適用（yòng）於礦山井下作業外動（dòng）顎低（dī）矮顎式破碎機研製

1、外動（dòng）顎低矮（ǎi）顎式破（pò）碎機設備簡介

PEWA90120外動顎低矮顎式破碎機是一種適用於地下破碎的新型破碎設備，它結構低（dī）矮、整個機組可拆、結構緊湊，便於（yú）搬運、吊裝，特別適用於空間受（shòu）到限製的場（chǎng）合。與同規格（gé）的傳統鄂式破碎機相比，生產（chǎn）能力提高21.82%，襯板壽命至少提高3倍，整機高度（dù）降低25.6%，噸礦石消耗的功率可降低30%。

在礦山生產中，運輸（shū）礦石的費用占礦石（shí）總生產費用（yòng）的30%，采用普（pǔ）通的膠帶輸送機運輸，可使運輸費用降（jiàng）低80%一90%。但普通膠帶輸送機無法輸送未經破（pò）碎的（de）大塊度、高硬度、棱角鋒利的原礦，將新型低矮移動方便的（de）破碎機（jī）用於硬岩礦山的地下甚至工作（zuò）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（xiào）連續出礦的理想都是至關重要的一步（bù）。

近30年來，為了大（dà）幅度降低礦（kuàng）石的提升運輸費用，很多礦山己將礦石粗碎工序移到井下進（jìn）行，但傳統粗碎破碎機及其機組結構笨重、體積龐大，需要開（kāi）挖人型破碎酮室。而在地下礦山特別是在某些地質構造複雜、斷層縱橫交錯的礦山，開鑿高大炯室投資人、工效低、操作困難、安全性差，此時，能滿足（zú）地下礦山（shān）需要（yào）的低（dī）矮破碎設備就顯得尤為重要。

近年來（lái），北京礦冶研（yán）究總院新研製成功的外動顎勻擺顎式（shì）破碎機外形低矮，比同型號傳統顎破低（dī）20%，喂料（liào）高度低，破碎係（xì）統的高度降低1/3左（zuǒ）右，大大減（jiǎn）少了（le）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（xià）初（chū）碎的理想選擇。但目前該係列破碎機較人型（xíng）號為PEWA750 x 1060，較大（dà）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（yán）製更大型號的低矮式外動顎勻（yún）擺顎式破碎機成為礦山（shān），特別是地下及空間受限製的礦山的迫切需要。

2、外（wài）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（xià）開采的工藝條件對（duì）地下初碎設備提出了苛刻刻的要求。工作空間:由於地下初碎設備安裝在集中破碎峒室（shì）或接（jiē）近工作麵，峒室尺寸越小、高度越低越經濟。這使設備尺寸受到嚴格控（kòng）製，要求設備高度盡較低，結構緊湊。

工（gōng）作對象:地下金屬礦山中破碎的多為堅硬物料（liào）。礦岩（yán）硬度係數f達到15一20。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。工作環境:地下空間狹窄，環境複雜，要求設備簡單可靠，便於操作和維修。設備性能:要節能高效（xiào），生產能力高、設備功耗低（dī），襯板壽命長。

（2）目前地下初碎設備存在的問題（tí）

目前地下礦山可選擇的初碎設備有兩大類:旋回破碎機（jī）和顎式破碎機。

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

(2)顎式破碎機結構簡單（dān）、工作可靠、製（zhì）造維修容易、適應性強、成本低廉，一直是破碎（suì）領域中應用較廣的破（pò）碎設備，也（yě）是地下礦山首選的初（chū）碎設備。可選（xuǎn）擇的顎式破碎（suì）機有兩種類型（xíng）:簡擺式顎式破碎機、複擺式顎式破碎機。前者結構複雜，設備高度高、整機重量重，處理能力比較低（dī）。後（hòu）者結構簡單、運動可靠、重量輕。生產能力比簡擺額式破碎機高30%左右（yòu）。但（dàn）顎板（bǎn）的使用（yòng）壽命短、能耗大、偏心距大、振動噪音（yīn）大、運轉平（píng）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的缺點，在（zài）其基礎上改進也不能滿足工藝對設備的要求。要突破（pò）傳（chuán）統破碎機的設計思路，從機械設（shè）計的根本出發，研（yán）製新型的破碎設備。

(1)從粉碎機構學（xué）的研究入手，改變傳統顎破的機構設（shè）計。

(2)應用好的計算機技（jì）術，創立粉碎機械的新型機構設計，獲（huò）得動顎理想運動軌跡。

(3)采用研（yán）究開發的（de）機（jī）構（gòu）設計軟件優化機構尺寸參數，獲得設備的（de）優良性能。

3、新型外動顎低矮破碎機的研製機構原理設計

新型外（wài）動顎勻擺顎式破碎機改變了100多年來傳統顎式破碎機的機構原理。設計新穎傳統複擺額式破（pò）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）碎機的連杆是活（huó）動邊板，而動顎僅是連杆上一點（diǎn）的延伸(見圖1).

 PEWA90120機構設計（jì）參數

 由於外動顎勻擺顎式破碎機理論（lùn）研究（jiū）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變機構設計入（rù）手，研製新一代樣機，利用自主開發（fā）的“PW係列機構設計”，專用軟件，分別通（tōng）過改（gǎi）變偏心距E、肘板長L、肘板座與（yǔ）偏心軸懸（xuán）掛點的（de）水平距離B、動顎在連接垂線（xiàn）上部的距離b、肘板與水（shuǐ）平方向夾（jiá）角ψ、動顎襯板與水平方向左側夾角Ø。共50多組數據的計算分（fèn）析獲得大量數據，較終確定的機構參數獲得了較理想（xiǎng）的動領運動軌跡，為PEWA90120破（pò）碎機的結構設計確定了機構幾何參數和運（yùn）動（dòng）參數。

結構設計及結構特點

由於PE WA90120新型外動顎（è）低矮（ǎi）破碎機的機（jī）構設計與傳統的顎式破碎機完全不同（tóng），設備（bèi）的結構和外（wài）型都發生了很大變化，其設計簡圖見圖2。PE-WA90120破碎由傳動部、機架部2、動（dòng）顎部3、調整部4、可（kě）調領部5、拉緊部6及潤滑係統（tǒng）等組成，電動機經（jīng）三角皮帶通過皮帶輪馭動偏心軸，通過邊板將偏心軸的偏心轉動傳到外側的動顎上（shàng）。

新（xīn）機型的結構特點是:

(1)新機型不像傳統複擺顎式（shì）破碎機那樣采用偏心連杆（gǎn）套環裝置，而是通過活動邊板將偏心運動（dòng）傳到外側的動顎上，破碎腔呈傾斜狀態。

(2)動顎板和偏心軸位於破碎腔（qiāng）及靜顎兩側（cè），通（tōng）過活動側板（bǎn）將偏心運動傳遞給顎（è）板。

(3)負懸掛機構、皮帶輪（lún）及飛輪（lún）不在機器（qì）的上部而在設備中部兩（liǎng）側。

(4)靜顎由懸掛軸懸掛在機架上，下部通過襯板與機架相連，通過調0肘板，靜顎繞懸掛軸旋轉以改變排料口（kǒu）大小，控製排料粒度（dù）。

(5)機架為可拆卸式，焊接（jiē）箱型結構，既減輕了重較，又提高了（le）剛度，便於井下狹小空間運輸安裝。

技（jì）術性能參數PEWA90120破碎機主要技術參數見表1。

 

新型顎式破（pò）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（jì），大大降低了皮帶（dài）輪及飛輪的安（ān）裝高度，從而大大降低了設備（bèi）的整體高度和喂料高度。與同規（guī）格破碎機外形尺（chǐ）寸的比較見表2。

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

(2)動（dòng）顎運動（dòng）軌跡理（lǐ）想。新型外動（dòng）顎勻擺顎式破碎機（jī），動顎與連（lián）杆分離。連杆的運動特性（xìng），己經不再約束動顎的運動特（tè）性。這種新顎的機構設計徹底改變了傳統（tǒng）顎式破碎機動領運動軌跡，通過合理（lǐ）地設計機構（gòu）參（cān）數，可以很靈活地調整（zhěng）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特征（zhēng）值決定破碎機性能的好壞。新型外動（dòng）顎低矮顎式破碎機的行（háng）程比遠遠（yuǎn）小於傳統複擺顎破，動顎運動軌跡分布規律是:破碎方向行程大，利於物料（liào）破碎，磨損方（fāng）向行（háng）程小，大大減少領板磨損。

(3)襯板壽命長。動顎運動的軌跡決定了被破物料在破碎（suì）與排料（liào）過程中與襯板之間的相對運動及受力狀況。破碎機不同的結構設計（jì），不同的結構參數及不同的腔（qiāng）形會得（dé）到不同的（de）動顎（è）軌跡。PEWA90120外動顎低矮顎式破碎機的動顆運動軌跡磨損方向行程及行程比遠遠小傳統PEF90120領式破碎（suì）機，從而大大降低襯板（bǎn）磨損。

(4)生產（chǎn）能力高、能耗低。由於新機型動W與（yǔ）靜（jìng）顎的位置（zhì）與傳統複擺（bǎi）顎（è）式破碎（suì）機正好（hǎo）相反，動顎的往複運動為破碎機提供（gòng）了可靠的進料保障，並（bìng）促進排料，生產能力比傳統顎式破碎機高。從動（dòng）顎運動軌跡分（fèn）析（xī），新型PE WA90120破碎機以較小的偏心距(18 mm)，可獲得比（bǐ）同規格傳統顎式破碎機PEF90120(偏心距（jù）20 mm)大的動顎破碎行程。因此設備（bèi）運行平穩（wěn），轉速提（tí）高10%，生產能力提局。新型（xíng）PE WA90120破碎（suì）機小的磨損行程大大減少了無用功，能（néng）耗（hào）低（dī）。

   
(5)粉塵少、噪音低。

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（suì）峒室安裝調試，10一11月進行了工（gōng）業試（shì）驗，與同峒室的同規格的PEF90120傳統複擺顎式破碎機進行比較（jiào），綜合檢驗該設備的運轉狀態，檢（jiǎn）測該設備的各（gè）項性能指標，進行生產能（néng）力及破碎粒度的測定。工業試驗表明:PEWA90120外動顎低矮顎（è）式破碎機各項性（xìng）能指標符合設計要求和（hé）生產要求，大大優於PEF90120傳（chuán）統複擺顎式破碎（suì）機。表3比較了兩種破碎機的技術性（xìng）能指標。

試驗成功後即轉入生產（chǎn），至今碎礦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，運行可靠，成本低。

PE WA90120破碎（suì）機是一種大型複雜的新型破（pò）碎設備，為目（mù）前用於硬岩地下礦山較大型號（hào）的（de）低矮型破碎（suì）機，它根本改變了傳統複擺顎式（shì）破碎機以四連（lián）杆機構中的連杆做為動（dòng）顎（è）的傳統設計，獲得（dé）了傳統顎（è）破不能獲（huò）得（dé）的動顎理想軌跡，利於破碎又能（néng）減輕N板（bǎn）的磨損，因此從（cóng）根本上改變了複擺顎式破碎機的性能。該機結構獨特:低矮、整（zhěng）個機組可拆、結構緊湊，便於搬（bān）運、吊裝，低矮的外形（xíng）特別適用於空間（jiān）受到限製的場合，能方便地在井下運輸、安（ān）裝及靠近（jìn）工作麵工作。與同規格的傳統顎破（pò）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（gāo）度降低25.6%，噸礦石（shí）消耗（hào）的功率可降低30%。該機的研製填補了國內破碎設（shè）備的一項空白。