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颚式破碎机齿板磨损分析

发布时间:2019-02-25    12:02:25浏览次数:

摘要:从颚式破碎机的运动轨迹变化规律、齿板受力分析及破碎腔形状等方面综合分析了破碎机齿板磨损的原因,提出了延长齿板寿命的措施。

齿板是颚式破碎机主要易损件。工作中齿板与物料直接接触,受到研磨。齿板用高锰钢制造,常常很快会磨损失效。1985年破碎研磨专业组在某某石料厂对13个制造厂生产的PE-250×400颚式破碎机39副高锰钢系齿板进行了负荷试验。试验用石料为青石,其抗压强度为274.4-294MPa。测试结果每副齿板的平均磨损性能为:

单位破碎能力 815t/副

使用寿命 95h/副

分分时时彩单位磨耗 45g/t

由此可见,齿板磨损是非常严重的。据统计,目前全国颚式破碎机的拥有量约40000台左右。按照这一数字估算,每年要消耗大量的高锰钢铸件,增加了破碎物料的成本。所以,齿板磨损问题已成为人们十分关注的问题。

一、齿板磨损特征与原因

1、特征

颚式破碎机齿板磨损与许多因素有关。其中不同型式的破碎机,由于其运动特性不同,其齿板磨损也不同。图1所示为各种型式破碎机齿板磨损的特征,简摆颚式破碎机齿板寿命要比复摆颚式破碎机长3-4倍。

图1

2、原因分析

(1)动颚齿板

以复摆颚式破碎机为例,从图1a可以看出,固定颚下部磨损最大,而动颚在中部磨损最大。为了说明这种现象,用计算机作出齿面上各点的运动轨迹,分析其水平行程和垂直行程的分布规律。复摆颚式破碎机动颚的水平行程是从动颚上部到中部逐渐减小的,再从中部到下部又逐渐增大;垂直行程是从上部向下部逐渐增大。水平行程最小的点,相对来说,其垂直行程是较大的,也就是说它的特性值n最大。动颚工作时,上部的运动轨迹是近似于圆的椭圆,动颚靠向左、向左下运动压碎矿石。动颚下部的运动轨迹是极度拉长的椭圆,动颚靠向上、向左上运动压碎矿石。所以,水平行程最小的点是动颚上部到下部椭圆轨迹变形的过渡点。在这种情况下,当矿石从上部破碎到中部时,减弱了破碎作用,使矿石难以充分破碎而滞留在中部。但由于在中部垂直行程较大,具有强制排料作用,使物料激烈研磨动颚齿板,从而使动颚中部磨损加剧。

(2)固定颚齿板

图2

图2为破碎腔下部破碎矿石时受力分析图。破碎力RH沿着动颚齿板垂直方向作用在物料上,同时在料块上还作用着摩擦力F,其方向是沿着齿板的表面,并朝右上方,把力RH和F合成,得到合力TH,它与固定颚表面的角度是a+φ。因为a+φ始终大于摩擦角φ,因此合力TH的方向是作用在物料上,并且进到摩擦锥附近,这必将导致物料沿着固定颚齿板运动(滑动),从而产生严重磨损。

图1b所示综合摆动颚式破碎机,动颚和固定颚齿板磨损都是沿着整个齿板高度均匀磨损的。它的总磨损量比复摆颚式破碎机要少。这是由于综合摆动颚式破碎机整个齿面上运动轨迹是均匀变化的,即它的特征值在整个齿面上较均匀,轨迹形状也基本一致。

(3)腔形影响

a.齿板的磨损

表1

各种质量(kg) 活动齿板 固定齿板
新齿板重量 117 92
磨损后齿板重量 104 68
磨损重量 13 24
破碎物料重量 2098 2098

我国颚式破碎机大都采用直线型和曲线型破碎腔。前者一般多用于粗中碎破碎机,破碎硬矿石较多;后者一般细碎机应用较多。表1所列数值是对PE-250×400复摆破碎机直线型破碎腔齿板磨损的测试结果。从表1可看出,在破碎同样物料情况下,固定齿板的磨损量是活动齿板的近2倍。表2所列数据为PEX-250×1000细碎颚式破碎机固定颚采用曲线型、动颚采用直线型破碎腔的齿板磨损测试结果。从表2可见,采用曲线型破碎腔可以改善固定齿板的磨损程度,这是由于曲线型破碎腔使排矿口堵塞点上移,物料空隙率大,排矿口不易发生堵塞的原因。

表2

  活动齿板 固定齿板
新齿板重量(kg) 400.5 296.5
磨损后齿板重量(kg) 360.0 270.0
磨损量(kg) 40.5 26.5
破碎石料 5545 5545

b。齿形

颚式破碎机的齿板通常采用的是三角形齿或梯形齿。一般梯形齿比三角形齿耐磨,齿板使用寿命长。但三角形齿的机能较好,在相同破碎力作用下对岩石产生的压力大,容易把岩石压碎。

二、提高齿板寿命的措施

1、改善破碎机的运动特性

(1)降低悬挂高度

降低复摆颚式破碎机动颚的悬挂高度,可改善动颚的运动特性,增加水平行程,减小垂直行程。这样既可提高破碎机的生产率,又可减小齿板磨损,是改善复摆颚式破碎机工作性能的有效途径之一。

(2)优化设计结构参数

分分时时彩采用这种方法设计颚式破碎机,可使其结构更合理、参数更先进,在研制PE-250A型负悬挂颚式破碎机时,我们对结构参数进行了优化设计,收到了良好的效果。新旧破碎机齿板磨损见表3。从表3看出,采用优化设计的样机单位产量齿板总磨损量为11。26g,而旧机为17。7g。样机齿板寿命比旧机延长40%。

表3

测定项目 活动齿板 固定齿板
PE250A PE250 PE250A PE250
齿板重量(kg) 91 117 89 92
磨损后的齿板重量(kg) 77 104 75 68
破碎物料重量(kg) 2507 2098 2507 2098
单位产量齿板磨损量(g) 5.88 6.26 5.38 11.44

(3)采用负支撑结构

改变复摆破碎机传动角,使传动角大于90°。负支撑破碎机的垂直行程比正支撑破碎机小1.5倍,而又保持了原来的水平行程,因而改善了运动特性。当动颚处于压碎行程时,其运动方向上有一向下的运动分量,这有利于破碎物料向下运动,减少堵塞,降低齿板磨损,延长齿板寿命。

2、合理设计破碎腔形

(1)腔形优化设计

分分时时彩一般破碎机,由于破碎腔中上部截面通过能力最大,而排料口处理能力最小。而且,随破碎机规格尺寸增加,破碎腔上下截面通过能力差值增大。根据破碎腔各截面通过能力的变化规律,以及啮角与通过能力的关系,将破碎腔高度分成3段,即h1、h2、h3。各段的啮角之间的关系为a2>a1>a3,而且h3段是一曲线段并为变啮角(如图3所示)。这样,既保证破碎腔有较高的处理能力,又降低破碎腔高度。此外,这种阶梯形破碎腔,上腔容易形成较厚的料层,增加层间破碎作用,而减少齿板磨损,使处理能力提高15-25%。齿板寿命比原来提高一倍以上。

图3

(2)采用S-T型破碎腔

图4

如图4所示,这种破碎机腔形是在破碎机下部有一个相同曲率的弧形平行区。物料到达平行区后,其粒度已经变小,不但受到破碎颚板的层压粉碎,同时由于物料卸料速度变向和卸料路径增长,降低了物料堵塞排料口的机率,减少了齿板磨损。

3、采用耐磨材料

提高破碎机齿板寿命,除了从改进破碎机的性能、结构方面考虑外,还应研制和采用耐磨性材质。如采用爆炸硬化法处理高锰钢铸件,提高了工作表面的硬度,使寿命提高40%左右,低铬耐磨衬板可提高寿命一倍左右。

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