顎式破碎機在現代礦山開(kāi)發、冶金和建築(zhù)製砂製石等(děng)行業中廣泛使用的一(yī)種破碎設備。顎式(shì)破碎機的破碎機理是靠動顎相對於定(dìng)顎的相對擠壓運動來破碎物料,因此使用(yòng)過程中顎板屬於顎式(shì)破碎機的易損件,顎板的磨損是很普遍(biàn)的現象。根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260塊,120kg的活動齒板88塊,可見齒板磨(mó)損失(shī)效問題的嚴重性。目前(qián)廣泛(fàn)使用的顎板也就是齒板材料為水韌處理的(de)高錳(měng)鋼,使用中由於擠壓造成加(jiā)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(yǐ)看到齒板表(biǎo)麵由於擠壓形成的凹凸不平,以及由物料的切(qiē)削形成的劃痕。可見顎板的磨損主要是由於物料的擠壓以及物料(liào)與顎板之間相對滑動造成。影響顎板磨損的主要(yào)因素有:物料特性、顎式破(pò)碎機運(yùn)行參數、顎板(bǎn)的材(cái)料。目前,對於顎板磨損的(de)研(yán)究大多數從微觀材(cái)料學(xué)的角(jiǎo)度進行。下麵以動顎運動分析為基礎,結合物料在破(pò)碎腔內的流動分析\物料破碎特性,從宏觀角度對顎板的磨損進(jìn)行分析。
顎式破碎(suì)機機構為曲柄搖杆機構,見圖1。AB為偏心軸偏心距,OC為肘板,動顎BC在AB帶動下做複雜擺動,物料(liào)在兩顎板間擠(jǐ)壓破碎。下麵以PE400x600破(pò)碎機(jī)機構參(cān)數(見表1)為(wéi)依據進行計算(suàn),圖2,圖3,圖4,圖5,圖(tú)6為origin7.0軟件對計算(suàn)結果處理(lǐ)得出的(de)圖形(xíng)。圖2為BC杆上從C到刀點的十等分點(diǎn)的運動軌跡。很顯然,月點軌跡是以(yǐ)A點為圓心,偏心距為半徑的圓,C點軌跡是以0為圓心;OC為(wéi)半徑的一段圓弧。圖3為圖2上5點的放大軌跡。由圖4為(wéi)5點水平位移和豎直(zhí)位移相對甲角的軌跡圖,結合圖3、圖4可以看出,從/4點開始,BC段為(wéi)擠壓行程(chéng),豎直方向先向上後向下運動。圖5為動顎板BC上從C到B的各點周期運動的水平(píng)行程和豎直行程。圖6為從C到(dào)B各點擠(jǐ)壓行程中向上運動和向—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,物料經過一係列的破碎粒度減小到要求標準,從排(pái)料口排 出(chū)。由上述分析可知,動顎在擠壓行程中豎直方向有(yǒu)運動,因此,物(wù)料與顎板之間必然存在相對滑動。從運動分析圖中(zhōng)可以發現,在動顎的擠壓行程中,動顎在(zài)垂直方向先向(xiàng)上然後向下(xià)運動。下(xià)麵(miàn)分別對物料破碎時-上述兩種情況進行受(shòu)力運動分析。由(yóu)於物料自身重(chóng)力相比較其他力較小(xiǎo),可以忽略。圖7,圖8為物料破(pò)碎時受力分析圖。動顎向上運動時:這說明假設(shè)符合實際情況。由此說明,在動顎向上運動的時候,物料和定顎板首先發生(shēng)相對滑動,且較物料與動顎板相對容(róng)易發生滑動。同樣(yàng)方法,在(zài)動顎向下運動的時候,物料和動顎板首先發生(shēng)相(xiàng)對滑動,且較物料與定(dìng)顎(è)板(bǎn)相對容易發生滑動。
很顯然(rán),物料在顎式破碎機中的破碎(suì)大多數情況下是點接觸擠壓(yā)引(yǐn)起的劈裂破(pò)碎,在這種情況下破(pò)碎是(shì)由於物料內部拉(lā)應(yīng)力作用下內部裂紋(wén)擴張引發物料破(pò)碎,見圖9。圖10為花崗石在Allis-Chalmers高能破碎測試係統下進行的破碎實驗數據圖(tú)。其中擠壓行程(STROKE)欄(lán)中1個單位對應10.16mm,破碎力(lì)(FORCE)欄中1個(gè)單位對應(yīng)15.57kN破碎速度相當於破碎機(jī)偏心軸轉速228r/s。破碎力從峰值迅速下降說明物料(liào)已經破碎。從圖直0中(zhōng)可以看出,物料(liào)的破碎過程很迅速,大約需重us,對應行程很(hěn)小。考慮實驗試件為平均直徑47.492mm,長25.668mm的(de)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生要更為嚴重,需(xū)要更(gèng)多的擠壓(yā)行程,其破碎過程中豎直行(háng)程(chéng)更多,而且物料的有效破碎行程,也就是物(wù)料劈裂所需(xū)行程和物料的體積有關,是隨著體積增大而加大的。從圖6中可以看出,破碎腔內(nèi)上部破(pò)碎時動顎有較多的(de)向下行程(chéng),而在下部(bù)由於向上運動(dòng)的(de)破碎行程很大,可以認為在破碎(suì)行程(chéng)中動顎向(xiàng)下運動時物(wù)料基本上已經(jīng)完成破碎。這也可從使用過(guò)的顎板得到(dào)證明,在定顎板磨損嚴重(chóng)的中下部有明顯的相對劃痕,而動顎板則幾乎沒有看到劃痕。
在複擺顎式破碎機使用過程中,特別是在有較大破(pò)碎比時,物料的堵塞也相對嚴重,出現物料(liào)破碎困難或者(zhě)無法破(pò)碎。在這種情(qíng)況下物料在顎板(bǎn)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,形成(chéng)惡性循環。
從以上分析(xī)可以看出,動顎板的磨(mó)損(sǔn)主要(yào)是由於物(wù)料與顎板的擠壓而形成,而對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(yīn)。從使用者角度看(kàn),影響破碎機顎板磨損的因素有很多(duō),對於特定物料來說,確定顎(è)板磨損分(fèn)布(bù)還需要進一步對破碎時顎板受力的(de)分布進行分析,如果能有效預測顎板磨損分布,將(jiāng)為破碎機的設計和選擇提供依據。