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（è）低矮顎式破碎（suì）機設備簡（jiǎn）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（shè）備，它結構低矮、整個機組可拆、結構緊湊，便於搬運、吊裝，特（tè）別適用於空間受到限製的場合。與同規格的傳統鄂式破碎機相比（bǐ），生產能力提高21.82%，襯板（bǎn）壽命至少提高3倍，整機高度（dù）降低25.6%，噸（dūn）礦石（shí）消耗的功率可降低30%。

在礦山生（shēng）產中，運輸礦石的費用占礦石總生產費用的（de）30%，采用普通的（de）膠帶輸送機運輸，可使運輸（shū）費用降低（dī）80%一90%。但普通（tōng）膠帶輸送機無法輸送未（wèi）經破碎的大塊（kuài）度、高硬度、棱角鋒利的原礦，將（jiāng）新型低矮移（yí）動方便的破碎機用於硬（yìng）岩礦山的地下甚至工（gōng）作麵初碎，對提高礦山的開采強度和作業效率，甚（shèn）至實現地下高效連續（xù）出礦的理想都是至關重要的一步。

近30年來，為了大幅度降（jiàng）低礦石的提（tí）升運輸（shū）費用，很多礦山（shān）己將礦石粗碎工序移到井下進行，但傳統粗碎破碎機（jī）及其機組結（jié）構笨重、體積龐大，需要開挖人型破碎酮室。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（záo）高大炯室投（tóu）資人、工效低、操作困難、安全性差，此時，能（néng）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（lái），北京礦冶研究總院新研製成功（gōng）的外動顎勻擺顎式破碎（suì）機外形低矮（ǎi），比同（tóng）型號傳統顎（è）破低20%，喂料高度低，破碎係統的高度降低1/3左右，大大減少了通室的開（kāi）鑿（záo）量。這種破碎機破碎能力大，襯板（bǎn）磨損低（dī），能量消耗低，是地下初碎的理想選擇。但目前（qián）該係（xì）列破碎機（jī）較人型號為PEWA750 x 1060，較大入料粒度630 mm，破碎機處理能力在72一（yī）150m3/h，不（bú）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破碎機成為礦山，特別是地下及空間受（shòu）限製的礦山的迫切需要。

2、外動顎低矮顎（è）式破碎機研究思路（lù）及技術關（guān）鍵

（1）地下破碎對設備的要求（qiú）

地下（xià）開采的工藝條件對地下（xià）初碎設備提出了苛刻刻（kè）的要求。工（gōng）作空間:由於地（dì）下初碎設備（bèi）安裝在集中破碎峒室或接近工作麵，峒室（shì）尺寸越小、高度越低越經濟。這使設備尺寸受到嚴格控製，要（yào）求設備高（gāo）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（de）強度和剛度，耐衝擊，耐磨損。工作環境:地下（xià）空間狹窄，環境複雜，要求設備（bèi）簡單可靠，便於操作和維修。設備（bèi）性能:要節能高效，生產能力高、設備功耗低（dī），襯板壽命長（zhǎng）。

（2）目前地下初碎設備存在的問題

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（huí）破（pò）碎機生產能力高，破碎的塊度大，但整機重量重（chóng），外形尺寸大，高（gāo）度高（gāo），相（xiàng）應所需的井筒尺寸、巷道斷麵都要大、地下破碎用（yòng）室（shì）的高度高，峒室開鑿較人（rén）大。因此僅在顎式破碎機不能滿足生產能力或破碎塊度要求（qiú）的少數大型地下礦山選用（yòng）。

(2)顎（è）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。可選擇的顎式破碎機有兩種類（lèi）型:簡擺式顎（è）式破碎機、複擺式顎式破碎機。前者結（jié）構複雜，設備高度高、整機重量重，處（chù）理能力比較低。後者結構簡單、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（è）板的（de）使用壽（shòu）命（mìng）短、能耗（hào）大、偏心距大、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（gù）有的缺點，在其基礎上改進也不能滿足工藝對設備的要求。要突破傳統破碎機的設計思路（lù），從機械設計的根本出發，研製新型的破碎（suì）設備。

(1)從（cóng）粉碎機構學的研究入手，改變傳統顎（è）破的機構設計。

(2)應用好的計算機技術，創立粉碎機械的新型機構設計，獲得（dé）動顎理想運動軌跡。

(3)采用研（yán）究開發的（de）機構設計軟件（jiàn）優化（huà）機構（gòu）尺寸參數，獲得設備的優良性能。

3、新型外動顎低矮破碎機的研製機構原理設計

新型外動（dòng）顎勻擺顎式破碎機改變了100多年（nián）來傳統顎式破碎機的機構原理。設計新穎（yǐng）傳統複擺額式破碎機是（shì）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（shì）活動邊板，而動顎僅是連杆（gǎn）上一點的延伸(見圖1).

 PEWA90120機構設計參數（shù）

 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（ǎi）破碎機的開發提（tí）供了基礎，采用現代設計法從改變機構設計入手，研製新一代樣機，利用自主開發的“PW係列機構設計”，專用軟件（jiàn），分別通過改變偏心距（jù）E、肘（zhǒu）板長L、肘板座與偏心軸（zhóu）懸掛（guà）點的水平距離B、動顎在連接垂線上部的距離b、肘板與水平方向夾（jiá）角ψ、動顎襯板與水平（píng）方向左側夾角Ø。共50多組（zǔ）數據的計算分析獲得大量數（shù）據，較終確定的機構參數獲（huò）得（dé）了較理想的動領運動軌跡，為PEWA90120破碎機的結構設計確定了機構幾何參數（shù）和（hé）運（yùn）動參數。

結構設計及結構特點

由於PE WA90120新型外動顎（è）低矮（ǎi）破碎（suì）機的機構設計與傳統（tǒng）的顎式破碎機（jī）完全不同，設備的結構（gòu）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2、動顎部3、調整部4、可調（diào）領部5、拉緊部6及潤滑（huá）係統等組（zǔ）成，電動機經三角皮帶通過皮帶（dài）輪（lún）馭（yù）動偏心軸，通過邊板將偏（piān）心軸的偏心轉動傳到（dào）外（wài）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樣采用（yòng）偏心連杆套環裝置，而（ér）是通過活動邊板將偏心運動傳到外側的（de）動顎上，破碎腔呈傾斜狀態（tài）。

(2)動顎板和偏心軸位於破碎腔及靜顎兩（liǎng）側（cè），通過活動側板將偏心（xīn）運動傳遞給顎（è）板。

(3)負懸掛機構、皮帶輪及飛輪不在機器的上部而（ér）在設備中部兩側。

(4)靜（jìng）顎由懸（xuán）掛（guà）軸懸掛在機架上，下部通過襯板與機架（jià）相連，通過調（diào）0肘板，靜顎繞懸掛軸旋轉以（yǐ）改變排料口大小，控製排料粒度。

(5)機（jī）架為（wéi）可拆卸式，焊接箱型結構，既減輕了重較，又提高（gāo）了剛（gāng）度，便於（yú）井下狹小空間（jiān）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（suì）腔（qiāng）的傾斜布置及負（fù）懸掛的結構設計，大大降低了皮帶輪及飛輪的安（ān）裝高度，從而大大降低了設備的整體（tǐ）高（gāo）度和喂料高度。與（yǔ）同規（guī）格破碎機外形尺寸的比較見表2。

新機型與喂料機械（xiè）水平布置、而不是（shì）傳（chuán）統的階梯布置，因此，大大減少了峒（dòng）室（shì）的開鑿量。峒室高度降低1/2一2/3，開鑿量（liàng）減少2/30

(2)動顎運動軌跡理想。新（xīn）型外動（dòng）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。這種新顎的機構設計徹底改變了傳統（tǒng）顎式破碎機動領運動（dòng）軌（guǐ）跡，通過合理地設計機構參數（shù），可以很靈活地調整動顎運動軌跡，獲得理想的動顎運（yùn）動特性。

動顎板上各（gè）點（diǎn）行程及其特征值決定破碎機性能的好壞。新型外動顎低矮（ǎi）顎（è）式破（pò）碎機的行程比遠遠小於傳統複擺（bǎi）顎破，動顎運動軌跡分（fèn）布（bù）規律是:破碎方向行（háng）程大，利於物料破碎，磨損方向行程小（xiǎo），大大減少領板磨損。

(3)襯板壽命長。動顎運動的軌跡決（jué）定了被破物料在破碎與排料過程中與襯（chèn）板之間的相對運動及（jí）受力（lì）狀（zhuàng）況。破碎機不同的結構設計，不同的結構參數及不同的腔形會得到不（bú）同的動顎軌跡。PEWA90120外動顎低矮顎式破碎機（jī）的動顆運動軌跡磨（mó）損方向行程及行程比遠遠小傳統（tǒng）PEF90120領式破碎（suì）機，從而大大降低襯板磨損。

(4)生產能力高、能耗低。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（xiàng）反，動顎的往複運動為破碎（suì）機提供了可靠的進料保障（zhàng），並促進排料，生（shēng）產能力比傳統（tǒng）顎式破碎機（jī）高。從動顎（è）運動軌跡分析，新型PE WA90120破碎機以較小的偏心距(18 mm)，可（kě）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（suì）行程。因此設備運行平穩，轉速提高10%，生產能力提局。新型（xíng）PE WA90120破碎機小的磨損行程大大減少了無用功，能耗低。

   
(5)粉塵少、噪音低。

5、新型PE WA90120破碎機工業（yè）生產試驗

新型PE WA90120破碎機於2001年9月在安（ān）慶銅礦的一616 m破碎峒室安裝調試（shì），10一11月進行（háng）了工業（yè）試驗，與（yǔ）同峒室（shì）的（de）同規格的PEF90120傳（chuán）統複擺顎式破碎機進行比較，綜合檢驗該設（shè）備的運轉狀態，檢測該設備的各項性能指標，進行（háng）生產（chǎn）能（néng）力及破碎粒度的測定（dìng）。工業試（shì）驗表明:PEWA90120外動顎低（dī）矮顎式破碎機各項性能指（zhǐ）標符合設計要求和生產要求，大大優於PEF90120傳統複擺顎式破碎機。表3比較了（le）兩種破碎機的技術性能指標。

試驗成功後即轉（zhuǎn）入生產，至今（jīn）碎礦70多（duō）萬（wàn）t，設備開動率達97%。生產實踐也表明，該機性能優（yōu）良、操作維修（xiū）方便，運行可靠，成本低。

PE WA90120破碎機是一種大型複雜的新型破碎設備，為（wéi）目前用於（yú）硬岩地下礦山較大型號的低矮型（xíng）破碎機，它根本改變了傳統複擺顎（è）式破碎機以四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的性能。該機結構獨特:低矮、整個機組可拆、結（jié）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，能（néng）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%,襯板壽命至少提高3倍，低矮型整機高度降低25.6%，噸礦石消耗的（de）功率可降低30%。該機（jī）的研製填補（bǔ）了國內破碎設備的一（yī）項空白（bái）。