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技术丨颚式破碎机衬板磨损原因及改造想法

来源:中国机 发布日期:2018/5/14 编辑:王嘉璐
关键词: 颚式破碎机衬板  
核心提示:在矿山选矿设备中,颚式破碎机是重要的破碎设备之一。因具备破碎效果好、维修简单等优势,是当今矿山首选破碎设备。颚式破碎机工作原理是依靠动颚相对于定颚的挤压运动来破碎矿石 , 因此使用过程中颚板的磨损相当快。下面针对颚式破碎机衬板磨损原因进行分析。

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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