顎式破碎機(jī)在現代礦山開發、冶金和(hé)建築製砂製石等行業中廣泛使(shǐ)用的(de)一種破碎設備。顎式破碎機的(de)破碎機理(lǐ)是靠動顎相對於定顎的相對擠壓運動來破碎物料,因此使用過程中顎板屬(shǔ)於顎式破碎機的易損件,顎板的磨損(sǔn)是很普遍的現象(xiàng)。根據專(zhuān)業廠商的統計(jì)數據顯示,生產20萬t石英材料要消耗98kg的固定齒板260塊,120kg的活動齒板88塊,可見齒板磨損失效問題(tí)的嚴重性。目前廣泛使用的顎板也(yě)就是齒板(bǎn)材料為水韌處理的高(gāo)錳鋼,使用中由(yóu)於擠壓造(zào)成加工硬化,其硬度可以由200Hv達到650Hv,在有一(yī)定程度磨損(sǔn)齒板齒(chǐ)麵上可以看到齒板表麵由於擠壓形成的凹凸不平,以及由物料的切(qiē)削形成(chéng)的劃痕。可見顎板的磨損主要是由於物料的(de)擠壓(yā)以及物料與顎板(bǎn)之間相對滑動造成。影響顎板磨損的主要因素有:物料特性、顎式破碎機運行參數、顎板的材料(liào)。目前,對於顎板磨損的研究大多數從微觀材料學的角度進(jìn)行。下麵以動顎運(yùn)動分析(xī)為基礎,結合物料在破碎腔內的流動分析(xī)\物(wù)料破(pò)碎(suì)特性,從宏觀角度對顎板的磨損進行分析。
顎式破碎機機構為曲柄搖杆機構,見圖(tú)1。AB為偏心軸偏心距,OC為肘板,動顎BC在(zài)AB帶動下做複雜擺動,物料在兩顎板(bǎn)間擠壓破碎。下麵以PE400x600破碎機機構參數(見表1)為依據(jù)進行計算,圖2,圖3,圖4,圖5,圖6為origin7.0軟件對計算結果處理得(dé)出的(de)圖形。圖2為BC杆上從(cóng)C到刀點的十等分點的運動軌跡。很顯然,月點軌跡(jì)是以A點為圓心,偏心距為半徑的圓,C點軌跡是以(yǐ)0為圓心;OC為半徑的(de)一段圓弧(hú)。圖3為圖2上(shàng)5點的放大軌跡。由圖4為(wéi)5點水平位移和(hé)豎(shù)直位移相對甲角的軌跡圖(tú),結合圖3、圖4可以看出,從/4點開始,BC段為擠壓行程,豎(shù)直方向先向上後向(xiàng)下(xià)運(yùn)動。圖5為動顎板BC上(shàng)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(cóng)C到B各點擠壓行程中向上運動(dòng)和向—F運(yùn)動的(de)行程。
顎式破碎(suì)機物料在破(pò)碎(suì)腔(qiāng)內流動是一個看似簡單卻很複雜(zá)的過程。
理想狀態下,物料經過一係列的破(pò)碎(suì)粒度減(jiǎn)小到要求標準,從排料口排 出。由上述分析可知,動顎在擠壓行程中豎直方向有運動,因(yīn)此,物料與顎(è)板之間必然存在相對滑動。從運動分析圖中可以發現,在動顎的擠壓行程中,動顎在垂直方向先向上然後向下運動。下麵(miàn)分別對物料破碎時-上述兩種情況進行(háng)受力運(yùn)動(dòng)分(fèn)析。由(yóu)於物料自身重力相比較其他力較小,可以忽略。圖7,圖8為物料破碎(suì)時受力分析圖。動顎向上(shàng)運(yùn)動時:這說明假設符合實際情況(kuàng)。由此說明(míng),在動(dòng)顎向(xiàng)上運動的時候,物料和定顎(è)板首先發生相對(duì)滑動,且較物料與動顎板相對容易發生滑動。同樣方(fāng)法,在動顎向下運(yùn)動(dòng)的時候,物料(liào)和動顎板首先發生相對滑(huá)動,且較物料與定(dìng)顎板相對容易發生(shēng)滑動。
很顯然(rán),物料在顎(è)式破碎機中的破碎大多數情況下是點接觸擠壓引起的(de)劈裂破碎,在這種情況下破碎是由於物料(liào)內(nèi)部拉應力(lì)作用下內部裂(liè)紋擴張引發物料破碎,見(jiàn)圖9。圖10為花崗石在Allis-Chalmers高能破碎測試係統下進行的破(pò)碎實驗(yàn)數(shù)據圖。其中擠(jǐ)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(dù)相當於破碎機(jī)偏心軸轉速228r/s。破碎力從峰值迅速下降說明(míng)物料已經破碎。從圖直0中可以看出,物料的破碎過(guò)程很迅速,大(dà)約需重(chóng)us,對應行程很小。考慮實驗試件為平均直徑(jìng)47.492mm,長25.668mm的圓柱體,實際中破碎的物料為不規則形狀,其破碎前擠壓接觸部分粉碎發(fā)生要更為嚴重,需要更多的擠壓行程,其(qí)破碎過程中豎直行程更多,而且物料的有效破碎行程(chéng),也就是(shì)物(wù)料劈裂所(suǒ)需行程和物料的體積有(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(shàng)部破碎時動顎有較多的向下行程,而在下(xià)部(bù)由於向上運動的破碎行程很大,可以認為在破碎行程中動顎向下運動時物(wù)料基本上已經完成破碎。這也可從使用過(guò)的顎板得到證明(míng),在定顎板(bǎn)磨損嚴重(chóng)的中(zhōng)下部(bù)有明顯的相對劃痕(hén),而動顎板(bǎn)則幾(jǐ)乎沒有看(kàn)到劃痕。
在複擺顎式破碎機(jī)使用過程(chéng)中,特別是在(zài)有較大破碎比時,物料的堵塞也相對嚴重,出現物料破碎困難或者無法破碎。在這種(zhǒng)情況(kuàng)下物料在顎板擠壓下的滑(huá)動增(zēng)加,加劇顎板的磨損,同時由於磨損產生,使得齧角進(jìn)一步加(jiā)大,堵塞更加嚴重,形成惡(è)性循(xún)環。
從以上分析可以(yǐ)看(kàn)出,動顎(è)板的磨損主要是由(yóu)於(yú)物料與(yǔ)顎板的擠壓而形成,而(ér)對(duì)於定顎板物料與顎板的相對滑動也是造成磨損的主要原因。從使用者角度看,影響破碎機顎板磨損的因素(sù)有(yǒu)很(hěn)多,對於特定物料來說,確(què)定(dìng)顎板磨損分布還需要進一步對破碎時顎板受力的分布進行分析,如果能(néng)有(yǒu)效預測顎板磨損分(fèn)布,將為破碎機的設計和選擇提供依(yī)據。