適用於礦山井下作業外動顎（è）低矮顎式破碎（suì）機研製

1、外動顎低矮顎式破碎機設備簡介

PEWA90120外動顎低矮顎式（shì）破碎機是一種適用於地下破碎的（de）新型（xíng）破碎設備，它結構低（dī）矮、整個（gè）機（jī）組可（kě）拆、結構緊湊（còu），便於搬運、吊裝，特別適用於空間受到限製的場合。與（yǔ）同規格的傳統鄂式破碎機相比，生產能力提高21.82%，襯板壽命至少提高3倍，整機高度降低（dī）25.6%，噸礦石消耗的功率可降低30%。

在礦山生產中，運輸（shū）礦石的費用占礦石（shí）總生產費用的30%，采用普通的膠帶輸送機運輸，可使運輸（shū）費用降低80%一90%。但（dàn）普通膠帶輸（shū）送機無法輸送（sòng）未經破（pò）碎的大塊度、高硬度、棱角鋒利的原礦，將新（xīn）型低（dī）矮移（yí）動方便（biàn）的破碎機用於硬岩礦（kuàng）山的地下甚至工作麵初碎，對（duì）提高礦山的開采強度和作業效率，甚至實現地下高效連續出礦的理（lǐ）想都是至關重要的（de）一步。

近30年來，為了大幅（fú）度降低礦石的提升運輸費用，很多礦山己將礦石粗碎工（gōng）序移到井下進行，但（dàn）傳統粗碎破碎機及其機（jī）組結構笨重（chóng）、體積龐大，需要開挖人型破碎酮室。而（ér）在地下礦山特（tè）別是在某些地質構（gòu）造複雜、斷層（céng）縱橫交錯的（de）礦山，開（kāi）鑿高大炯室投資人、工效低、操作困難、安全性差，此時，能滿足地下礦山需要的低矮（ǎi）破碎設備就顯得尤為重要。

近年來，北京礦冶研究總（zǒng）院新研製成功的外動顎勻擺顎式破碎機（jī）外形低矮，比同型號傳統顎破（pò）低20%，喂料高度（dù）低，破碎係統的高度降低1/3左右，大大減少了通室的開鑿量。這種破碎機破碎能力大，襯（chèn）板磨損低，能量（liàng）消耗低（dī），是（shì）地下初碎（suì）的理想選（xuǎn）擇。但目（mù）前該係列破碎機較人型號為PEWA750 x 1060，較大入料粒度630 mm，破碎（suì）機處理能力在72一150m3/h，不能滿足大中（zhōng）型地（dì）卜礦山的要求，研製更大型號的低矮式外動顎勻擺顎式破碎機（jī）成為礦山，特別（bié）是地下及空間受限製的礦山的迫切需（xū）要。

2、外動顎低矮顎式破碎機研究思路及技術關鍵

（1）地（dì）下破碎對設備的要求

地下開采的工藝條件對地下初碎（suì）設備提出了苛刻刻的要求。工作空間:由（yóu）於地下初碎設（shè）備安裝在集中破碎峒室或接近（jìn）工作麵，峒室尺寸越小、高度越低越經濟。這使設備尺（chǐ）寸受到嚴格（gé）控製，要求設備高度盡較低，結（jié）構緊湊。

工作對象:地下（xià）金屬礦山中破（pò）碎的多為堅硬物料。礦岩硬度係（xì）數f達到15一20。礦石破碎所需的（de）破碎力大，襯板磨損嚴重。因此，要求設（shè）備要（yào）有高的強度（dù）和剛度，耐衝擊，耐磨損（sǔn）。工作環境:地下空間狹窄，環境複雜，要求設備簡單可靠，便於操作和維修。設備性能:要節能高效，生產（chǎn）能力高、設備功耗低，襯板壽命長。

（2）目前地下初碎設備存（cún）在（zài）的問題

目前地下礦（kuàng）山可（kě）選擇的初碎設備有兩大類（lèi）:旋回破碎機和顎式破（pò）碎機。

(1)旋回（huí）破碎機生（shēng）產（chǎn）能力高，破碎的塊（kuài）度大（dà），但整機重量重（chóng），外形尺寸大，高度高，相應所需的井筒尺寸、巷道斷麵都（dōu）要大、地下破碎（suì）用室的高度高，峒室開鑿較人大。因此僅在顎式破碎（suì）機不能滿足生產能力或破碎塊度要求的少數大型地下礦山選用。

(2)顎式破碎機（jī）結構簡單、工（gōng）作可靠、製造維修容易、適應性強（qiáng）、成本低廉，一直是破碎領域中應（yīng）用較廣的破碎設備，也（yě）是地下礦山首選的初碎設備。可選擇的顎（è）式破碎機有兩種類型:簡擺式顎式破碎機、複擺式顎式破碎機。前者結構複雜，設備高度高、整機重量重，處理能力比較低。後者結構簡單、運動可靠、重量（liàng）輕。生產能力（lì）比簡擺額式破碎機高30%左右。但顎（è）板的（de）使用壽命短、能耗大（dà）、偏心距大、振動噪音大、運轉平穩性（xìng）差。

（3）關鍵技術及研究思路

由於傳統的顎式破碎機自身（shēn）固有的缺點，在其基（jī）礎上改進也不能滿足工藝對設備的要求。要突破傳統破（pò）碎機的設（shè）計思路，從機械設計的根本出發，研製新型的破碎設備。

(1)從粉碎機（jī）構學的研究（jiū）入手，改變傳統顎破的機構（gòu）設計。

(2)應用好的計算機技（jì）術，創立粉碎機械的新（xīn）型機構設計，獲得動顎理想運（yùn）動軌跡。

(3)采用研究開發的機（jī）構設計軟件優化機構尺寸參數，獲（huò）得（dé）設備的優（yōu）良性能。

3、新型外動顎低矮破碎機的研製機構原理設計

新型外動顎勻擺顎式（shì）破碎機改變了100多年來傳統顎式破碎機的機構原理。設計新穎傳統複擺額式破碎機是一曲柄（bǐng）連杆機（jī）構，其（qí）連（lián）杆就是動顎。而外動顎勻擺硬岩破碎機的連杆是活動邊板，而動顎僅是連杆上一點的延（yán）伸(見圖1).

 PEWA90120機構設計參數

 由於外動顎勻擺顎式破碎機理論研究的深入與成功，為PEWA90120新型外動顎低矮破碎機的開發提供了基礎，采用現代設（shè）計法從改變機構設計入手，研製新一代樣機，利用（yòng）自主開發的“PW係列機構設計”，專用軟件，分別通過（guò）改變偏心距E、肘板長L、肘板座與偏心軸懸掛點的水平距離B、動顎在連接垂（chuí）線上部（bù）的距（jù）離b、肘板與水平方向夾角ψ、動顎襯板與水平方向左側夾角Ø。共50多組數據的計算分析獲得大量數據（jù），較終確定的機構參數獲得了較理想的動領運動（dòng）軌跡，為PEWA90120破碎機的結構設計確定（dìng）了機構幾何參數和運動參數。

結構設計及（jí）結構特（tè）點

由於PE WA90120新型外動顎（è）低矮破碎（suì）機的機構設計與傳統的顎式破碎機完全不同（tóng），設備的結構和外型都發生了很大變化，其設計簡圖見圖2。PE-WA90120破碎由傳動部、機架（jià）部2、動顎部3、調整部4、可調領部5、拉緊部6及潤（rùn）滑係統等組成，電動機經三角皮帶通過皮帶輪馭動偏心軸，通過邊板將偏心（xīn）軸的偏心轉動傳到外側的動顎上。

新機型的結構特點是:

(1)新（xīn）機型不像傳統複擺顎式破碎（suì）機那樣采用偏心（xīn）連杆套環（huán）裝置，而是通過活動邊板將偏心運動傳到外側的動顎（è）上，破（pò）碎腔呈傾斜狀態。

(2)動顎板和偏心軸位於破碎腔及靜（jìng）顎兩側，通過活動側板將偏心運動傳遞給顎板。

(3)負懸（xuán）掛機構（gòu）、皮帶輪及飛輪（lún）不在機器的上部而（ér）在設備中部兩（liǎng）側。

(4)靜顎由懸掛軸懸掛在機架上，下部通過襯板（bǎn）與機架相連，通過調0肘板，靜（jìng）顎（è）繞懸掛軸旋轉以改變排料口大（dà）小，控製排料粒度。

(5)機架為可（kě）拆卸式，焊接箱型結構，既減輕了重較，又提高了剛度，便於井下狹小空間運輸安裝。

技術性能參（cān）數（shù）PEWA90120破（pò）碎機主要技術參數（shù）見表（biǎo）1。

 

新型顎式破碎機（jī）性能優點

(1) 外（wài）形低（dī）矮（ǎi）。新（xīn）型機破碎腔的傾斜布置及負懸掛的結構設計，大大降低了皮帶輪及飛輪（lún）的（de）安裝高度，從而大大降低了設備的整體高度和喂料高度。與同規格（gé）破碎機外形尺寸（cùn）的比較見表2。

新機型與（yǔ）喂（wèi）料機械水平布置、而不（bú）是傳統的階梯布置（zhì），因（yīn）此，大大減（jiǎn）少了峒室的開鑿量。峒室高度降低1/2一（yī）2/3，開鑿量減少2/30

(2)動顎運動軌跡理（lǐ）想。新型（xíng）外動（dòng）顎勻（yún）擺顎（è）式破碎機，動（dòng）顎（è）與連杆分離。連（lián）杆的運動特性，己經不再約束動（dòng）顎的運動特性（xìng）。這種新顎的機構設計徹底改變了傳統顎式破（pò）碎機動領（lǐng）運動軌（guǐ）跡，通過合理（lǐ）地（dì）設計（jì）機構參數，可以很靈（líng）活地調整動顎運動軌跡，獲（huò）得理想的動顎運動（dòng）特性。

動顎（è）板上各點行程（chéng）及其特征值決（jué）定（dìng）破碎機性能的好壞。新型外動顎低矮（ǎi）顎式破碎機的行程比遠遠小於（yú）傳統複擺顎破，動顎運動軌跡分布規律是:破碎方（fāng）向行程大，利於（yú）物料破碎，磨損方向行程小，大大減少領板磨損。

(3)襯板壽命長（zhǎng）。動顎運動（dòng）的軌跡決定了被破物（wù）料在破（pò）碎與排料過程中與襯板之間的相對運動及受力狀況。破碎機不同的結構設（shè）計，不同的結構參數（shù）及不同的腔形會得到不同的動顎軌跡。PEWA90120外動顎低矮顎式破碎機的動顆運動軌跡磨損方向行程及行程比遠（yuǎn）遠小傳統（tǒng）PEF90120領式破碎機，從而大大降低襯板磨損。

(4)生產能力高（gāo）、能耗低。由於（yú）新機型（xíng）動W與靜顎的位置與傳（chuán）統複擺顎式破碎機正好相反，動顎的（de）往複運動為破碎（suì）機提供了可靠的進料保障，並促進（jìn）排料，生產能力比傳統顎式破碎機高。從動顎運（yùn）動軌跡（jì）分析，新型PE WA90120破（pò）碎機以較小的偏心距(18 mm)，可獲得比同規格傳（chuán）統顎（è）式破碎機PEF90120(偏心距20 mm)大的動顎破碎行程。因此設備運行平穩，轉速提高10%，生產（chǎn）能力提局。新型PE WA90120破碎機小的磨損行程大大減少了（le）無用功，能耗低。

   
(5)粉塵少、噪音低。

5、新（xīn）型PE WA90120破碎機工業生產（chǎn）試驗

新型PE WA90120破碎機於（yú）2001年9月在安慶銅（tóng）礦的一616 m破碎峒室（shì）安裝調（diào）試，10一11月進行了工業試驗（yàn），與同峒室的同（tóng）規格的PEF90120傳統複擺顎式破碎機進行（háng）比較，綜合檢驗該設備的運轉狀態，檢測該設備的（de）各項性能指標，進行生產能力（lì）及破碎粒度的測定。工業試驗表明:PEWA90120外（wài）動顎低矮顎式破碎機各項性能指標符合設計要求和生產要（yào）求，大大優於PEF90120傳統複擺顎式破碎（suì）機。表3比較了兩種破碎機的技術性能指標。

試驗成功後即轉入生產，至今碎礦（kuàng）70多萬t，設備開動率達97%。生產實踐也表（biǎo）明，該機性能優（yōu）良、操作維修方便，運行可靠，成（chéng）本低。

PE WA90120破碎機是一（yī）種（zhǒng）大型複雜的新型破碎設備，為目前（qián）用於硬岩地下礦（kuàng）山較大型號的低矮型破碎機，它根本改變了傳統複擺顎式破碎（suì）機以四連杆機構中（zhōng）的連杆做為動顎的傳統（tǒng）設計，獲得了傳統顎破不能獲（huò）得的動顎理想軌跡，利於破碎又能減輕N板的（de）磨損，因此從根本上改變了複擺顎式破碎機的性能。該機結構（gòu）獨特:低矮、整（zhěng）個機組可拆、結構緊湊，便於搬運（yùn）、吊裝，低矮的外形特別適用於空間受到限製的場（chǎng）合，能方便地在井下運輸、安裝及靠近工作麵工作。與同規格的傳統顎破相比，生產能力提高21.82%,襯板壽（shòu）命至少提高3倍，低矮型整機高度降低25.6%，噸（dūn）礦石消耗的（de）功率（lǜ）可降低30%。該機的研製填補了國內破碎設備的一項空白（bái）。