適用於礦（kuàng）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（pò）碎機設（shè）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，它結構低矮、整個機組（zǔ）可拆、結構緊湊，便於（yú）搬運、吊裝，特別適用於（yú）空間（jiān）受到限製的場合。與同規格（gé）的傳統鄂式破碎機相（xiàng）比，生（shēng）產（chǎn）能力提（tí）高21.82%，襯板壽（shòu）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（jiàng）低30%。

在礦山生產中，運輸礦石的費用占礦石（shí）總生產費用的30%，采（cǎi）用普通的膠帶輸送機運輸，可使運輸費用降（jiàng）低80%一90%。但普（pǔ）通（tōng）膠帶輸送機無（wú）法輸送未經破碎的大塊度、高硬度、棱角鋒利的原礦，將新型低矮移動方（fāng）便的破碎機用於硬岩礦山的地下甚至工作麵初碎，對提高礦山的開采強度和作業效率，甚（shèn）至（zhì）實現地下（xià）高效連續（xù）出礦（kuàng）的理想都是至關重要的（de）一步。

近（jìn）30年來，為了大幅度降低礦石的提升運輸費用，很多礦山己將礦石粗碎（suì）工序移到（dào）井下（xià）進行，但（dàn）傳統粗碎破碎機及（jí）其（qí）機組結（jié）構笨重、體積龐大，需要開挖人型破碎酮（tóng）室。而（ér）在地下礦山特別是在某些地質構造複（fù）雜、斷層縱橫（héng）交錯（cuò）的（de）礦（kuàng）山，開鑿高大炯室投資人、工效低、操作困難、安全性差（chà），此時，能滿足地下礦山需要的低矮破碎設備就顯得尤為重要。

近年來，北京礦冶研究總院新研製成功（gōng）的外動顎勻擺顎式破碎機外形低矮，比同型號（hào）傳統顎破低20%，喂料高度低，破碎係統的（de）高度降低1/3左右，大大減少（shǎo）了通室的（de）開鑿量。這種破碎機破碎能力（lì）大，襯板磨損低，能量消耗低，是地下初碎的理想選擇。但目前該係列破碎機較人型號為PEWA750 x 1060，較大（dà）入料粒度630 mm，破碎機處（chù）理能力在72一150m3/h，不能滿足大中型地卜礦山的要求，研製更大型號的低矮式外動顎勻擺顎式（shì）破碎機（jī）成為礦山，特（tè）別是地下及空間受限（xiàn）製的礦山的迫切需要。

2、外動（dòng）顎低矮顎（è）式破碎機研究思路及技（jì）術關鍵

（1）地下破碎對設備的（de）要求

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

工作對象:地下金屬礦山中破碎的多為堅硬物料。礦岩硬度係數f達到15一20。礦石破碎所需的破碎力大，襯板磨（mó）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）。工作環境:地下（xià）空間狹窄，環境複（fù）雜，要求設備（bèi）簡單可靠，便於操作和維修。設（shè）備性能:要節能高效（xiào），生產能力高、設備功耗低，襯板壽命長。

（2）目前地下初碎設備（bèi）存在的問題

目前地下礦山（shān）可選擇的初碎設備有兩大類（lèi）: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（chǐ）寸（cùn）大，高（gāo）度高，相應所需的井筒尺寸、巷道（dào）斷麵都要大、地下（xià）破碎用室的高度高，峒（dòng）室開鑿較人大。因此僅在顎式破碎機不能滿足（zú）生產能力或破碎塊度要求的少數大型地下礦山選用。

(2)顎式破碎機結構簡單、工作可靠、製造維修容易、適應性強、成本低廉，一直（zhí）是破碎領域中應用較廣的（de）破碎設備，也是地下（xià）礦山首（shǒu）選的初碎設備。可（kě）選擇的顎式破碎機有兩種類型:簡擺式顎式破碎機、複擺（bǎi）式顎式（shì）破碎機（jī）。前者結構複雜，設備高度高、整機重量重（chóng），處理能力比較低。後者結構簡單、運動可靠、重（chóng）量輕。生產能力比簡擺額式破碎機高（gāo）30%左右。但顎板的使用壽命（mìng）短、能耗大、偏心距（jù）大、振動噪音大、運轉平穩性差。

（3）關鍵技術及研（yán）究思路（lù）

由於傳統的顎式破（pò）碎機自身固（gù）有的缺（quē）點，在其基礎上改進也不（bú）能滿（mǎn）足工藝對設備的（de）要（yào）求。要突破傳統破碎機的設計思路，從機械設計的根本出發，研製新型的破（pò）碎設備。

(1)從粉碎機構學的研究入手，改變傳統顎破的機構設計。

(2)應用好（hǎo）的計算機技術，創立粉碎機械的新型機（jī）構設計，獲得動顎理想運動（dòng）軌跡。

(3)采用研究開發的機構設計軟（ruǎn）件優化（huà）機構尺寸參數，獲得設備的優良性能。

3、新型外動（dòng）顎低矮破碎機的研製（zhì）機構原理（lǐ）設計

新（xīn）型外動顎（è）勻擺顎（è）式破碎機改變了（le）100多年（nián）來傳統顎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（bǐng）連杆機構，其連杆就是動顎。而外（wài）動（dòng）顎勻擺硬岩破碎機的連杆是活動邊板，而動顎（è）僅是連（lián）杆上（shàng）一點的（de）延伸(見圖1).

 PEWA90120機構設（shè）計參數

 由於外動（dòng）顎勻擺顎（è）式破碎（suì）機理（lǐ）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（yòng）現代設計法從（cóng）改變機構設（shè）計入手，研製新一代樣機，利用自主（zhǔ）開發（fā）的“PW係列機構設計”，專用軟件，分別通過改變偏心距E、肘板長L、肘板座與偏心軸懸掛點的水平距離B、動顎在連接垂線上部（bù）的距離b、肘板與水平方向夾角ψ、動顎襯板與水平方向（xiàng）左側（cè）夾角Ø。共50多組（zǔ）數據的計算分析獲（huò）得大（dà）量數據，較終確定的機構參（cān）數獲得了較（jiào）理想（xiǎng）的動領運動軌（guǐ）跡，為PEWA90120破碎機的（de）結構設計確定了機構幾（jǐ）何參數和運動參數。

結構設計及結構特點（diǎn）

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

新機型的結構特（tè）點是:

(1)新機型不像傳（chuán）統複擺顎式破（pò）碎機那樣采用偏心連杆套環（huán）裝置，而是通過活動邊板將偏心運動傳到外（wài）側（cè）的動顎上，破碎（suì）腔呈傾斜狀態。

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

(3)負懸掛機構、皮帶輪及飛輪不在機器的（de）上部而在設備中部兩側（cè）。

(4)靜顎由懸掛軸懸掛在機架上，下部通過襯板與機架相連（lián），通過調0肘板，靜顎繞懸掛軸旋轉以改變（biàn）排料口大小，控製（zhì）排料粒（lì）度。

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

技（jì）術性能參（cān）數（shù）PEWA90120破碎機主要技術參數見表1。

 

新型顎式破碎（suì）機性能優點

(1) 外形低（dī）矮（ǎi）。新型機破碎（suì）腔的傾斜布置及負懸掛的結（jié）構設（shè）計，大（dà）大降低了皮帶輪及飛輪（lún）的安（ān）裝高（gāo）度，從而大大降低了設備（bèi）的整體高度和喂料高度。與同規格破碎機外（wài）形尺寸的比較（jiào）見表2。

新機型（xíng）與喂料（liào）機械水平布置、而不是傳統的階梯（tī）布置，因此，大大（dà）減少了峒室的開鑿量。峒室高度降低（dī）1/2一2/3，開鑿量（liàng）減少2/30

(2)動顎運（yùn）動軌跡理想。新型外動顎勻（yún）擺（bǎi）顎式破碎機，動顎與連杆分離（lí）。連杆的運（yùn）動特性，己經（jīng）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運動軌跡，通過合理地設計（jì）機（jī）構參數（shù），可以很靈活地調整動（dòng）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值決定破碎機（jī）性（xìng）能的好（hǎo）壞。新型外動顎（è）低矮顎式破碎機的行程比遠遠小於傳統複（fù）擺顎破，動顎運動軌跡分布規律是:破碎方向行程（chéng）大，利於物料破碎，磨（mó）損方向行程小，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（yǔ）排料過程中與（yǔ）襯板之間的相對運動（dòng）及受力狀況。破碎機不同（tóng）的結構設（shè）計，不同的結構參數及不同的腔形會得到不同的動顎軌跡。PEWA90120外動顎低矮（ǎi）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領式破碎機，從而大（dà）大降低襯板磨損（sǔn）。

(4)生產能力高、能耗低（dī）。由於新機型動W與靜顎（è）的位置與傳統複擺顎式破碎機正好相反，動顎的往複運動為破碎（suì）機提供了可靠的進料保障，並促（cù）進排料，生產能力比傳統顎式破（pò）碎機高。從（cóng）動（dòng）顎運動軌（guǐ）跡分析，新型PE WA90120破碎機以較（jiào）小的偏心（xīn）距(18 mm)，可獲得比同規格傳統顎式破碎機PEF90120(偏心距20 mm)大的動顎破碎行程。因（yīn）此設備運（yùn）行（háng）平穩，轉速提高10%，生產能力提局。新型PE WA90120破碎（suì）機小的磨損行程（chéng）大大減少了無用功，能耗低。

   
(5)粉塵（chén）少、噪音低。

5、新型PE WA90120破碎機工業生產試驗

新型PE WA90120破（pò）碎機於2001年9月在安慶銅礦的一616 m破碎峒室安（ān）裝調試（shì），10一11月進行了工（gōng）業試驗，與（yǔ）同峒室的同（tóng）規格的PEF90120傳統複擺顎式破碎機進行比較，綜（zōng）合檢驗該設備（bèi）的運轉狀態，檢測該設（shè）備的各（gè）項性能指標，進行生產能力及破碎粒度（dù）的（de）測定。工業試（shì）驗表明:PEWA90120外動（dòng）顎低（dī）矮顎式破（pò）碎機各項性能指標符合（hé）設計要求和生產要求，大（dà）大優於PEF90120傳統複擺顎式破碎機。表（biǎo）3比較了兩種破（pò）碎（suì）機的技術性能指標。

試驗（yàn）成功後（hòu）即轉入生產，至今碎礦70多萬（wàn）t，設備開動率達97%。生產實踐也表明，該機性（xìng）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（xíng）複雜的新型破碎設備（bèi），為目前用於硬岩地下礦山較大型號的低矮型破碎機，它根本改變了傳（chuán）統複擺顎式破碎機以四連杆機構中的連杆做為動顎的傳統（tǒng）設計（jì），獲得（dé）了傳統顎破（pò）不能獲得（dé）的動顎理想軌（guǐ）跡（jì），利於破碎（suì）又能減輕（qīng）N板的磨損，因此從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（còu），便於搬運、吊（diào）裝，低矮的外形特別適用於空間受到限（xiàn）製的場合，能方便地在井下運輸、安裝及靠近工作麵工作。與同規格的傳統顎破相比，生產能力提高21.82%,襯板壽命至少提（tí）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。