復擺顎式破碎機的改進與創新

肖楊+劉堯+翟飛

摘 要：用較為典型的PEF-48"×42"復擺顎式破碎機為設計實例，從不同方面討論了復擺顎式破碎機的發展趨勢和機構參數選取原則，為新一代機型的定型化和滿足多樣化的市場需求提出了初步意見。

關鍵詞：復擺顎式破碎機，定型化，多用途

一.概述

顎式破碎機出現于1858年，經過近150年的應用和改進，其種類不斷增加，結構也日臻完善。

現在，世界各國生產的顎式破碎機有復擺顎式破碎機（即單肘板復擺顎式破碎機）和簡擺顎式破碎機（即雙肘板顎式破碎機），其它還有綜合擺動顎式破碎機、雙動顎式破碎機、雙顎腔顎式破碎機，以及沖擊式顎式破碎機、水平連桿式顎式破碎機等。盡管種類繁多，應用最廣泛的還是簡擺和復擺顎式破碎機。

一般來說，復擺顎式破碎機適用于粗、中碎抗壓強度250Mpa以下的各種礦石和巖石，簡擺顎式破碎機適用于破碎各種硬度的礦石和巖石，而且特別適用于破碎各種極堅硬（抗壓強度達350Mpa）的磨蝕性強的石料。

二.復擺顎式破碎機的獨特優點

復擺顎式破碎機與簡擺顎式破碎機相比，其獨特優點在于：

首先，動顎上部水平行程較大（見圖1），可以滿足物料進入破碎腔時的壓縮量，有利于提高破碎效果；

其次，動顎向下運動時有促進排礦的作用，生產能力可增加30%左右；

最后，結構更加緊湊，單位機重生產能力大。

因此，本文將著重討論復擺顎式破碎機的改進與創新方面的問題。

三. PEF-48"×42"破碎機的改進與創新實踐

1999年8月在澳大利亞AMES CO.公司的詢價下，我們決定以美國NORDBERG和日本川崎公司產品為目標，同意為該公司開發出PEF-48 × 42 復擺顎式破碎機。而外商對本產品的要求是：

入料口48"× 42"；

生產能力盡量高；

機重最好控制在50t以內。

分析美國NORDBERG公司和日本川崎公司產品樣本之后，我們確定了三大改進方向——生產能力、焊接機架和排礦口的調整方式 ，依此設計出本機總裝配圖（見圖1）和整機水平對比表（見下頁表格），傳真給外商后，獲得充分肯定，決定向我廠訂貨。該設備已于2000年出廠，到目前為止運轉良好給料均勻，達到破碎腔充滿80%；

物料堆比重為1.6t/m3 ，抗壓強度在160Mpa以下；

消耗額定功率約80%

從上面表格可以得出本機特點為：

a.破碎比大。 能夠從950mm給料，直接破碎成Φ1200 或Φ1300PYS-B圓錐破碎機的入料。

b.生產能力高。排礦口尺寸為100～335mm時，產量為320～950t/h，排礦口尺寸為180～285mm時，產量為530～810t/h。

c.重量輕。同我廠原PEF-0912相比，生產能力增加了30%以上，而重量僅增加16%。

d.操作維修更方便。采用了液壓油缸和機側更換墊片的方式，使排礦口調整更方便。

下面，我對該機型的三大重點改進做出詳細論述：

1. 生產能力

生產能力是考核一臺破碎機性能最重要的指標之一，他的大小直接反映出機器的設計水平。

復擺系列顎式破碎機的機構運動規律可簡化為四連桿機構的運動規律。

為了提高生產能力，減小顎板磨損，世界各國同行形成了一個共同的目標：力求水平方向的推動力加大（水平行程大），而垂直方向的推動力減小（垂直行程小）。用特性曲線m來表示它：

m = Sy / Sx

式中：Sy 指動顎極面某點的垂直行程；

Sx 指動顎極面某點的水平行程。

如果m > 3，意味著顎板磨損太大，應重新選擇機構參數。

根據以往設計經驗和美國樣本中得出本機為提高生產能力而選取機構參數的基本原則：

（1）動顎板嚙角α2應減小，考慮整機勻稱性，α2取為15°，固定顎板嚙角α1取為6°，

α1+ α2≤22°。

（2）肘板角β應大于傳統限制β≤25°，因為β越大，Sx增大越明顯，Sy 減小，只是傳動角γ有可能減小。依據美國資料，取β=27°～35°。

（3）偏心距γ在保證排礦口Sx適當大小后，盡量參考同類型機，取最小值。

經過計算得出：Sx=38.44； Sy=66.81，；m=1.738； γ=16.491

M值合適，說明上述原則可行。

另外三種情況分別是：β=35°時；a=18時；肘板支距b加大時。

當肘板角加大到35°時， Sx加大，m值更小，但傳動角才48°，并且后支座太靠近動顎，易干涉。

偏心距a減小為18時，Sx明顯減小，不利于提高破碎效果，影響生產能力提高。

肘板支距b加大時，有利于為動顎排礦口處提供更堅固支撐，影響生產能力提高。

從上面的分析可知，一套合理的機構參數是受綜合因素影響的，只有行程和結構匹配良好才是最佳參數。

2. 焊接機架

目前，世界各國顎式破碎機的發展趨勢是采用焊接機架。它不僅外形美觀，制造周期短，而且外形尺寸易于控制，缺陷少，因而正在逐步取代鑄鋼機架，但是焊接機架質量要求比較高。

我廠以往在大型顎式破碎機上未采用焊接機架，主要是我國的焊接水平與世界發達國家還有一定差距，焊接質量不夠穩定。隨著我廠鉚焊車間設備的不斷更新和采用先進焊接技術，焊接能力已有大幅度提高。

先后為寶鋼2050軋機生產線和元寶山露天礦大型斗輪挖掘機提供了優質焊接機架，由此確定該顎式破碎機采用焊接機架。

3. 排礦口調整

美國NORDBERG公司采用從機架兩側成對楔塊調整排礦口的辦法，基本上能解決上述困難，但楔塊調整距離有限，而且，兩側楔塊需同步位移才能保證肘板支撐面平行，這是很難辦到的。

因此，我們采用了兩者結合的辦法，即從機架兩側取放同等厚度墊片來調整排礦口，這樣，既可大范圍調整排礦口，也可采用大肘板角，提高了整機的性能水平。

上述三大改進的成功實踐，不僅順應了顎式機型的發展潮流，同時也為復板顎式破碎機其它型號的改進奠定了基礎。

四.復擺顎式破碎機的發展方向

通過對PEF-48"×42"復擺顎式破碎機的設計，確立了今后復擺顎式破碎機系列的發展趨勢——定型化和多用途。只有徹底接受新時代對該機型的要求，不斷完善，才能在市場競爭中立于不敗之地。

（1）定型化

用過PEF-48"×42"顎式破碎機同美國REXNORD公司產品類比，可以得出該機的設計水平已接近世界先進水平，但仍顯不足的是該機的機架高度較高，保險和調整排礦口仍顯不夠完善。

在PEF-48"×42"顎式破碎機上采用從機架兩側防區墊片，如果再同時采用保險銷保險，遇到堵礦的情況，就可以用取出支座中調整墊片松開“咬住”的動顎的辦法，及時清除異物。

因此，機架高度問題和保險操作方便問題解決后，我廠的新型復擺顎式破碎機技術將產生一個重大的飛躍。

（2）多用途化

由于移動式破碎機要求粗碎破碎機機架盡量低一些，因此在保證碎石生產線能夠正常匹配下，開發出低腔系列顎式破碎機也是一個發展方向。

五.結論

通過工作實踐和發展方向預測，說明復擺顎式破碎機系列還有待進一步完善和改進。

因此，毫無保留地汲取各家之長，勇于創新，勤于鉆研技術，就能夠使顎式破碎機這一古老機型常用常新，促進破碎行業不斷發展。

參考文獻：

[1]《選礦設計手冊》——冶金工業出版社

[2]《破碎粉磨機械》——機械工業出版社

[3]《礦山機械》——冶金工業出版社