大、振動異常、さらには停止。
• 原因：
  • 工具の材質は耐摩耗性がない（例えば、普通の鋼材が高クロム合金の代わりになる）。
  • 材料には硬質不純物（例えば金属塊、砂利）が混入している。
  • 工具の取り付けがきつすぎたりゆるみすぎたりして、応力が集中したりゆるんだりして脱落したりします。
  • 長期過負荷運転を行い、工具疲労を加速する。
• ソリューション：
  • 高硬度、高靭性の工具材料（H 13、D 2工具鋼など）を選択する。
  • 材料を前処理したり、硬質不純物を除去したり、磁気選別装置を追加したりします。
  • 工具締結ボルトを定期的に点検し、トルクレンチを使用して規範に従って締め付ける。
  • 材料の硬度に応じて供給速度を調整し、瞬間的な過負荷を回避する。

2.主軸の曲げまたは破断

• 現象：設備の振動が激しく、軸受の異音、破砕空洞内の材料の堆積。
• 原因：
  • スピンドル材質の強度が不足している（例えば45#鋼の調質処理が行われていない）。
  • 工具の取り付けがアンバランスで、主軸が偏心して運転している。
  • 材料カードが死んだときに強制的に起動し、衝撃荷重を発生する。
• ソリューション：
  • 40 CrNiMo合金鋼などの高強度スピンドルを交換し、調質処理を行った。
  • 工具群を動的にバランスさせ、回転時の振動値≦0.1 mmを確保する。
  • 過負荷保護装置（油圧トルクリミッタなど）を取り付け、主軸の破断を回避する。

3.軸受破損

• 現象：軸受部の温度が高すぎ（＞80℃）、騒音が鋭く、主軸の回転が滞っている。
• 原因：
  • 軸受潤滑不足（オイルレベルが低すぎたり、グリースが変質したりする）。
  • ベアリングシールが故障し、粉塵や水が入り込む原因となる。
  • 軸受と軸、軸受座との嵌合隙間が大きすぎるか小さすぎる。
• ソリューション：
  • 定期的にグリース（リチウムベースグリースなど）を補充または交換し、500時間ごとに点検します。
  • 耐摩耗シール（フッ素ゴムOリングなど）を交換し、不純物の侵入を防止する。
  • 設計要求に従って嵌合隙間（例えば軸受内輪と軸締め量0.01-0.03 mm）を制御する。

4.スクリーンの目詰まりや破損

• 現象：材料の粒度異常、生産量の低下、さらにはふるい網の破裂によりバルク材料が排出された。
• 原因：
  • 材料の湿度が高すぎ（含水率＞10%）、スクリーンに付着しやすい。
  • ふるい目の選択が適切ではありません（細材を破砕する場合は粗ふるいを選択します）。
  • スクリーンの固定がしっかりしておらず、運転中にゆるんで外れてしまう。
• ソリューション：
  • 予備乾燥物（熱風乾燥機を使用する場合）は、水分率を5%以下に下げる。
  • 排出要求に応じて適切な目数のスクリーンを選択する（PE管材を破砕する場合はΦ10 mm丸穴スクリーンを使用する）。
  • ボルト圧着または溶接固定スクリーンを用いて、定期的に締付状態を検査する。

二、電気系統故障

1.モータの過熱または焼失

• 現象：モータハウジングの温度が高すぎ（＞90℃）、絶縁抵抗が低下し、煙も出ている。
• 原因：
  • モータは選択型が小さく、長期的な過負荷運転を行う。
  • 電源電圧が不安定（電圧変動＞±10%）である。
  • モータの放熱不良（ファンの損傷、フィンのほこり）。
• ソリューション：
  • 破砕機の電力に応じてモータを再選択する（20%の余裕を残す）。
  • 電圧安定器またはUPSを取り付け、電圧安定を確保する。
  • モーターの放熱通路を整理し、ファンとヒートシンクを3ヶ月ごとに洗浄します。

2.制御システムが機能しない

• 現象：起動不能、急停止無効、パラメータ表示異常。
• 原因：
  • PLCプログラムエラーまたはパラメータ損失（電磁妨害など）。
  • センサ故障（回転数センサ信号遮断など）。
  • コンタクタ接点がアブレーションし、制御回路が遮断される。
• ソリューション：
  • PLCプログラムを定期的にバックアップし、干渉防止フィルタ（コモンモードインダクタンスなど）を追加します。
  • センサ精度（例えば回転数センサ誤差≦±1 rpm）を検査する。
  • 接点容量が十分な接触器（AC-3類、定格電流≧2倍モータ電流）を交換する。

3.ケーブルの劣化や短絡

• 現象：設備の間欠的な停止、漏電保護器のトリップ。
• 原因：
  • ケーブルは、破砕キャビティとの摩擦など、長期にわたって機械的摩擦を受けています。
  • ケーブル絶縁層が破損し、相間短絡や接地を招いた。
• ソリューション：
  • 耐摩耗ケーブル（YC型ゴムスリーブケーブルなど）を選択し、保護スリーブを追加します。
  • ケーブル絶縁抵抗を定期的に検査する（メガオームテーブルを使用し、抵抗値は＞1 MΩ）。

三、操作とメンテナンス故障

1.供給詰まり

• 現象：供給口の材料堆積、モータ電流の急増。
• 原因：
  • 供給速度が速すぎて、破砕能力を超えている。
  • 材料サイズが大きすぎます（例えば、管材直径＞破砕キャビティ入口）。
  • 破砕チャンバ内に残っているバルク材料は整理されていない。
• ソリューション：
  • インバータを取り付けてフィードモーターの回転数を制御し、均一なフィードを実現する。
  • 大型パイプ材を予備切断する（例えば油圧せん断機を使用する）。
  • 停止後は手動で破砕キャビティを整理し、残留物が詰まらないようにする。

2.材料の出が悪い

• 現象：出口材料充填、破砕機空転。
• 原因：
  • 搬送装置の故障（ベルトスリップ、スクリューコンベアのカード死など）。
  • 材料排出管の曲げ半径が小さすぎると、材料が詰まります。
• ソリューション：
  • ベルト張力、減速機油位などの搬送装置の駆動部品を検査する。
  • 排出管の設計を最適化する（曲げ半径≧3倍管径）。

3.粉塵漏れ

• 現象：設備の周囲に粉塵が充満し、操作環境に影響する。
• 原因：
  • 破砕機の密封が厳密ではない（例えば、観察ドアが閉まっていない）。
  • 除塵システムの風量が不足している（ファンの電力が小さいなど）。
• ソリューション：
  • シリコンゴムのような耐摩耗性シールストリップを交換し、閉じた後に隙間がないことを確認します。
  • 除塵器の濾過面積を増加させ（例えば被膜濾過袋を選択する）、除塵効率を99%以上に高める。

四、典型的な故障事例の分析

ケース1：工具の頻繁な破断

• 背景（はいけい）：あるプラスチック管材破砕機が3ヶ月運転した後、工具は平均週1回破断した。
• 原因：材料に金属管継ぎ手が混入しており（事前に選別されていない）、工具材質は普通45#鋼である。
• 解決：金属探知器を追加し、H 13工具鋼工具に交換し、破断周期を6ヶ月以上に延長した。

ケース2：主軸振動基準超過

• 背景（はいけい）：金属管材を破砕する時、主軸振動値は0.5 mm（設計値≦0.2 mm）に達する。
• 原因：工具群の動的平衡が校正されていないため、偏心運転を引き起こす。
• 解決：動平衡機を用いて工具群を補正し、振動値を0.15 mmに下げた。