適用於礦山井下（xià）作業外動顎低矮顎式破碎機研製

1、外動顎低矮顎式破碎機設備（bèi）簡介

PEWA90120外動顎低矮顎（è）式破碎機是一種適用（yòng）於地下破碎的新型破碎設備，它結（jié）構（gòu）低矮、整（zhěng）個機組可拆、結構緊湊，便於搬運、吊裝，特別適用於空（kōng）間受（shòu）到限製的（de）場合。與同規格的傳統鄂式破碎機相比，生產能力（lì）提高21.82%，襯板壽命至少提高3倍，整機高度降低25.6%，噸礦石消耗的（de）功率可降低30%。

在礦（kuàng）山生產中，運輸礦石（shí）的費用占礦石總（zǒng）生產費（fèi）用的30%，采用普（pǔ）通的膠（jiāo）帶輸送機運輸，可使運輸費用降低80%一（yī）90%。但普通膠帶輸送（sòng）機無（wú）法輸送未經破碎的大塊度、高硬度（dù）、棱角鋒利的原礦，將（jiāng）新型低矮移動方便的破碎（suì）機用於硬岩礦山的地下甚（shèn）至（zhì）工作麵初碎，對提高礦（kuàng）山的開（kāi）采強度和作業效率，甚至（zhì）實現地下高效連續出礦（kuàng）的理想（xiǎng）都是至關（guān）重要的一步（bù）。

近30年來，為了大幅度降（jiàng）低礦石的提升運輸費用（yòng），很多礦山己將（jiāng）礦石粗碎（suì）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，需要開挖人型（xíng）破碎酮室（shì）。而在地下礦山特別是在某些地質構造複雜、斷層縱橫交錯（cuò）的礦山，開鑿高大炯室投資人、工效（xiào）低、操作困難、安全性差，此時，能滿足地下礦山需要的低矮破碎設備就顯得尤為重（chóng）要。

近年來，北京（jīng）礦冶研究總院新研製成功的外動顎勻擺顎式破碎機外形低矮，比（bǐ）同型（xíng）號傳統顎破低20%，喂料高度低，破碎係統的高度降（jiàng）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，襯板磨損低，能量消耗低，是地下初碎的理想選擇。但（dàn）目前該係（xì）列破碎機較人型號（hào）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礦（kuàng）山的要求，研製（zhì）更大型（xíng）號的低矮式外動顎勻擺顎式破碎（suì）機成為（wéi）礦山，特別是地下（xià）及空間受（shòu）限製的礦山（shān）的迫（pò）切需要。

2、外動顎低（dī）矮顎式破碎機研究思路及技術關鍵

（1）地下破碎對設備的要求

地下開采的工藝條件對地下初碎設備提（tí）出了苛刻刻的要求。工作空間:由於地下初碎設備安裝在集中破碎峒室或接近工（gōng）作麵，峒室尺寸（cùn）越小、高度越（yuè）低越經濟。這使設（shè）備尺寸受到嚴格控製，要求（qiú）設備高度盡較（jiào）低，結構緊湊。

工作對象:地下金屬礦山中破碎的多為堅硬（yìng）物料。礦岩硬度係數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，要求設備要有（yǒu）高的強（qiáng）度和剛度，耐衝擊（jī），耐磨損。工作環境:地下空間狹窄，環境複（fù）雜，要（yào）求設備簡單可靠（kào），便於操作和維修。設備性能:要節能（néng）高效，生產能力高、設備功耗低，襯板壽（shòu）命長。

（2）目前地下初（chū）碎設備存在的問（wèn）題

目前地下礦山可選（xuǎn）擇的初（chū）碎設備有（yǒu）兩大類:旋回（huí）破碎機和顎式破碎機。

(1)旋回破碎機生產能（néng）力高，破（pò）碎的塊（kuài）度大（dà），但整機重量（liàng）重，外形（xíng）尺寸大，高度高，相應所需的井筒尺寸、巷道（dào）斷（duàn）麵都要大、地下破碎用室的（de）高（gāo）度高，峒室（shì）開鑿較人大。因此僅在顎式破碎機不能滿足生（shēng）產能力（lì）或破碎塊度要（yào）求（qiú）的少（shǎo）數大型地下礦山選用。

(2)顎式破（pò）碎機結構簡單、工作可靠、製造維修容易、適應性強、成本低廉，一（yī）直是破碎領域中應用較廣的破碎設備，也是地下礦（kuàng）山首選的初碎設備。可選擇的顎式破碎機有兩種類型（xíng）:簡（jiǎn）擺式顎式破碎機、複擺式顎式破碎機。前者結構複雜（zá），設備高度高（gāo）、整（zhěng）機重量重，處理能力比較低。後者結構（gòu）簡單、運動可靠、重量輕。生（shēng）產能力比簡擺額式破碎機高30%左右。但顎板的使用壽命短、能耗（hào）大、偏心距大（dà）、振動噪音大、運轉平穩性差。

（3）關鍵技術及研究思路

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

(1)從粉碎機構學的研究入手，改變傳統顎（è）破的機構設計。

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

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

3、新型（xíng）外動顎低矮破碎機的研製機構原理設計

新（xīn）型外動顎（è）勻擺顎式破碎機改變（biàn）了100多年來傳（chuán）統顎（è）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連杆機構，其連杆就是動顎。而外動顎勻擺硬（yìng）岩破（pò）碎機的（de）連杆是活動邊板，而動（dòng）顎僅是連杆上一點的延伸(見（jiàn）圖1).

 PEWA90120機構（gòu）設計參數

 由於外動顎勻擺（bǎi）顎（è）式破碎機理論研究的深入與成功，為PEWA90120新型外動顎低矮破（pò）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手（shǒu），研製新一代樣機，利（lì）用（yòng）自主（zhǔ）開發的“PW係列（liè）機構設計”，專用（yòng）軟件，分別通過改變偏心距E、肘板（bǎn）長L、肘（zhǒu）板座與偏心軸懸掛點的水平距離B、動顎在連接垂線上（shàng）部的（de）距離b、肘板與水平方向夾角ψ、動顎襯板與水平（píng）方向左側夾角Ø。共50多組數據的計算分析（xī）獲得大（dà）量數據（jù），較終確定的（de）機（jī）構參數獲得了（le）較（jiào）理（lǐ）想的動領運動軌跡，為PEWA90120破碎機的結（jié）構（gòu）設計確定了機構幾何參（cān）數和運動（dòng）參數。

結構設計及結構特點

由於PE WA90120新型外動顎低（dī）矮破碎機的機構（gòu）設計（jì）與（yǔ）傳統的顎式破碎機完全不同，設備（bèi）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（dòng）部、機架部2、動顎部3、調整部4、可調領部（bù）5、拉緊部6及潤滑係統等組成，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（dào）外（wài）側的（de）動顎上（shàng）。

新機型的（de）結構特點是:

(1)新機型不像（xiàng）傳統複擺顎式破碎機那樣采用（yòng）偏心連杆套環裝置，而是通過活動邊（biān）板將偏心運動傳到外側的動顎上，破碎腔（qiāng）呈傾斜（xié）狀態。

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

(3)負懸掛機構、皮帶輪及飛（fēi）輪不在機器的上部而在設備中部兩側。

(4)靜顎由懸掛軸懸掛在機架上，下部通過（guò）襯板與機架相連，通過調0肘板，靜顎繞懸掛軸旋轉以改（gǎi）變排（pái）料口大小，控製（zhì）排料粒度。

(5)機（jī）架為可拆卸式，焊接箱型結構，既減（jiǎn）輕了重較，又提高了剛度，便於井（jǐng）下狹小空間運（yùn）輸安裝。

技術性（xìng）能參數PEWA90120破碎機主要技術參數見表1。

 

新型顎式破碎機性能優點

(1) 外形低（dī）矮。新型機破碎腔的傾斜布（bù）置及負（fù）懸掛的結構設計，大大降低了皮帶輪及飛（fēi）輪的安裝高度（dù），從而大大降低了設備的整體高度和喂料高（gāo）度（dù）。與同規格破碎機外形尺寸的比較見表（biǎo）2。

新機型與喂料機械水平布置、而不是傳統的階梯布置，因此，大大減少了峒室的開鑿量。峒室高度降低1/2一2/3，開鑿量減少2/30

(2)動顎（è）運動軌跡理想。新型外動顎勻擺顎式破碎機，動顎與連杆分離。連杆的運動特性，己經（jīng）不再約束動顎的運動（dòng）特性。這種新顎的機構設（shè）計徹底改變了傳統顎式破碎機動領運動軌跡，通過合理地設計機構參數，可以很靈（líng）活（huó）地調整動顎運動軌跡，獲得理想的動顎運動特性。

動顎板上各點行程及其（qí）特（tè）征值決定破碎機性能的好壞（huài）。新型外動顎低矮顎式破碎機的行程比遠遠小（xiǎo）於傳統複擺顎破，動顎運動軌跡分布規律是:破碎方（fāng）向行程大，利於物（wù）料破碎（suì），磨損方（fāng）向行程小，大大減（jiǎn）少領板磨損。

(3)襯板壽命長（zhǎng）。動顎運動的軌跡決（jué）定了被破物料（liào）在破碎與排料過程中與襯板之（zhī）間（jiān）的（de）相對運動及受力狀況。破碎機不同的結構設計，不同的結構參（cān）數及不同的腔形會得到不同的（de）動（dòng）顎軌跡。PEWA90120外動顎低矮顎式破碎機的動顆運（yùn）動軌（guǐ）跡磨損方向行程及行程（chéng）比遠遠（yuǎn）小傳統PEF90120領式（shì）破碎機，從而大大降低襯板磨損（sǔn）。

(4)生產能力高、能耗低。由（yóu）於新機型動W與靜顎的位（wèi）置與傳統複（fù）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（kě）靠的進料保障，並促進排料，生產能力比（bǐ）傳統顎式破碎機高。從動顎運動軌跡分析，新（xīn）型（xíng）PE WA90120破碎機以較小的偏心距（jù）(18 mm)，可獲得（dé）比同規格傳統顎（è）式破碎機PEF90120(偏心距20 mm)大的動顎破（pò）碎行程。因此設備運行平穩，轉速提高10%，生產能力提局（jú）。新型PE WA90120破碎機小的磨損行程大大減少（shǎo）了無用功，能耗低。

   
(5)粉（fěn）塵少、噪音低（dī）。

5、新（xīn）型PE WA90120破碎機工業生產試驗

新型PE WA90120破碎機於2001年9月在安慶銅礦的一616 m破碎峒室安裝調試，10一（yī）11月進行了工業試驗（yàn），與（yǔ）同峒室（shì）的同規格（gé）的PEF90120傳統複擺顎式破碎機進行比較，綜合（hé）檢驗該設備的運轉狀態，檢測該設備的各項性能指標，進行生產能力及破碎粒度的測定。工業試（shì）驗表明（míng）:PEWA90120外動顎（è）低矮顎式破碎機各項性（xìng）能指標符合（hé）設計要求和生產要求，大（dà）大優於PEF90120傳統複擺顎式（shì）破碎機。表3比較了兩種破碎機的技術性能指（zhǐ）標。

試驗成功（gōng）後即轉入生（shēng）產，至（zhì）今碎礦（kuàng）70多萬t，設備開動率達97%。生產實踐也表明，該機性能優良、操作維修方便，運行（háng）可靠，成本低。

PE WA90120破碎機是一種大型複雜的新型破碎設備，為目前用於硬（yìng）岩（yán）地下礦山較大型號的低矮型破碎機，它根（gēn）本改（gǎi）變了（le）傳統複擺顎式破碎機以四（sì）連杆機構中的（de）連杆做為動顎的傳統設計，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，因此從根本上改變了複擺顎式破碎機（jī）的性能。該機結構獨特:低矮、整個機組（zǔ）可拆、結構緊湊，便於搬運、吊裝，低矮的外形特別適用於空間受到限製的場合（hé），能方便地（dì）在井下運輸、安裝（zhuāng）及靠近工作麵工作。與同（tóng）規格的傳統顎破相比，生產能力提高21.82%,襯板壽命至少提高3倍，低矮型整機高度降低25.6%，噸礦石消（xiāo）耗的功率（lǜ）可降低30%。該機的研（yán）製填補了國內破碎設備（bèi）的一項空白。