技术丨颚式破碎机衬板磨损原因及改造想法

1、颚式破碎机的工作原理

图 1-1 所示为颚式破碎机结构图。颚式破碎机破碎过程是通过电机驱动偏心轮 4，带动动鄂板 3 做上下往运动，当动颚板上升时肘板 11与动鄂间夹角变大，推动活动鄂板与固定颚板接近，进行挤压、破碎；当动鄂下行时，肘板与动鄂夹角变小，下料口增大，物料随机排出。

颚式破碎机的工作部分是两块颚板，一是固定颚板（定颚），垂直（或上端略外倾）固定在机体前壁上，另一是活动颚板（动颚），位置倾斜，与固定颚板形成上大下小的破碎腔( 工作腔 )。活动颚板对着固定颚板做周期性的往复运动，时而分开，时而靠近。分开时，物料进入破碎腔，成品从下部卸出；靠近时，使装在两块颚板之间的物料受到挤压，弯折和劈裂作用而破碎。

2. 衬板磨损分析

2.1 破碎受力分析

定鄂和动鄂的颚板应该齿峰对齿谷。在颚式破碎机工作过程中 , 大多数情况下物料为不规则形状，是点接触挤压引起的破碎，加上物料自带的重力给固定颚板和活动颚板带来连续的摩擦，产生摩擦力和切应力，动颚板在偏心轴的带动下对定颚板做往复摆动 ，挤压物料达到破碎的目的 ；由于受摩擦阻力的作用，物料沿两侧衬板滑下时的加速度必定小于重力加速度，并且承受物料进入时的冲击和磨削作用，给两侧的衬板带来摩擦磨损；同时动颚板又在垂直方向上有很大程度的上下运动，使物料与颚板之间产生相对滑动，使衬板承受挤压和物

料的重力而造成衬板表面挤压形成的凹凸不平，以及由物料的切削形成的划痕。这样，破碎时对物料除了有挤压作用外，还有切应力，物料比较容易破碎。在使用过程中可以针对具体情况想办法解决具体问题，防止磨损加剧、颚板松动、折断等情况，从而延长颚板的使用寿命，降低成本 , 提高工作效率。

2.2 材料的分析

颚式破碎机衬板中如果有杂物的存在，就会引起应力集中，这些夹杂物的边缘最易形成裂纹，从而降低材料的接触疲劳寿命。颚式破碎机衬板材料的组织状态、内部缺陷等对磨损也有重要的影响。组织成分的突变，晶粒细小、均匀，碳化物成球状且均匀分布，均有利于提高滚动接触疲劳寿命。

在未溶解的碳化物状态相同的条件下，鄂式破碎机衬板马氏体中碳的质量分数在 0.4% 一 0.5% 左右时，材料的强度和韧性配合较佳，接触疲劳寿命高。对未溶解的碳化物，通过适当热处理，使其趋于量少、均布、体小，避免粗大或带状碳化物出现，都有利于消除疲劳裂纹。实践表明，适当降低衬板表面粗糙度是提高抗疲劳磨损能力的有效途径，衬板表面粗糙度要求的高低与衬板表面承受的接触应力有关，通常接触应力或衬板表面硬度高时，均对衬板表面粗糙度要求较低。

2.3 堵塞分析

在复摆颚式破碎机使用过程中，特别是在有较大破碎比时，物料的堵塞也相对严重，出现物料破碎困难或者无法破碎。在这种情况下，物料在颚板挤压下的瞬间滑动增加，衬板表面一次行的排矿受力点也不同于连续排矿点的受力，前者受力面积大于后者；堵塞后我们一般采用放炮排堵方法，此种方法易快，但给衬板带来的内部组织变化都是加剧衬板磨损原因之一，尤其是当衬板材料夹杂物多的情况下，经过巨大的破碎力，很容易造成衬板断裂现象。同时由于磨损产生，使得啮角进一步加大，堵塞更加严重，形成恶性循环。

2.4 给料设备安装分析

颚式破碎机主要担负的是破碎作业，既然是破碎作业就有给料设备，给料设备与破碎设备作业时紧密相扣，属上下工艺部署，共同完成给料、破碎作业。经过现场设备布置安装分析，给料设备的安装角度、给料距离都和破碎机衬板过快磨损息息相关。当给料设备角度大给料距离高时，给料的速度曾大、缓冲能力减小、重力曾大、破碎腔堵塞次数曾加、衬板整体磨损面积增大、磨损加块；相反，角度、给料距离偏小时，给料的速度减小、缓冲能力增加、重力减小、破碎腔堵塞次数减少、衬板磨损面积减小、磨损时间相比缩短。

2.5 紧固方式分析

经过实践证明，衬板固定螺栓在运行中起着保护衬板的作用。在生产过程中，物料与衬板作用力很大，特别是连续作业或破碎硬度高、尺寸大的物料时，衬板螺栓容易被振动力松动使衬板下滑，脱落、折断或磨损。

3. 应对磨损措施

根据以上五点磨损因素分析，减少或消除过快磨损的对策就是破碎腔型合理设计，减少衬板与矿石的受力程度；控制招标环节材料质量的要求，生产工艺、到货验收、各项参数、降低衬板表面粗糙度提高疲劳磨损能力；控制井下采掘、破碎原矿石的尺寸，计算合理偏心轴转速，避免破碎腔堵塞和放炮排堵给衬板带来的内部组织变化；严控安装标准，结合现场合理布置安装；受力大紧固件采用弹簧螺栓取代普通紧固件，由于弹簧被螺母压紧到一定程度后，能产生很强的防振效果，在振动时弹簧自动弥补分担破碎力，保证螺栓不至于松动，从而延长衬板的使用寿命。

4. 结论

经过以上对衬板易磨损的分析来看，要想增加衬板的使用寿命，本人有两个改进想法，不知可行，还望大家给出建议。

想法一：在机架与衬板之间加一个衬板尺寸大小 5mm-10mm 厚缓冲材料或塑性好的材料，减少衬板作用力，提高衬板使用寿命；

想法二：在衬板磨损后利用组合堆焊技术修复，加强表面硬度和耐磨性。即用结构焊条作底层，中间用合金钢焊条作过渡层，齿表层用耐磨合金钢或高锰钢焊条堆焊。如果以上分析能为这方面提供一点见解的话，我希望在不久的将来，能为解决此问题及延长衬板的使用寿命做出自己的贡献。

作者：尹冠群

单位：中钢集团山东矿业有限公司

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