PEWA90120外動(dòng)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、整個機組可(kě)拆、結構(gòu)緊湊,便於搬運、吊裝,特別適用於空間受到限製的場合。與同規格的傳(chuán)統鄂式破碎機相比,生產能力提高21.82%,襯板壽命至少提高3倍,整機高度降低25.6%,噸礦石消耗的(de)功率(lǜ)可降低30%。
在礦山生產中,運輸礦石的費用占礦石總生產費用的30%,采用普通的(de)膠帶輸送機運(yùn)輸,可使運(yùn)輸費用降(jiàng)低(dī)80%一90%。但普通膠帶輸送機無法輸送未經(jīng)破碎的大塊度(dù)、高硬度、棱角鋒利的原礦,將新型低矮移動方便的破碎(suì)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(zuò)業效率,甚至實現地下高效連續出礦的理想都是至(zhì)關重要的一步(bù)。
近30年來,為了大幅度降低礦石的提升運輸費(fèi)用,很(hěn)多礦山己將礦石粗碎工序移到井下進行,但傳統粗碎破碎機及其機組結構笨重、體積(jī)龐大,需要開挖人型破碎酮室。而在地下(xià)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(gāo)大炯室投(tóu)資人、工效低、操(cāo)作(zuò)困難、安全性差,此時,能滿足地(dì)下礦山需要的(de)低(dī)矮(ǎi)破碎設備就顯(xiǎn)得尤(yóu)為重要。
近(jìn)年來,北(běi)京礦冶研究總院新(xīn)研製成功的外動顎勻擺顎(è)式破碎機外形低矮,比同型號傳(chuán)統顎破低(dī)20%,喂料高度低,破碎係統的(de)高度降低(dī)1/3左右,大大減(jiǎn)少了通室的開鑿量。這種破碎機(jī)破碎(suì)能力大,襯板磨損低,能量消耗低(dī),是地下初碎的(de)理想選擇。但目前該(gāi)係列破(pò)碎機較人型號為PEWA750 x 1060,較大入料粒度630 mm,破(pò)碎機處理能力在72一150m3/h,不能滿足大中(zhōng)型地卜礦(kuàng)山的要求,研製(zhì)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限製的礦山的迫切需要。
地下(xià)開采的工藝(yì)條件對地下初碎設備提出了(le)苛刻刻的(de)要(yào)求。工作空間:由於地下初碎設備安裝在集中破碎峒室(shì)或接近(jìn)工(gōng)作麵,峒室(shì)尺寸越(yuè)小、高度越低越經濟。這使設備尺寸受到嚴格控製,要求設備高度盡較低,結構緊湊。
工作(zuò)對象:地下金屬礦山中破碎的(de)多為(wéi)堅硬物料。礦岩硬度係數f達到15一20。礦石破碎所需(xū)的破碎力大,襯板磨損嚴重。因此,要求設備要有高的強度和(hé)剛度,耐衝擊,耐(nài)磨損。工作環境:地下空間狹(xiá)窄,環境複雜,要求(qiú)設備簡單可靠,便於操作和維(wéi)修。設備性能(néng):要節能高效,生產能力高、設備功耗低,襯板(bǎn)壽命長。
目前地下礦(kuàng)山可選擇的初碎設備有兩大類:旋回破碎機(jī)和(hé)顎式破碎機。
(1)旋(xuán)回破碎機生產能(néng)力高,破碎的塊度大,但整(zhěng)機重量重,外形尺(chǐ)寸大,高度高,相應所需的井(jǐng)筒尺寸(cùn)、巷道斷麵都要大、地下破碎用(yòng)室的高度(dù)高(gāo),峒室開鑿較人大。因此僅在(zài)顎(è)式破碎機不能滿足生產能力或破碎塊度要求的少數大型地下礦(kuàng)山選用。
(2)顎式(shì)破碎機結構簡單、工(gōng)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(xià)礦山首選的初碎設備。可選擇的顎式破(pò)碎機有(yǒu)兩種類型: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(zhěng)機重量(liàng)重,處理能力比較低。後者結構(gòu)簡(jiǎn)單、運動可靠、重量輕。生產能力比簡(jiǎn)擺額式破碎機高30%左右。但顎板的使用壽命短、能耗大、偏心距大、振動噪音大、運轉平(píng)穩性差。
由於傳統的顎式破碎機自身固有的缺點,在其基(jī)礎上改進也不能滿足(zú)工藝對設備的要求。要突破傳統破碎機的設計思路,從機(jī)械(xiè)設計的(de)根本出發,研製新型的破碎設備。
(1)從(cóng)粉碎機構學的研究入手,改變傳(chuán)統顎破的(de)機構設計(jì)。
(2)應用好的計算(suàn)機技術,創立粉碎機械的新型機構設計,獲得動顎理想運動軌跡。
(3)采(cǎi)用(yòng)研究開發(fā)的機構(gòu)設計軟件優化(huà)機構尺寸參數(shù),獲得設備的優良性能。
新型外動顎(è)勻擺顎式破碎機(jī)改變了(le)100多年來傳統顎式破碎機的機構原(yuán)理。設計(jì)新穎傳統複擺額式破碎機(jī)是(shì)一曲柄(bǐng)連杆機構,其連杆就(jiù)是動顎。而外動顎勻擺硬岩破碎機的連杆是活動邊板,而動(dòng)顎僅是連杆上(shàng)一點(diǎn)的延伸(見圖1).

由於外動顎(è)勻擺顎式破碎機理(lǐ)論研究的深入與(yǔ)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(shè)計法從改變機構設計入手,研製新一(yī)代樣機,利(lì)用自主開發的(de)“PW係列機構設計”,專用(yòng)軟件,分別通過改變(biàn)偏心距E、肘板(bǎn)長L、肘板座與(yǔ)偏心軸(zhóu)懸掛點的水平距離B、動顎在(zài)連接(jiē)垂線上部的距(jù)離b、肘板(bǎn)與水平方向夾角ψ、動顎襯板與水平方向左側夾角Ø。共50多組數據的計算(suàn)分析獲得大量數據,較終確定的機(jī)構參數獲得了較理(lǐ)想的動領運動(dòng)軌跡,為PEWA90120破碎機的結構(gòu)設計確定了機構幾何參數和運動(dòng)參(cān)數(shù)。
由於PE WA90120新型外動顎低矮破碎機的機(jī)構設計與傳統的顎式破(pò)碎機完全不同,設備的結構和(hé)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(bù)、機架部2、動顎(è)部3、調整部4、可調領部5、拉緊(jǐn)部6及潤滑係統等組成,電動機(jī)經三角皮帶通過皮帶輪馭動(dòng)偏心軸,通過邊板將偏心軸的偏心轉動傳到外側的動顎上。

(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,而是通過活動(dòng)邊板(bǎn)將偏心運動(dòng)傳到外側(cè)的動顎上,破(pò)碎腔呈傾斜狀態。
(2)動顎(è)板和(hé)偏心軸位於破碎腔及靜顎兩側,通過活動側板(bǎn)將偏心運動傳遞給顎板。
(3)負懸掛機構、皮帶輪及飛輪不在機(jī)器的上部而在設備中部兩側。
(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(bǎn),靜顎繞懸掛軸旋(xuán)轉以改變排料口大小,控製排料粒度。
(5)機架為可拆卸式,焊接箱(xiāng)型結構,既減輕了重較,又(yòu)提高了剛度(dù),便於井(jǐng)下狹小(xiǎo)空間運輸安(ān)裝。

(1) 外形低矮。新型機破碎(suì)腔的傾斜布置及負懸掛的結(jié)構設計(jì),大大降低了皮帶輪及飛輪(lún)的安裝高(gāo)度,從而大大降低了設備的整體高度和喂料高度。與同規格破(pò)碎機外形尺寸的比較見表2。

新機型(xíng)與喂料機械水平(píng)布置、而不是傳統的階梯布置,因此,大大減少了峒室的開(kāi)鑿量。峒室高度降低(dī)1/2一2/3,開鑿量減少2/30
(2)動顎運動軌跡理想。新型外動顎勻擺(bǎi)顎(è)式破碎機,動顎與連杆分離。連杆的運動特(tè)性,己經不再(zài)約束動顎的運(yùn)動特性。這種新顎(è)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(dì)設計機構參數,可以很靈活地調整動顎運動(dòng)軌跡,獲得理想的動顎(è)運動特性。
動顎板上各點(diǎn)行程及其特(tè)征值決定破碎機性能的好(hǎo)壞。新型外動顎低矮顎式破(pò)碎機的行程比遠遠小於傳統複擺顎破,動顎運動軌跡分布規律是:破碎方向行程大,利(lì)於物料(liào)破碎,磨損方向行程小,大大減少領板磨損。
(3)襯(chèn)板壽(shòu)命長(zhǎng)。動顎運動的軌跡決定了被破物料在破碎與排料過程中與襯(chèn)板之(zhī)間的相對運動及受力(lì)狀況。破碎機(jī)不同的結構設計,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(tǒng)PEF90120領式破碎機,從而大大降低襯板磨損。
(4)生產(chǎn)能力高、能耗低。由於新機型動(dòng)W與靜顎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機提供了可靠(kào)的進料保障,並促進排料(liào),生產能力比傳統顎式(shì)破碎機高。從動顎運動軌跡分析,新型PE WA90120破碎機以較小的偏心距(18 mm),可獲得比同(tóng)規格傳統顎式破碎機PEF90120(偏心距20 mm)大的動顎破(pò)碎行程。因此設備運行平穩,轉(zhuǎn)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(jiǎn)少了(le)無用功,能耗低。
(5)粉塵少、噪音低。
新型PE WA90120破碎機於2001年9月在安慶銅礦的一616 m破碎峒室安裝調試,10一11月進行了工業試驗,與同峒室(shì)的同規格的PEF90120傳(chuán)統複擺顎式破碎機進行比較,綜合檢(jiǎn)驗該設備的運轉狀態(tài),檢測該設備的各項性能(néng)指標,進(jìn)行生產(chǎn)能力及破碎粒度的測定。工(gōng)業試驗表明:PEWA90120外動顎低矮顎(è)式破碎機各項性能指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比較了兩(liǎng)種破碎機(jī)的(de)技術性(xìng)能指標。

試(shì)驗成功後即轉(zhuǎn)入生產,至今碎礦70多萬(wàn)t,設備開動(dòng)率達97%。生產實(shí)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破碎機是一種大型(xíng)複雜的新型破碎(suì)設備,為目前用於硬岩地下礦山較大型號的低矮型破碎機,它根本改變了傳統複擺顎式(shì)破碎機以四連杆機構中(zhōng)的連杆做為動顎的傳統(tǒng)設計,獲得了(le)傳統顎(è)破不能獲得的動(dòng)顎理想(xiǎng)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(xìng)能。該機結構獨特:低(dī)矮、整個機組可拆、結構緊湊,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,能方便地在井下運輸、安裝及靠近工作麵工作。與同(tóng)規格的傳統顎破相比,生產能力提高21.82%,襯板(bǎn)壽命至少提高3倍,低矮型(xíng)整機高度降(jiàng)低25.6%,噸礦(kuàng)石消耗的功率可降低30%。該機(jī)的研製(zhì)填補了國內破碎設(shè)備的一(yī)項空白。