顎(è)式破碎(suì)機在(zài)現代礦山開發、冶金和建築(zhù)製砂製石等行業中(zhōng)廣泛使用的一種(zhǒng)破碎設備。顎式破碎機的(de)破碎機理是靠動顎相對於定顎的相對擠壓運動來破碎物料,因此使(shǐ)用過程中顎板屬於顎式破碎機的易損件,顎板的磨損是很普遍的現象。根(gēn)據專業廠商的統計數據顯示,生產20萬t石英材料要消耗98kg的固定齒板(bǎn)260塊(kuài),120kg的活動齒板(bǎn)88塊,可見齒板磨損失效問題的嚴重性。目前廣泛使用的顎板也就是齒(chǐ)板材料為水韌處理的高(gāo)錳鋼,使用(yòng)中由於(yú)擠壓造成加工硬化,其硬度可以由200Hv達到650Hv,在有一定程度磨損齒板齒麵上可以看到齒板(bǎn)表麵由於擠壓形成(chéng)的凹凸不平,以(yǐ)及由物料的切削形成的劃痕。可見顎板的磨(mó)損主要是由於物料的(de)擠壓以及物(wù)料與顎板之間相對(duì)滑動造成。影響顎板磨損的主要因素有:物料(liào)特性、顎式破(pò)碎機運行參數、顎板的材料。目前(qián),對於顎板磨損的(de)研究大多數從微觀材料學的角度進行。下麵以動顎運動分析為基礎,結合物料在破碎腔內的流動(dòng)分析\物料破(pò)碎特性,從宏觀角度對(duì)顎板的磨損進行(háng)分析。
顎式破碎機機構為曲柄搖(yáo)杆機構,見(jiàn)圖1。AB為偏心軸偏心距,OC為肘板(bǎn),動顎BC在AB帶動下做複雜擺動,物料在(zài)兩顎板間擠壓破碎。下麵以PE400x600破碎機機構參數(見表1)為依據進行計算,圖2,圖3,圖4,圖(tú)5,圖6為origin7.0軟件對計算結果處理得出的圖形。圖2為BC杆上從C到刀點(diǎn)的十等分點的運動軌跡。很顯然,月點軌跡是以A點為圓心,偏心距為半徑的圓,C點軌跡是以0為(wéi)圓心;OC為半徑的一段圓弧。圖3為圖2上5點(diǎn)的放大軌跡。由圖(tú)4為5點水平位移(yí)和豎直位移相對甲角的軌跡圖,結合圖3、圖4可以(yǐ)看(kàn)出,從/4點開始,BC段為擠壓行(háng)程,豎直方向先向上後向(xiàng)下運(yùn)動。圖5為動顎板(bǎn)BC上從C到B的各點周期運動的水平行程和豎直行程。圖6為從C到B各點擠壓行程中向上(shàng)運動和向—F運動的行程。
顎式破碎機物料在破碎腔內流動是一個看似簡單卻很複雜的過程。
理想狀態下,物料經(jīng)過一係列的破碎粒度減小到要(yào)求(qiú)標準(zhǔn),從排料口排 出。由上(shàng)述分析可知,動顎在擠壓行程(chéng)中豎直方向有運動,因此,物料與顎板之間必然存在(zài)相對滑動。從運動分析圖中可(kě)以發現,在動顎的擠壓行程中,動(dòng)顎在垂直方向先向(xiàng)上然(rán)後向下運動。下麵分別對物料破碎時-上述兩種情況進行受力運動分析。由於物料自身重力相比較其他力較(jiào)小,可以忽略(luè)。圖7,圖8為物(wù)料破碎時受力分析圖。動顎(è)向上運動時:這說明假設(shè)符合實際情況。由此說明,在(zài)動顎向上(shàng)運動的時(shí)候,物料和定顎板首先發生相對滑動(dòng),且較物料與動顎板相對容易發生滑動。同樣(yàng)方法,在動顎向下運動的時候,物料和動顎板首先發生相對滑動,且(qiě)較物料與定顎板相對容易發生滑動。
很顯然,物料在顎式破碎(suì)機中的破碎大多數情況下是點接觸擠壓引起的劈裂破碎,在(zài)這種情況下(xià)破碎是由於物料內部拉應力作用下內(nèi)部裂紋擴張引發物(wù)料破(pò)碎,見(jiàn)圖9。圖10為花(huā)崗石在Allis-Chalmers高能破碎測試係統下進行的破碎實驗數據圖。其中擠壓行程(STROKE)欄中1個單位對應(yīng)10.16mm,破碎力(FORCE)欄中1個單位對應15.57kN破碎速度相當於破碎機偏(piān)心(xīn)軸轉速228r/s。破碎力從峰值迅(xùn)速下降說明物料已經破碎。從圖直0中可以看出,物料的破碎過程很迅速,大約需重us,對應行程很小。考(kǎo)慮實驗試件為平均直徑47.492mm,長(zhǎng)25.668mm的圓柱體,實(shí)際中(zhōng)破碎的物料為不規則形狀(zhuàng),其破碎前擠壓接觸部分粉碎發生要更為嚴重,需要更多的擠壓行程,其破碎過程中豎直行程更多,而且物料(liào)的有效破(pò)碎行程,也就是物料劈裂所需行程(chéng)和物料的(de)體積有(yǒu)關,是隨著體積增大而加大的。從圖6中可以看出,破碎(suì)腔內上部破碎時(shí)動顎有較(jiào)多(duō)的(de)向下行程,而在下部由於向上運動的破碎行程很大,可以(yǐ)認為在破碎行程(chéng)中動顎向下(xià)運動時物料基本上已經完成破碎。這也可從使用過的顎板得到(dào)證明,在定顎板磨損嚴重的中下部有明顯的相對劃(huá)痕,而動顎板則幾乎沒(méi)有看到劃痕。
在複擺顎式破碎(suì)機使用過程中,特別(bié)是在有較大破碎比時,物(wù)料的堵塞也(yě)相(xiàng)對嚴重,出現物料破碎困難或者(zhě)無法破碎。在這(zhè)種情況下物料在顎板擠壓下的滑動增加,加劇顎板的磨損,同時由於磨損產生,使得齧角進一步加大,堵塞(sāi)更加嚴重,形(xíng)成惡性循環。
從以上分析可以看出,動顎板的磨損主要是由(yóu)於物料與顎板的擠壓而形成,而對於(yú)定(dìng)顎板物料與顎板的相對滑動也是造成磨損的主要原因。從使用者角(jiǎo)度看,影響破碎機顎板磨損的因(yīn)素(sù)有很多(duō),對於特定物料來說,確定顎板磨損分布還需要進一(yī)步(bù)對破碎時顎板受力的分布進行分析,如果能有效預測顎板磨損分布,將為破碎機的設計和選擇提供依據。