適用於礦山井下作業外動顎低矮（ǎi）顎式破（pò）碎機研製

1、外動顎低矮顎式破碎機設備（bèi）簡介

PEWA90120外動顎低矮顎式（shì）破碎機（jī）是一種適用於地下破碎的新型破碎設備，它結構低（dī）矮、整個機組可拆、結構緊湊，便於搬運、吊裝，特別適用於空間（jiān）受到限（xiàn）製（zhì）的場（chǎng）合。與同規格的（de）傳統鄂式破（pò）碎機相比，生產能力提高21.82%，襯板壽命至（zhì）少提高3倍，整機高度降低25.6%，噸礦石消耗的功率可降低30%。

在礦山生產中，運輸礦石的費用占礦石總生產費用的30%，采用普通的膠帶輸送機運輸，可使運輸費用降低80%一90%。但普通膠帶輸送機無法輸送未經破碎的（de）大塊度、高硬度、棱（léng）角鋒利的原礦，將新型低矮移動方便的破碎機（jī）用於硬（yìng）岩礦山（shān）的（de）地下甚至工作麵初碎，對提高礦（kuàng）山的開采強度（dù）和作業效率，甚至實（shí）現地下高效（xiào）連續出礦的理想都是至（zhì）關重要（yào）的一步。

近30年來，為了大幅度降低礦石的提升運輸費（fèi）用，很多礦山己將礦石粗碎工序移到井下進行，但傳統粗碎破碎機及其機組結構笨重、體積龐大，需要（yào）開挖人型破碎酮室。而在地下礦山特別是（shì）在某些地（dì）質構（gòu）造複雜、斷層（céng）縱橫交錯的礦（kuàng）山，開（kāi）鑿高大炯室投資人、工效低、操作困難、安全性差，此（cǐ）時，能滿足（zú）地下礦山（shān）需要的低矮破碎設備就顯得尤為重要。

近（jìn）年來，北京（jīng）礦冶研究總院新研（yán）製成功的（de）外動顎（è）勻擺顎式破碎機外形低矮，比同型號傳統顎（è）破低（dī）20%，喂料高度低，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（pò）碎機破碎能力大，襯板磨損低，能量消耗低（dī），是地下初碎的理想選擇。但目前（qián）該係（xì）列破碎機較人型號為PEWA750 x 1060，較大入料粒度630 mm，破碎機處理能力在72一150m3/h，不能滿足大中型地卜（bo）礦山的（de）要求，研製更大型號的低矮式外動顎勻（yún）擺顎式（shì）破碎機成為礦山，特別是地下及空間受限製的（de）礦山的（de）迫（pò）切需要。

2、外動顎低矮（ǎi）顎式破碎機研（yán）究思路及技術關鍵

（1）地下破碎對設備的要求

地下開采的工藝條件對（duì）地下初碎設備提出了苛（kē）刻刻的要求。工作空間（jiān）:由於地下初碎設（shè）備安（ān）裝在集中（zhōng）破碎峒室或（huò）接近工作（zuò）麵，峒室尺寸越小、高度越低（dī）越經濟。這（zhè）使設備尺寸受到嚴格控製，要求設（shè）備（bèi）高（gāo）度盡較低，結構緊湊。

工作對象:地下金屬礦山中破碎的多為堅（jiān）硬物料。礦岩硬度係數f達到15一20。礦石破碎所需（xū）的破碎力大，襯板磨損嚴重。因此，要求設備要有高的強度和剛度，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（wéi）修。設備性能:要節能高效，生產能力高、設備功耗低，襯板壽命長。

（2）目前地下初碎設備存在的問題

目前（qián）地下（xià）礦山可選擇的初碎設備有兩大類:旋回破碎機（jī）和顎式破碎機。

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

(2)顎式破（pò）碎機（jī）結構簡單（dān）、工作可靠、製造維修容易、適應性強、成本低廉，一直是破碎領域中應用較廣的破（pò）碎（suì）設備，也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（è）式破碎機、複擺式顎式破碎機。前者結構（gòu）複雜，設備高度高、整機重量重，處理能力比較低。後者結構（gòu）簡單、運動可（kě）靠（kào）、重量輕。生產（chǎn）能力比簡擺額（é）式破（pò）碎機高30%左右。但顎板的使用壽命短、能耗大、偏心距大、振動噪音大、運轉平穩性差（chà）。

（3）關鍵技術及研究思（sī）路

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

(1)從（cóng）粉碎機構學的研究入手，改變傳統顎破的機（jī）構（gòu）設計。

(2)應用好的計算機技術（shù），創立（lì）粉碎機械的新型機構設計，獲得動顎理想運動軌跡。

(3)采用研究開發的機構（gòu）設計軟件優化機構尺（chǐ）寸參數，獲得設備的（de）優良性能。

3、新型外動顎低矮破碎機的研製機構原理設計

新（xīn）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（suì）機的機構（gòu）原（yuán）理。設計新穎傳（chuán）統複（fù）擺額式破碎機是一（yī）曲柄連杆（gǎn）機構，其連杆就是動顎。而外動顎勻擺硬岩破碎機的連杆（gǎn）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（bǎi）顎式破碎機（jī）理論研究的深入與成功，為PEWA90120新（xīn）型外（wài）動顎低矮破碎機的開發提供了基礎，采用現代設計法從改變機構設計入（rù）手，研製新一代（dài）樣機，利用自主開發的“PW係列機構設計（jì）”，專用軟件，分別通過改變偏心距E、肘板長（zhǎng）L、肘板座與偏心軸懸（xuán）掛點（diǎn）的水平距離B、動顎在連接垂線上部（bù）的距離b、肘（zhǒu）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（huò）得大量數據，較終確定的機構參數獲得了較理想的動領（lǐng）運動軌跡，為PEWA90120破碎機的結構設計確定（dìng）了（le）機構（gòu）幾何參數和運動參數。

結構設（shè）計及（jí）結構特點

由（yóu）於（yú）PE WA90120新型外動顎低矮破碎機的機構設計與傳統的（de）顎式破碎機完全不同，設備的（de）結構和外型都發生（shēng）了很大變化，其設計簡圖見圖2。PE-WA90120破碎由傳動部、機架部（bù）2、動（dòng）顎（è）部3、調整部4、可調領部5、拉緊部6及潤滑係統等組成，電動機經三（sān）角皮帶通過皮帶輪馭動偏（piān）心軸（zhóu），通過邊板將偏心軸的偏心轉動傳到外側的動顎上。

新機型（xíng）的（de）結構特點是:

(1)新機型不像傳（chuán）統複擺顎式（shì）破碎（suì）機那樣采用偏心連杆套環裝置，而是通過活動邊（biān）板將偏心（xīn）運動傳到外側（cè）的動顎上，破碎腔呈傾斜狀態。

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

(3)負懸掛機構、皮（pí）帶輪及飛輪不在（zài）機器的上部而在設（shè）備（bèi）中部兩（liǎng）側。

(4)靜（jìng）顎由懸掛軸懸掛（guà）在機架上，下（xià）部通過襯板與機架相連，通過調0肘板，靜顎繞懸掛軸旋轉以改變排料（liào）口大小，控製（zhì）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。

技術性能參數PEWA90120破碎機（jī）主要技術參數見表（biǎo）1。

 

新型顎式破碎機性能優點

(1) 外形低（dī）矮。新型機破（pò）碎腔的（de）傾斜（xié）布置及負懸掛的結構設計，大大降低了皮帶輪及（jí）飛輪（lún）的安裝高度，從（cóng）而大大降低了設備的整體高度和（hé）喂（wèi）料高（gāo）度。與同規格破碎機外形尺寸的比較見表（biǎo）2。

新機型與喂料機械（xiè）水平布置（zhì）、而不是（shì）傳（chuán）統的階梯布置，因此，大大減少了峒室的開鑿量（liàng）。峒室高度降低1/2一2/3，開（kāi）鑿量減少2/30

(2)動顎運（yùn）動軌（guǐ）跡理想。新型（xíng）外動顎勻擺顎式破碎機，動顎與連（lián）杆分離。連杆的運動（dòng）特性，己經不再約束動顎的運動特性。這（zhè）種新顎的機構設（shè）計徹底改變了傳統顎式破碎機動領運動軌跡，通過合理地設計（jì）機構參數，可以很靈活地調整（zhěng）動顎運（yùn）動軌跡，獲得理想（xiǎng）的動顎（è）運動特性。

動（dòng）顎板上各點行程及其特征值決定破碎（suì）機性能的好（hǎo）壞。新型外動顎低矮顎（è）式破碎機的行程比遠遠小於傳統複擺顎破，動顎運動軌跡（jì）分布規律是:破（pò）碎方（fāng）向行程大，利（lì）於物料破碎，磨（mó）損方向行程小，大大減少領板磨損。

(3)襯板壽命長。動顎運動的軌跡決定了被破物料在破碎與排料過（guò）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計（jì），不同的結構參數及不同的腔形會得到不同的動顎軌（guǐ）跡。PEWA90120外動顎低矮顎式破碎機的動顆（kē）運（yùn）動軌跡磨損（sǔn）方向（xiàng）行（háng）程及行程比（bǐ）遠（yuǎn）遠（yuǎn）小傳統PEF90120領式破碎機，從而大大降低襯板磨損。

(4)生產能（néng）力高、能耗低（dī）。由於新機型動（dòng）W與靜顎的位置與傳統複擺顎式破碎（suì）機正好相反，動顎的（de）往複運動為破碎機提（tí）供（gòng）了可（kě）靠的進料保障，並促進（jìn）排（pái）料，生產能力比（bǐ）傳（chuán）統顎式破碎機高。從動顎運動軌跡分析，新型PE WA90120破碎機以較小的偏心距(18 mm)，可（kě）獲（huò）得比同（tóng）規格傳統顎式破碎機PEF90120(偏心距20 mm)大的動（dòng）顎破碎行（háng）程（chéng）。因此設備運行平穩，轉速提高10%，生產能力提（tí）局。新型PE WA90120破碎機小的磨損（sǔn）行程大大減少了無用功，能耗低。

   
(5)粉塵少、噪音低。

5、新型PE WA90120破碎（suì）機工（gōng）業生產試驗（yàn）

新型PE WA90120破碎機於2001年（nián）9月在安慶銅礦的一（yī）616 m破碎（suì）峒室安裝調試，10一11月進行了工業試（shì）驗，與同峒室的（de）同規格的PEF90120傳統複擺顎式破碎機（jī）進行比較，綜合（hé）檢驗該設備（bèi）的運（yùn）轉狀態，檢（jiǎn）測該設備的各項性能指標，進行生產（chǎn）能力及破碎粒（lì）度的（de）測定。工業（yè）試驗表明:PEWA90120外動顎（è）低矮顎式破（pò）碎機各項性能指標符合（hé）設計要求和生產要求，大大優於PEF90120傳統複擺顎式（shì）破碎機。表3比較（jiào）了兩種破碎機（jī）的技術性能指標。

試驗成功後即轉入生產，至今（jīn）碎礦70多（duō）萬t，設備開動（dòng）率達97%。生產實（shí）踐也表明，該機性能優良、操作維修（xiū）方（fāng）便，運行可靠，成本（běn）低。

PE WA90120破碎機是一種大型複雜的新型破碎設備，為目前用於（yú）硬岩地下礦山較大型（xíng）號的低矮型破碎機（jī），它根本改變了傳統（tǒng）複擺顎式破碎機（jī）以四連杆機構中的連杆做為（wéi）動顎的（de）傳統設計，獲得了傳統顎（è）破不能獲得的動顎理想軌跡，利於破碎又能減輕N板的磨損，因此從根（gēn）本上改變了複擺顎式破碎機的性能（néng）。該機結構獨特:低矮、整個機組可拆、結構緊湊，便（biàn）於搬運、吊（diào）裝，低矮的外形特別適用於空間受到限製的場合，能方便（biàn）地在井下運輸、安裝及靠近工作（zuò）麵工作。與同規（guī）格的傳（chuán）統顎（è）破相比，生產能力提（tí）高21.82%,襯板壽（shòu）命至少提高3倍，低矮型整機（jī）高度降低25.6%，噸礦石消耗的功率可降低30%。該機的研製填補了國內破碎設備的一項空白。