適用於礦山井下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（jī）設備簡介

PEWA90120外動顎低矮顎式破碎機是一（yī）種適用於地下破碎的新型破碎設備，它結構低矮、整個機組可拆、結（jié）構緊湊，便於搬運、吊裝，特別適用於（yú）空間受到限製的場合（hé）。與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（mìng）至少提高3倍，整機高（gāo）度降低（dī）25.6%，噸礦石消耗的功率可降低30%。

在礦山（shān）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（sòng）機運輸，可使運輸費用降低80%一（yī）90%。但（dàn）普（pǔ）通膠帶（dài）輸送機無法輸送未經破碎的大（dà）塊度、高（gāo）硬度、棱角鋒利（lì）的原礦，將新（xīn）型（xíng）低（dī）矮移動（dòng）方便的破碎機用於硬岩礦山的地下甚（shèn）至工作麵初碎，對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想都是（shì）至關重要的一步。

近30年來，為了大幅度降低礦石（shí）的提升運輸費用，很多礦山己將礦石粗碎工序移到井（jǐng）下進（jìn）行（háng），但傳統粗碎破碎機及（jí）其機組結構笨重、體積龐（páng）大，需要開挖人型破碎酮室。而在地下（xià）礦山特別是（shì）在某些地質構造複雜（zá）、斷層縱（zòng）橫交錯的礦山，開鑿高大炯室投資人、工（gōng）效低、操作困難、安全性差，此時，能滿足地下礦山需要的低矮破碎（suì）設備就顯得尤為重要（yào）。

近年來，北京礦冶研究總院新研製成功的外（wài）動顎勻擺顎式破碎機外形低矮，比同（tóng）型號傳統顎破低20%，喂料高度低，破（pò）碎（suì）係（xì）統的高度降低1/3左右（yòu），大大減少了通室的開鑿量（liàng）。這種破碎機破碎能力大，襯板磨損低，能量消（xiāo）耗低，是地下初碎的理想（xiǎng）選擇。但目前該係列破碎機較人型號為PEWA750 x 1060，較（jiào）大入料粒度630 mm，破碎機處理能（néng）力在72一150m3/h，不能滿足大中型（xíng）地卜礦山的要求，研製更大型號的低矮式外（wài）動（dòng）顎勻擺顎式破碎機成為礦山，特別是地下及空間受限（xiàn）製（zhì）的礦山的迫切需要。

2、外動顎低矮顎式破碎機研究思路（lù）及技術關鍵

（1）地下破（pò）碎（suì）對設備的要求

地下（xià）開采的工藝條件對地下初碎（suì）設（shè）備提出（chū）了（le）苛刻刻（kè）的要求。工作空間:由於地（dì）下初碎設備安裝在集中（zhōng）破碎峒室或接（jiē）近工作麵（miàn），峒室尺寸（cùn）越小、高度越低越經濟。這（zhè）使設備尺寸受到嚴格控製，要求設（shè）備高度盡較低，結（jié）構緊湊。

工作對（duì）象:地下（xià）金（jīn）屬礦山中破碎的多為堅硬物料。礦岩硬度係數f達到15一（yī）20。礦石破碎所需的破碎力大，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（huán）境:地下空間狹窄，環境複雜，要求（qiú）設備簡單可靠，便於操作和維修。設備性能:要節能高（gāo）效，生產能（néng）力高、設備功耗低，襯板壽命長。

（2）目前地（dì）下初碎（suì）設備存（cún）在的問題

目前地下礦山可選擇的初碎設備有兩大類:旋回破碎機和顎式破碎機。

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

(2)顎式破碎機結構簡（jiǎn）單、工作可靠、製造維修（xiū）容易、適應性（xìng）強（qiáng）、成（chéng）本低廉，一（yī）直是破碎領域中應用較廣的破碎設備，也是地下礦山首選的初碎設備。可選擇的顎式破碎（suì）機有兩（liǎng）種類型:簡擺式顎式破碎機、複擺式顎式破碎機。前者結（jié）構複雜，設（shè）備高度高、整機（jī）重量重，處理能（néng）力比較低。後者結（jié）構簡單、運動可靠、重量輕。生產能（néng）力比簡擺額（é）式破（pò）碎機高30%左右。但（dàn）顎（è）板的使用壽命短、能耗大、偏心距大、振動噪音大、運轉平穩性（xìng）差。

（3）關鍵技術及研（yán）究思路

由於（yú）傳（chuán）統的顎式破碎機自身固（gù）有的缺點（diǎn），在其基礎上改進也不能滿（mǎn）足工藝對設備的要求。要突破傳統（tǒng）破碎機的設計思路，從機械設計的根本出發，研製新型的破碎設備（bèi）。

(1)從粉碎機構學的研究入手，改變傳統顎破（pò）的機構設計。

(2)應用好（hǎo）的計算機技術，創立粉碎機械的新型（xíng）機構設計，獲得動顎（è）理想運動（dòng）軌（guǐ）跡。

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

3、新型外動顎（è）低矮破碎（suì）機的研製機構原理設計

新型外動顎勻擺顎式破碎機改變（biàn）了100多（duō）年來傳統顎（è）式（shì）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。而外動顎勻擺硬岩破碎機的連杆是活動邊板，而動顎僅是連杆上一點（diǎn）的延伸(見圖（tú）1).

 PEWA90120機構設計（jì）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，采用現代設計法從改（gǎi）變機構（gòu）設計入手，研製新一代樣機（jī），利用自主開發的（de）“PW係列機構設計”，專（zhuān）用軟件，分別通過改變偏心距E、肘板長L、肘板座（zuò）與偏心軸懸掛點的水平距離B、動顎在連（lián）接垂線上（shàng）部的距離b、肘板與水平方向夾角ψ、動顎襯板（bǎn）與水平方向左（zuǒ）側夾（jiá）角Ø。共50多組數據的計算分析獲得大量數據，較終確定的機構參數獲得了較理想的動領運動軌跡，為PEWA90120破碎機的結構（gòu）設計確定了機構幾何參數（shù）和（hé）運動（dòng）參數。

結構設計（jì）及結構特點

由於PE WA90120新型外動顎低矮破碎機的機構設計與傳統的顎式（shì）破碎機完全不（bú）同，設備的結構和（hé）外型都發生了很大變化（huà），其設（shè）計簡圖見圖（tú）2。PE-WA90120破碎由傳動部（bù）、機架部（bù）2、動顎部3、調整部4、可調領部5、拉緊部（bù）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（piān）心軸的（de）偏心轉動傳到外側的動顎上。

新機型的結構特點是:

(1)新機型不像傳統複擺顎式破碎機那（nà）樣采（cǎi）用偏心連杆套環裝置，而是通過活動邊板將偏心運動傳到外側的（de）動（dòng）顎上，破碎腔呈（chéng）傾斜狀態。

(2)動顎板（bǎn）和偏心軸位於（yú）破碎腔及靜顎（è）兩側，通過活動側板將偏心運（yùn）動傳遞給顎板（bǎn）。

(3)負懸（xuán）掛機構、皮帶輪及飛輪不在機器的上部而在設（shè）備中部兩側。

(4)靜（jìng）顎由懸掛軸懸掛在機架上（shàng），下部通（tōng）過（guò）襯板（bǎn）與機（jī）架相連，通過調0肘板，靜顎繞懸掛（guà）軸旋轉以改變（biàn）排（pái）料口大小，控製排料粒度。

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

技術性能參數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) 外形低矮。新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的安裝高度，從而（ér）大大降低（dī）了設備的整體高度和喂料高度。與同規格破碎機外形（xíng）尺寸的比較見表2。

新機型與（yǔ）喂料機械水（shuǐ）平布置、而不是傳統的階梯布置，因此，大大（dà）減少了峒室的開鑿量。峒室高度降（jiàng）低1/2一2/3，開鑿量（liàng）減少2/30

(2)動顎運動軌跡理想（xiǎng）。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，己經不再約束動顎的運動特性。這種（zhǒng）新顎的機構設計徹底改變了傳統顎式破碎機動領（lǐng）運動軌跡，通過合理地（dì）設計機構參數，可以很靈活地調整動顎運動軌跡，獲得理想的動顎運動（dòng）特性。

動顎板（bǎn）上各點行程及其特征值（zhí）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於（yú）傳統複擺（bǎi）顎破，動顎運動軌跡分布規律是:破碎方向行程大，利於物料破碎，磨損方向行程小，大（dà）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（pò）碎與排料過程中與襯板之間的相對（duì）運動及受力狀況。破碎機不同的結構（gòu）設（shè）計（jì），不同的結構參（cān）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（suì）機的動顆運動軌跡（jì）磨損方向行程及行程比遠遠小傳統PEF90120領式破碎機，從而大大降低襯板磨損。

(4)生（shēng）產能力高、能耗低。由於新（xīn）機型動W與靜顎的位置與傳統複擺顎式破碎機正好相反，動顎的往（wǎng）複運動為破碎機提供了可靠的進料保障，並促進排料，生產能力比傳統顎式破碎機高（gāo）。從動顎運動軌跡分析，新型PE WA90120破碎機以較小的偏（piān）心距(18 mm)，可獲得比同規格傳統（tǒng）顎（è）式（shì）破碎機PEF90120(偏心距20 mm)大的動顎破碎行（háng）程。因此設備運行平穩，轉速提高10%，生產能力提局。新型PE WA90120破碎機小的磨損行程大大減少了無用功，能耗低（dī）。

   
(5)粉塵少、噪音低。

5、新型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（de）一（yī）616 m破碎峒室安裝調試，10一11月進行了工業試驗（yàn），與同峒室的同規格的PEF90120傳統（tǒng）複擺顎式破碎機進行比較，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，進行生產能力及破碎粒度的（de）測定。工業試驗表明:PEWA90120外動顎低矮顎式破（pò）碎機（jī）各（gè）項性能指標符合設計要求和生產（chǎn）要求，大大優於PEF90120傳統複擺（bǎi）顎式破碎機。表3比較（jiào）了兩種（zhǒng）破碎（suì）機的技術性能指（zhǐ）標。

試驗（yàn）成功後即轉入生產，至今碎礦70多萬t，設備（bèi）開（kāi）動率達97%。生產實踐也表明，該機（jī）性能優良、操作維修方便，運行可靠，成（chéng）本低。

PE WA90120破碎機是一種大型複雜的新型破碎設（shè）備，為目前（qián）用於硬岩地下礦山較大型號的低矮型破碎機，它（tā）根本改變了傳統複擺顎式破碎機以四（sì）連杆機構中的連杆做為動顎的傳統設計，獲得了傳統顎破不能獲得的動（dòng）顎理想軌跡，利於破碎又能（néng）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（de）性能。該機結（jié）構獨特（tè）:低矮、整個機（jī）組可拆、結構緊湊，便於搬運、吊裝，低矮的外形特別適用於（yú）空間受到限製的場合，能方便地在（zài）井下運輸、安裝及靠（kào）近工作麵工作（zuò）。與（yǔ）同規格（gé）的傳統顎破相比，生產能力（lì）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。