技術丨顎式破碎機襯板磨損原因及改造想法
1、顎式破碎機的工作原理
圖 1-1 所示為顎式破碎機結構圖。顎式破碎機破碎過程是通過電機驅動偏心輪 4,帶動動鄂板 3 做上下往運動,當動顎板上升時肘板 11與動鄂間夾角變大,推動活動鄂板與固定顎板接近,進行擠壓、破碎;當動鄂下行時,肘板與動鄂夾角變小,下料口增大,物料隨機排出。
顎式破碎機的工作部分是兩塊顎板,一是固定顎板(定顎),垂直(或上端略外傾)固定在機體前壁上,另一是活動顎板(動顎),位置傾斜,與固定顎板形成上大下小的破碎腔( 工作腔 )。活動顎板對著固定顎板做周期性的往復運動,時而分開,時而靠近。分開時,物料進入破碎腔,成品從下部卸出;靠近時,使裝在兩塊顎板之間的物料受到擠壓,彎折和劈裂作用而破碎。
2. 襯板磨損分析
2.1 破碎受力分析
定鄂和動鄂的顎板應該齒峰對齒谷。在顎式破碎機工作過程中 , 大多數情況下物料為不規則形狀,是點接觸擠壓引起的破碎,加上物料自帶的重力給固定顎板和活動顎板帶來連續的摩擦,產生摩擦力和切應力,動顎板在偏心軸的帶動下對定顎板做往復擺動 ,擠壓物料達到破碎的目的 ;由于受摩擦阻力的作用,物料沿兩側襯板滑下時的加速度必定小于重力加速度,并且承受物料進入時的沖擊和磨削作用,給兩側的襯板帶來摩擦磨損;同時動顎板又在垂直方向上有很大程度的上下運動,使物料與顎板之間產生相對滑動,使襯板承受擠壓和物
料的重力而造成襯板表面擠壓形成的凹凸不平,以及由物料的切削形成的劃痕。這樣,破碎時對物料除了有擠壓作用外,還有切應力,物料比較容易破碎。在使用過程中可以針對具體情況想辦法解決具體問題,防止磨損加劇、顎板松動、折斷等情況,從而延長顎板的使用壽命,降低成本 , 提高工作效率。
2.2 材料的分析
顎式破碎機襯板中如果有雜物的存在,就會引起應力集中,這些夾雜物的邊緣最易形成裂紋,從而降低材料的接觸疲勞壽命。顎式破碎機襯板材料的組織狀態、內部缺陷等對磨損也有重要的影響。組織成分的突變,晶粒細小、均勻,碳化物成球狀且均勻分布,均有利于提高滾動接觸疲勞壽命。
在未溶解的碳化物狀態相同的條件下,鄂式破碎機襯板馬氏體中碳的質量分數在 0.4% 一 0.5% 左右時,材料的強度和韌性配合較佳,接觸疲勞壽命高。對未溶解的碳化物,通過適當熱處理,使其趨于量少、均布、體小,避免粗大或帶狀碳化物出現,都有利于消除疲勞裂紋。實踐表明,適當降低襯板表面粗糙度是提高抗疲勞磨損能力的有效途徑,襯板表面粗糙度要求的高低與襯板表面承受的接觸應力有關,通常接觸應力或襯板表面硬度高時,均對襯板表面粗糙度要求較低。
2.3 堵塞分析
在復擺顎式破碎機使用過程中,特別是在有較大破碎比時,物料的堵塞也相對嚴重,出現物料破碎困難或者無法破碎。在這種情況下,物料在顎板擠壓下的瞬間滑動增加,襯板表面一次行的排礦受力點也不同于連續排礦點的受力,前者受力面積大于后者;堵塞后我們一般采用放炮排堵方法,此種方法易快,但給襯板帶來的內部組織變化都是加劇襯板磨損原因之一,尤其是當襯板材料夾雜物多的情況下,經過巨大的破碎力,很容易造成襯板斷裂現象。同時由于磨損產生,使得嚙角進一步加大,堵塞更加嚴重,形成惡性循環。
2.4 給料設備安裝分析
顎式破碎機主要擔負的是破碎作業,既然是破碎作業就有給料設備,給料設備與破碎設備作業時緊密相扣,屬上下工藝部署,共同完成給料、破碎作業。經過現場設備布置安裝分析,給料設備的安裝角度、給料距離都和破碎機襯板過快磨損息息相關。當給料設備角度大給料距離高時,給料的速度曾大、緩沖能力減小、重力曾大、破碎腔堵塞次數曾加、襯板整體磨損面積增大、磨損加塊;相反,角度、給料距離偏小時,給料的速度減小、緩沖能力增加、重力減小、破碎腔堵塞次數減少、襯板磨損面積減小、磨損時間相比縮短。
2.5 緊固方式分析
經過實踐證明,襯板固定螺栓在運行中起著保護襯板的作用。在生產過程中,物料與襯板作用力很大,特別是連續作業或破碎硬度高、尺寸大的物料時,襯板螺栓容易被振動力松動使襯板下滑,脫落、折斷或磨損。
3. 應對磨損措施
根據以上五點磨損因素分析,減少或消除過快磨損的對策就是破碎腔型合理設計,減少襯板與礦石的受力程度;控制招標環節材料質量的要求,生產工藝、到貨驗收、各項參數、降低襯板表面粗糙度提高疲勞磨損能力;控制井下采掘、破碎原礦石的尺寸,計算合理偏心軸轉速,避免破碎腔堵塞和放炮排堵給襯板帶來的內部組織變化;嚴控安裝標準,結合現場合理布置安裝;受力大緊固件采用彈簧螺栓取代普通緊固件,由于彈簧被螺母壓緊到一定程度后,能產生很強的防振效果,在振動時彈簧自動彌補分擔破碎力,保證螺栓不至于松動,從而延長襯板的使用壽命。
4. 結論
經過以上對襯板易磨損的分析來看,要想增加襯板的使用壽命,本人有兩個改進想法,不知可行,還望大家給出建議。
想法一:在機架與襯板之間加一個襯板尺寸大小 5mm-10mm 厚緩沖材料或塑性好的材料,減少襯板作用力,提高襯板使用壽命;
想法二:在襯板磨損后利用組合堆焊技術修復,加強表面硬度和耐磨性。即用結構焊條作底層,中間用合金鋼焊條作過渡層,齒表層用耐磨合金鋼或高錳鋼焊條堆焊。如果以上分析能為這方面提供一點見解的話,我希望在不久的將來,能為解決此問題及延長襯板的使用壽命做出自己的貢獻。
作者:尹冠群
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