PE250×400G复摆颚式破碎机设计【三维SolidWorks含CAD图纸和说明书】
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包含有 纸和三维建模及说明书 ,咨询 摘 要 目前， 国内 外 使用的颚式破碎机 种类 很多 , 复摆颚式破碎 机 结构简单， 质量较轻，构件较少，结构更紧凑 ， 生产率高，操作和维修方便等优点， 所以 在物料破碎作业中运用最广泛的还是 复摆颚式破碎机。本毕业设计主要是为满足生产需求出料口尺寸 ： 20 60料块最大尺寸： 210量： 75m/ 根据以上要求我设计了复摆颚式破碎机 400（ E：颚； P：破； 250 400：进料口宽度长度） ，其工作原理是：电机驱动皮带，通过皮带轮带动偏心轴旋转。动颚与偏心轴相连，当偏心轴旋转时，动颚随之上 下往复运动。当动 颚向上运动时，肘板与动颚夹角变大，肘板推使动颚向前运动而靠近定颚 ，致使物料被挤压碾碎。当动颚向下运动时，肘板与动颚夹角变小，通过拉杆与弹簧装置，动颚离开定 颚 ，物料被排卸出去。随着偏心轴不断旋转，动颚作往复循环运动，物料不断被破碎排卸，而达到连续生产目的。 设计内容主要包括了复摆颚式破碎机的动颚、偏心轴、皮带轮、动颚齿板、机架等一些重要部件；另外对颚式破碎机的工作原理及特点和主要部件作了介绍，包括保险装置、调整装置、机架结构、润滑装置等；同时对机器参数（主轴转速、生产能力、破碎力、功率等）作了 计算。此外也简单介绍了破碎的意义、破碎工艺和破碎比的计算，颚式破碎机的主要部件的安装、颚式破碎机的操作及维修等 。 关键词： 颚式破碎机； 工作原理； 动颚 。 包含有 纸和三维建模及说明书 ,咨询 I t of of of so is is 20 60210 75m/h to me to a E 250s , by up to to be to is of of of to of of s of in we of of 含有 纸和三维建模及说明书 ,咨询 II so At we of of of so we of of of in of so s 包含有 纸和三维建模及说明书 ,咨询 V 包含有 纸和三维建模及说明书 ,咨询 包含有 纸和三维建模及说明书 ,咨询 I 目 录 摘 要 . I 目 录 . 言 . 1 1 物料性能及破碎机分类 . 2 料破碎及其意义 . 2 碎的目的 . 2 碎产品的粒级特性 . 2 石的破碎及力学性能 . 4 碎机的分类及动颚轨迹特性 . 6 碎机分类 . 6 式破碎机的动颚轨迹特性 . 7 2 颚式破碎机工作原理及结构分析 . 10 式破碎机的工作原理 . 10 摆颚式破碎机工作原理 . 10 摆颚式破碎机工作原理 . 11 要零部件的结构分析 . 11 颚 . 12 板 . 12 板（推力板） . 13 整装置 . 14 险装置 . 15 轮 . 15 架结构 . 15 包含有 纸和三维建模及说明书 ,咨询 密封及润滑系统 . 16 3 颚式破碎机结构参数的选择与计算 . 18 式破碎机结构参数的选择与计算 . 18 矿口宽度 . 18 矿口长度 . 18 称排料口尺 寸 b . 19 角与排料层平均啮角 L . 19 颚摆动行程 s . 19 轴转数 n . 20 要构件尺寸的确定 . 21 碎腔高度 H . 21 柄偏心距（或曲柄半径） . 22 杆长度 . 22 挂高度 . 22 动角 . 22 杆倾角 . 23 板长度3 . 23 作参数的计算 . 24 轴转数 . 24 产能力 . 24 大破碎力. 25 传动的设计 . 27 述 . 27 动带的设计 . 27 定计算功率 . 27 包含有 纸和三维建模及说明书 ,咨询 选择带型 . 27 定带轮的基准直径 . 28 定中心距 a 和带的基准长度 . 28 定皮带根数 Z . 29 定带的预紧力 . 30 算 V 带作用在轴上的力（简称轴压力） . 30 轮的结构设计 . 30 心轴的设计计算 . 32 的功用、分类和材料 . 32 设计的基本要求 . 32 心轴的结构设计 . 33 心轴的强度计算 . 34 式破碎机腔型设计 . 34 层破 碎假说 . 35 线腔形的分析 . 36 4 颚式破碎机主要零件的校核验算 . 38 要零件受力分析 . 38 要零件的强度校核 . 38 板的强度校核 . 38 键的选择与校核 . 39 动轴承的选择 . 40 致 谢 . 47 参考文献 . 49包含有 纸和三维建模及说明书 ,咨询 前 言 国内的矿山 工业、冶炼工业、建材工业、公路建设、铁路建设、水利建设和化工工业等各种行业中其所需的各种原料生产大都牵涉到了破碎问题，颚式破碎机在破碎行业中具有重要的地位。根据待碎矿石、岩石和物料的性质、用途和数量的不同，可选用不同类型的破碎设备。目前，常用的破碎设备有颚式、旋回式、锤式、反击式和辊式破碎机。此外，还有特殊类型的破碎设备。 颚式破碎机由于具有结构简单、工作可靠、制造容易、维修方便、价格低廉、适用性强等优点 ， 早已成为我国生产最多、使用最广的破碎设备。我国自 50 年代生产颚式破碎机以来，在破碎机设计方面经历了类比 、仿制、图解法设计阶段，并向计算机辅助设计阶段过度。生产制造的颚式破碎机越来越大、性能越来越好、品种越来越多，并在国际上占有一定的市场。目前，我国生产的应用最为广泛的颚式破碎机有两种型式：动颚作简单摆动的曲柄双摇杆机构颚式破碎机 简摆型颚式破碎机 ;动颚作复杂摆动的曲柄摇杆机构颚式破碎机 者多半制成大型或中型，其破碎比为 3 6；后者一般制成中小型，其破碎比可达 10。随着工业技术的发展，复摆型颚式破碎机已向大型化发展。 颚式破碎机的技术性能主要取决于主参数的确定、机构尺寸参数、运动参数和动力 参数的设计。各种不同型号的颚式破碎机虽经长期实践不断改进，但其工作原理和结构大同小异，而其工作性能的好坏却相差甚大。本设计根据已知参数： 普通岩石的破碎 （ 抗压强度最高可达 300兆帕 ） ，最大 进料粒度 210出料粒度 20 60 产量 75m/h，进行颚式破碎机机构设计，侧重于主参数及其计算方法、机构尺寸参数、腔型设计、偏心轴设计及校核，以及辅助设备如电动机、 V 带、飞轮的选择。 由于水平有限、时间仓促，设计说明书中一定有不少的缺点和错误，恳请老师和读者提出宝贵的意见，给予批评指正 ! 包含有 纸和三维建模及说明书 ,咨询 1 物料性能及破碎 机分类 料破碎及其意义 从矿山开采出来的矿石成为原矿。原矿是由矿物与脉石组成的。露天矿井开采出来的原矿其最大粒度一般在 2001300下矿开采出来的原矿其最大粒度一般在 200 600些原矿不能直接在工业中应用，必须经过破碎和磨矿作业，使其粒度达到规定的要求。破碎是指将块状矿石变成粒度大于 1 5于 1 碎的目的 （ 1）制备工业用碎石 大块人料经破粹筛分后， 可得到各种小向要求粒度的碎石。这些碎石可制备成混凝土。它们在 建筑、水电等行业中 广泛应用。 铁路路挂建造巾也需要大量的碎石。 （ 2）使矿石中的有用矿物分离 矿石有单金属矿和多金属矿。而且原矿多为品位较 低的矿石。将原可破碎质 后，可 以使有用金属与矿石中的脉石和有 害杂质分离，作为选矿的原料，除去杂质而得到高品位精矿。 （ 3）为磨矿提供原料 磨矿工艺所需 粒度不大于 1 的原料，是 由破碎产 品提供的。例如在炼焦厂 、烧结厂、制团厂、粉末冶金、水 泥等部门中，都由山破碎工艺提供原料，再 通过磨碎使产品达到要求的粒度和粉 末 状态 。 碎产品的粒级特性 破碎产品都是由粒度不同的各种 矿粒所组成。粒度组成和粒度特性曲线可以鉴定破碎产品的质量和破碎机的破碎效果。 确定混合物料的粒度组成，通常采用筛分分析法（简称筛析）。筛析一般采用标准筛，筛面使用正方形筛孔的筛网。我国通常采用泰勒标准筛，其筛孔大小用网目表示，它指一英寸长度（一英寸等于 所具有的筛孔数目。 筛析一般采用标准 筛。筛面使用正方形筛 孔 的筛 网 。我 国通常采用泰勒标准筛，其筛包含有 纸和三维建模及说明书 ,咨询 孔大小用网目数目表示。 它指一英寸长度 （ 英寸等于 ）内所具有的筛孔数目 。这种筛于是以 200 目 作为笨本筛 （ 筛 孔 宽为 ）。 我国尚无用于 破碎机的产品粒度分析标准， 在实际测试 时，各厂 家使用的筛 孔 形状 （方孔或圆孔） 及序列也不尽 相同 。 如果参照泰勒标准筛关于 基本筛比的规定来确定筛孔序列，即各筛间的筛比不大于 2，就可以将上、下 两筛间的产品 粒度，用粒级平均直径表示，这对 于分析粒级特性显然是很 方便的。 根据筛分结果，可以对产品（或原矿）的粒度特性进行分析。粒度特性用粒级特性曲线表示，纵坐标表示套筛中各筛的筛上物料质量的累积百分数（简称筛上量累积产率 %），横坐标或用筛孔尺寸与最大粒度之比，或用筛孔尺寸与排矿口之比（ %）表示。难碎性矿石的粒级曲线呈凸性，这 表明矿石中的粗级物料占多数。中等可碎性矿石的粒级曲线近似直线，这表明各种粒级所占的产率大致一致。易碎性矿石的粒级曲线呈凹形，这表明矿石中的中等粒度的物料占多数。 表 1破碎机产品筛析筛的粒级序列为了真实且直观地反映破碎机的破碎效果，可用下式计算产品的等值粒度值 =1=1=1D = = / 1 0 0n ni i ie q i 包含有 纸和三维建模及说明书 ,咨询 式中 n 筛分物料 时 筛子的个数 第 i 级物料的粒级平均直径及其质量百分数。 石的破碎及力学性能 机械破碎是用外力加于被破碎的物料上，克服 物料分子间的内聚力，使大块物料分成若干小块。机械破碎矿石有以下几种方法： 1）压碎 将矿石置于两个破碎表面之间，施加压力后矿石因压应力达到其抗压强度限而破碎（图 1 2）劈裂 用一个平面和一个带尖棱的工作表面挤压矿石时，矿石沿压力作用线方向劈裂。劈裂的原因时由于劈裂面上的拉应力达到矿石的抗拉强度限（图 1 3）折断 用两个带有多个尖棱的工作表面挤压矿石时，矿石就像受集中载荷的两支点或多支点梁。当矿石内的弯曲应力达到弯曲强度限时矿石被折断（图 1 4）磨碎 矿石与运动的工作表面 之间受一定压力和剪切力时，矿石内的剪切力达到其剪切强度限时，矿石即被粉碎（图 1 5）冲击破碎 矿石受高速回转机件的冲击力作用而被破碎。由于破碎力是瞬间作用的，所以破碎效率高，破碎比大，能量消耗小，但锤头磨损严重（图 1 实际上任何一种破碎机都不是以某一种形式进行破碎的，一般都是两种和两种以上的形式联合进行破碎。由于颚式破碎机的破碎工作表面是两块相互交错布置的齿形衬板，因此破碎作业兼有前四种破碎形式。 矿石的破碎方法主要根据矿石的物理力学性能、被破的块度及所要求的破碎比来选择的。对坚硬矿 石采用压碎，劈裂和折断的破碎方法为宜；对粘性矿石采用压碎和磨碎的破碎方法为宜；对脆性矿石和软矿石采用劈裂和冲击破碎的方法为宜。颚式破碎机可用于破碎各种性能的矿石，对于坚硬矿石有更高的破碎效果。 包含有 纸和三维建模及说明书 ,咨询 图 1矿石的破碎和磨碎方法 a）压碎 b）劈裂 c）折断 d）磨碎 e）冲击破碎 表 1石的物理力学性能 包含有 纸和三维建模及说明书 ,咨询 碎机的分类及动颚轨迹特性 碎机分类 （ 1）按破碎机粒度分类 1）粗碎破碎机 一般使 1500 50050 100 2）中碎破碎机 使 350 100物料破碎到 140 40 3）细碎破碎机 使 100 40物料破碎到 30 10 （ 2） 按破碎机结构和工作原理分类 1）颚式破碎机 其工作部分由固定颚板和活动颚板组成。当活动颚板周期性地靠近固定颚板时，借助压碎作用将装于期间的物料破碎；远离固定颚板时物料靠自重向下移动，直至从排料口排出（图 1 2）旋回和圆锥破碎机 其工作部分由内腔为锥形的固定外锥和可运动的内锥体组成。内锥体以一定的 偏心半径绕外锥中心线作偏心运动，不断改变内外圆锥间的空间形状，使矿石在两锥体间受到压碎和折断作用而破碎（图 1 3）辊式破碎机 矿石在两个平行且相反转动的圆柱形辊子中受到压碎（光辊）或受压碎和劈裂作用（齿辊）而破碎。当两辊的转速不同时，还有磨碎作用（图 1 4）冲击式破碎机 利用装于其上的高速旋转的锤子的冲击作用和矿石本身高速冲击固定衬板而使矿石破碎（图 1 破碎机的型式是根据所采用的选矿工艺流程、矿石的物理力学性能、破碎比及影响矿石可碎性的其它一些 因素进行选择的。 包含有 纸和三维建模及说明书 ,咨询 图 1碎机和磨矿的主要型式 a)颚式破碎机 b）旋回破碎机和圆锥破碎 c）辊式破碎机 d）锤式破碎机 颚式破碎机经 100多年的实践和不断改进，其结构已日益完善。我国自 50年 代仿制颚式破碎机以来，经过近 50年的 摸索和研究，设计资料更加完善，设计方法更加先进，结构更加合理，产品性能更加优良。由于它结构简单、工作可靠、制造容易、维修方便等其它破碎机无法替代的优点，至今仍广泛应用于工业各部门。 据不完全统计，我国目前每年生产的各种型号的破碎机约有万台，远销海内外。 式破碎机 的动颚轨迹特性 颚式破碎机按运动形式分为两种基本型式 :简摆颚式破碎机和复摆颚式破碎机。如图表示两种基本类型的颚式破碎机的动颚轨迹。 图 1颚式破碎机动颚轨迹 a）简摆颚式破碎机 b）复摆颚式破碎机 包含有 纸和三维建模及说明书 ,咨询 由图 1见，简摆颚式破碎机动颚上点的轨迹为绕动颚悬挂点转动的圆弧，其弧长沿进料口到排料口逐渐增大。复摆颚式破碎机动颚上的点一般作平面运动，其轨迹为封闭曲线，进料口处轨迹呈椭圆形，愈靠近排料口其轨迹形状愈扁直。沿水平方向与垂直方向量取轨迹的位移 s 和 h，则 s 称为动颚水平行程， h 称为动 颚垂直行程，其比值称为动颚的行程特性值。 动颚上各点行程及特性值决定了破碎机性能的优劣。水平行程可以产生破碎物料所必须的压缩量，由于物料在破碎时，其块度越大，所需的压缩量也越大，因此水平行程应从进料口到排料口逐渐减小。由于排料口处的物料按自由落体排下的，所以排料口处水平行程的大小，还应考虑到排料层物料下落时所需的排料高度。动颚的垂直行程使得动、定颚间产生垂直方向的相对运动，以对物料进行磨搓，同时也可以促进物料向下排料，但磨搓作用使得动、定颚板磨损而降低衬板的使用寿命。因此可用行程特性值衡量破碎机轨迹值性能值 优劣。 表 1两种基本颚式破碎机动颚轨迹性能比较 简摆颚式破碎机 复摆颚式破碎机 进料口 垂直行程 平行程 性值 料口 垂直行程 s 水平行程 s s 特性值 表 1出了两种基本型式的破碎机，在相同排料口水平行程 s 条件下进、排料口处动颚的轨迹性能参数，小于下部水平行程，且垂直行程均很小，其特性值 m=摆颚式破碎机上部水平行程，大于下部水平行程，且垂直行程很大，其特性值 m= 包含有 纸和三维建模及说明书 ,咨询 与简摆颚式破碎机相比，因为复摆颚式破碎机上下水平行程分布较合理，且有较大的垂直行程，有利于破碎腔内的物料下移，因此生产能力高于简摆颚式破碎机约 30%。 根据实践经验，上部水平行程不能太小，一般去（ s，各点轨迹特性值取 m=宜。由于排料口水平行程 s 是按破碎机所具有的最大生产能力确定的，远远大于破碎物料所必须的压缩量，因此当上部水平行程取得小于下部水平行程时也足以使大块物料破碎。 包含有 纸和三维建模及说明书 ,咨询 0 2 颚式破碎机工作原理及结构分析 式破碎机的工作原理 摆颚式破 碎机工作原理 图 2摆颚式破碎机 动颚悬挂在心轴上，可作左右摆动，偏心轴旋转时，连杆做上下往复运动。带动两块推力板也做往复运动，从而推动动颚做左右往复运动，实现破碎和卸料。此种破碎机采用曲柄双连杆机构，虽然动颚上受有很大的破碎反力，而其偏心轴和连杆却受力不大，所以工业上多制成大型机和中型机，用来破碎坚硬的物料。此外，这种破碎机工作时，动颚上每点的运动轨迹都是以心轴为中心的圆弧，圆弧半径等于该点至轴心的距离，上端圆弧小，下端圆弧大，破碎效率较低，其破碎比 i 一般为 3于运动 轨迹简单，故称简单摆动颚式破碎机。 优点：结构紧凑简单，偏心轴等传动件受力较小；由于动颚垂直位移较小，加工时物包含有 纸和三维建模及说明书 ,咨询 1 料较少有过度破碎的现象，动颚颚板的磨损较小。 摆颚式破碎机工作原理 动颚上端直接悬挂在偏心轴上，作为曲柄连杆机构的连杆，由偏心轴的偏心直接驱动，动颚的下端铰连着推力板支撑到机架的后壁上。当偏心轴旋转时，动颚上各点的运动轨迹是由悬挂点的圆周线 (半径等于偏心距 )，逐渐向下 变成椭圆形，越向下部，椭圆形越偏，直到下部与推力板连接点轨迹为圆弧线。由于这种机械中动颚上各点的运动轨迹比较复杂，故称为复杂摆动式颚式破碎机。图 2复摆颚式破碎机结构示意图。 图 2 2 颚式破碎机结构示意图 图 2 3 复摆颚式破碎机机构运动简图 由图 2 3可计算出复摆颚式破碎机的自由度为： 3 ( 2 ) 3 3 ( 2 4 0 ) 1n P P 复摆式颚式破碎机与简摆式相比较，其优点是：质量较轻，构件较少，结构更紧凑，破碎腔内充满程度较好，所 装物料块受到均匀破碎，加以动颚下端强制性推出成品卸料，故生产率较高，比同规格的简摆颚式破碎机的生产率高出 20物料块在动颚下部有较大的上下翻滚运动，容易呈立方体的 形状卸出，减少了像简摆式产品中那样的片状成分 产品质量较好。 介于复摆颚式破碎机的优点，在本设计中将颚式破碎机设计为复摆型。 要零部件的结构分析 包含有 纸和三维建模及说明书 ,咨询 2 250 400复摆颚式破碎机主要是由机架、动颚、偏心轴、轴承、飞轮、槽轮、肘板、调整部件、拉紧部件、润滑部件等组成，如下图 4 所示。 图 2400 复摆颚式破碎机 颚 动颚是支承齿板且直接参与破碎矿石的部件，要求有足够的强度和刚度，其结 构应该坚固耐用。动颚一般采用铸造结构，为减轻重量，国外也采用焊接结构。由于其结构复杂，因此对焊接工艺的要求较高。按结构特点，可把动颚分成箱型结构与非箱型加筋结构（按其横截面形状又可分为“”型和反“”型两种）。对于型号较小的复摆颚式破碎机，其动颚一般做成非箱型加筋结构，以便有效地减轻动颚的重量。本设计采用“”型动颚，其结构见图纸。 板 齿板（也叫衬板），是破碎机中直接与矿石接触的零件，它对破碎机的生产 率、比能包含有 纸和三维建模及说明书 ,咨询 3 耗、产品粒度组成和粒形以及破碎力等都有影响。 齿板承受很大的冲击挤压力，因此磨损得非常厉害。为了延长它的使用寿命，可从两方面来研究：一是从材质上找到高耐磨性能材料；二是合理确定齿板的结构形状和几何尺寸。目前齿板一般采用 特点是：在冲击负荷作用下，具有表面硬化性，形成既硬又耐磨的表面，同时仍能保持其内层金属原有的韧性。齿板横断面结构形状有平滑表面和齿形表面两种，后者又分三角形和梯形表面（如图所示） 图 2衬板齿形 a)三角形 b）梯形 本设计中采用三角形齿板，材料为 板（推力板） 破碎机的肘板是结构最简单的零部件，但其作用却非常大。通常有三个作用 : 一是传递动力，其传递的动力有时甚至比破碎力还大；二是起保险作用，当破碎腔落入非破碎物料（如钎杆、折断的铲齿）时，肘板先行断裂破坏，从而保护机器其它零件不发生破坏；三是调整排料口大小。 肘板按结构组成分为组装式和整体式两种；按肘头与肘垫（或称肘板衬垫）的连接型式，可分滚动型与滑动型两种（如图 2 滚动型结构其传动效率高，磨损减小，同时在机器运转过程中，动颚的摆动角很小，使得肘板两端支承的肘垫表面的平行度误差也很小，因此肘板的传力方向与肘垫垂直方向的夹角很小，肘板与其肘垫之间可以保持纯滚动。 为提高传动效率，减少磨损，延长其使用寿命，本设计中采用滚动型肘板，肘板垫材料为 包含有 纸和三维建模及说明书 ,咨询 4 图 2肘头与肘垫形式 a）滚动型 b）滑动型 整装置 调整装置是用来调整破碎机排料口大小用。随着衬板的不断磨损，排料口尺寸也不断地变大，产品粒度也随之变粗。为了保证产品粒度的要求，必须利用调整装置，定期地调整排料口尺寸。此外，当要求得到不同的产品粒度时，也需要调整排料口大小，现有颚式破碎机的调整装置有多种多样，归纳起来有垫片调整装置、楔铁调整装置、液压调整装置以及衬板调整。 图 2 立式楔铁调整装置 本设计中采用楔铁调整装置（如图 2其优点是能实现无极调整、调整方便、不必停车、结构简单和制作方便。缺点是它的外形尺寸和重量都比较大，使机器尺寸增大，调整很费劲。 包含有 纸和三维建模及说明书 ,咨询 5 险装置 当破碎机落入非破碎物时，为防止机器 的重要零部件发生破坏，通常装有过载保护装置。保险装置有三种 :液压连杆、液压摩擦离合器和肘板。液压保险装置由于必须有专用的液压系统，且对液压元件和零部件的液压密封部位有较高的要求，故一般都用于大型的简摆颚式破碎机。中小型复摆颚式破碎机都以肘板为保险件。图 2肘板结构 a）变截面结构 b）弧形结构 c） S 型结构 设计肘板时除应正确确定由破碎力引起的肘板压力，以便设计 出超载破坏的肘板面积外，在结构设计时，应使其具有较高的超载破坏敏感度。 本设计采用变截面结构（如图 2材料为 结构见图纸。 轮 颚式破碎机的飞轮用以储存动颚空行程时的能量再用于工作行程，使机械的工作负荷趋于均匀，带 附录1翻译原文破碎粉磨设备的磨损与耐磨材料的发展摘要：从磨损失效分析入手，对破碎粉磨系统中易损件的结构形状、相互匹配关系、耐磨材料生产工艺、质量控制与使用性能等进行评述，并列举了国内外典型耐磨材质的化学成分覆机械性能，同时阐述了破碎粉磨材料的发展。 1、引言冶金矿山、建材、火电、化工、煤炭等工业部门，需要各种破碎粉磨设备。这些设备的易损件受研磨体、衬扳、物料的磨损，每年消耗大量金属。以水泥工业为饲，1994年水泥全国产量405亿吨。球磨机衬板类、破碎机类损耗金属约为300 350gt水泥；研磨介质(球、段)为500gt水泥，这样1994年仅水泥工业就消耗衬板类金属12万t，研磨体2o多万t。据有关资料统计，黑色、有色矿山消耗金属更多，全国消耗破碎机、球磨机衬扳金属约5o万t，研磨介质金属约130万t，总价值达80亿元。材料的消耗必然反映到能源消耗上，因此降低金属材料消耗也是节约能源的一个重要方面，具有明显的经济效益和社会效益。同时因更换易损件而被迫停车的时间在水泥行业约占总停车时间的50 55 ，占因磨损而增加设备维修工作量的6o 65 ，因此随着破碎粉磨设备工艺技术的飞速发展，随着设备日趋大型化研制和使用，新型耐磨材料越来越为人们所重视。 2、破碎粉磨设备的磨损破碎粉磨设备的磨损可分为内部因素和外部因素。内部因素包括材料的冶金质量、化学成分、金相组织和机械性能I外部因素包括物料的硬度和韧性，粒度和棱角锐度等等。易损件是否耐用取决于材料的抗冲击磨损能力，抗疲劳磨损能力，抗显微切削和犁削的能力。下面对几种破碎粉磨设备主要易损件的磨损进行简要分析。2.1 颚式破碎机齿板颚式破碎机齿板的磨损属于凿削式磨损。以江苏常熟采石场使用PZ250500型颚式破碎机齿扳为例，齿扳材质是经水韧处理的标准高锰钢。在扫描电镜下观察齿扳磨面可以看出，齿扳表面被挤压成凹凸部分材料，随后又被磨料推挤形成压舌磨面，在磨面上可以看到很多磨料尖角短程滑动造成的磨痕，并可看到齿板表面有微裂纹，见图1。经过分析，齿扳磨损的主要原因是磨料相对齿板短程滑动、切削金属造成磨屑和磨料反复挤压引起齿扳材料多次变形，导致金属材料疲劳脱落，磨损失教过程是：(1)物料多次反复挤压凿削齿扳，在齿扳区表层，或在挤压金属的突出部分根部形成微裂纹，此微裂纹不断扩展到相连，造成表面金属材料脱落，形成磨屑。(2)物科反复挤压，造成齿扳金属材料被局部压裂或翻起，其碎裂或翻起部分又随着挤压撞击的物料一起脱落形成磨屑 (3)物料相对齿板短程滑动，切削齿板形成磨屑。因此从耐磨材料上控制齿板磨损主要是硬度和韧性。材料硬，物料挤压深度浅，材料变形小，物料对材料短程滑动的切削量也小 材料韧性好，抵抗断裂能力强，可消除挤压撞击过程中脆性断裂，提高抗疲劳变形开裂能力。颚式破碎机的大小规格不同，进料粒度、锐度不同，对齿板的挤压、撞击力不同，大中型挤压力大，除考虑材料的抗挤压力和抗滑动切削外，还应考虑受撞击时的冲击力及弯曲应力 因此大型齿板选材应选用韧性高、综合性能好的材质从上述磨损失效分析可知，对于齿板材料应选择硬度高的材质以抵抗挤压、显微切削失效，选择足够韧性柏材质以抵抗凿削撞击疲劳失效。同时从齿板结构上进行改进，以减少物料与齿板的相对滑动，这不仅对提高生产率有益，而且对提高材料的使用寿命也有益。2.2 锤式破碎机锤头不同规格的锤式破碎机，锤头形状大小也各不相同，一般认为90125kg的锤头为大型，25kg以下为小型，其余为中型。大中水泥厂一般使用2550kg锤头。由于锤头大小不同，使用工况条件不同，它的磨损失效也各不相同。锤头的磨损方式，以冲击凿削为主，伴随有冲刷显微切削磨损。其磨损形貌为冲击坑和切削犁沟。由于锤头的主要磨损方式为冲击，所以人们习惯于选择高锰钢做锤头材质。(1)12kg以下锤头由于其冲韧小，不能充分发挥高锰钢的加工硬化作用，因此耐磨性很不理想，如破碎长石、劣质煤和高炉矿渣等物料，锤头有的用几天甚至几个班即失效。有人把玻璃厂用58kg锤头和水泥厂用115kg锤头进行磨损后残体失效分析，结果表明两类锤头加工硬化效果都很差，表面硬化曲线如图2所示。小锤头的磨损过程是一方面物料小能量冲击锤头，金属表面产生塑性变形和徽裂纹。在反复多次塑变情况下裂纹扩展，金属受挤压形成碎片脱落，导致冲击磨损；另一方面物料刺入材料表面，在一定法向力与切向力作用下，对材料表层金属产生显微切削、冲刷，使金属表面磨损，但由于冲击力 大，高锰钢不足以被加工硬化。所以应选择有一定韧性，以硬度高为主导的材料才能大幅度提高使用寿命。 (2)50kg级锤头 由于其冲击力大，采用高韧性的高锰钢材质，其加工硬化性能得到一定发挥，锤头以磨损、冲击、凿削为主，伴随冲刷显微切削磨损，磨损的微观形貌表现为冲击坑和切削犁沟。但是如果物料工况条件不同，同样是高锰钢锤头使用情况也相差很大。如同样是陕西延河水泥机械厂生产的12P 50kg级高锰钢锤头，在永登水泥厂仅应用23个月即失效；在耀县水泥厂可用811个月。电镜观察永登水泥厂锤头在磨损面上主要是切削犁沟，有冲击坑存在，说明其磨损失效是以切削机理为主，向时伴随有撞击磨损。分析原因是该厂石灰石物料中含泥量大，粒度小，使冲击负荷减小，高锰钢加工硬度不明显，同时物料中常带有高硬度的硅石板岩，对高锰钢奥氏体像硬质合金刀一榉切 ，留下许多切削沟槽，所以磨损快。耀县水泥厂锤头磨损面上主要是冲击坑，并有少量的切削沟槽，说明它是以撞击磨损为主，伴随切削磨损，这是因为耀县厂的石灰石块度大，且均匀、冲击力大。石灰石与锤头磨损面撞击时形成许多撞击坑，坑周围有明显的翻边。由于高锰钢有良好塑性，在磨料正向撞击下较易塑性变形而形成冲击坑；另一方面由于较大冲击力使高锰钢得以被加工硬化，增大了变形抗力，因而表现出较高的抗磨损能力。从上述分析可以看出：在以切削为主的情况下，诗件的硬度对耐磨性起主导作用 为解决这一问题，我们与湖北水泥机械厂在研制一种超强高锰钢高韧性的前提下，丈幅度提高其屈服强度(达 450Nram。)，提高初始硬度到HB260300，同时提高其加工硬化速率，使寿命大幅度提高。 (3)大型破碎机90kg和125kg锤头以90kg锤头为倒其工作参数如表1由表1可知该破碎机进料粒度大，破碎比大，转速高，所以锤头受撞击力大，是以撞击为主的磨损机制。选材应以冲击韧性为主导兼顾硬度、强度等综合性能。冀东水泥厂t983年3月使用从德国O8 公司引进的MB7090型锤式破碎机，90kg锤头原来是双金属铸造，头部用高铬铸铁，锤柄用低合金钢，使用中锤头削落，结合处断裂较多，影响正常生产，威胁整机的安全，1 986年7月进口OK 公司单金属90kg锤头，平均使用10个月破碎180万t石灰石。唐山水泥机械厂在解剖分析簿国锤头基础上研制超高锰钢锤头，1 991年通过部级鉴定。含锰钢高达17 18 ，主要是使锤头厚大，中心部也为全奥氏体，保持其优良的韧性，使用可靠，增加Cr Mo等元素，提高屈服强度和初始硬度等综合性能满足生产需要。以上说明以冲击磨损为主的易损件必须选择高韧性材料并辅以其它综合性能。23 球管磨机衬板的磨损球(管)磨机的衬板承受磨球和物料的冲击、凿削、挤压和显微切削多方面作用，磨损特征是表面出现凹坑、裂纹和犁沟。磨损程度与物料特性、粒度、锐度和易磨性有关，也与磨机直径大小规格、衬板所处部位有关。以22m65m水泥磨机为倒，一仓、二仓高锰钢衬板磨损表面电镜照片如图3和图4所示。从图片中可见一仓衬板有许多犁沟和剥落坑，这是因为一仓平均球径为 7080mm，最大球为 9O100mm，物料平均粒度25ram，最大可达40mm，且棱角尖锐；二仓球径为 3050mm或35mm30mm 以下钢段。物料从一仓被破碎后经厢仓板到二仓，粒度已变成5ram左右，棱角锐度已大大减小，所以二仓衬板主要是显微切削、挤压堆积和冲局4磨损。进料端磨头衬板由于受较大研磨体和物料粒度大、棱角尖锐的侧冲击、滑动切削，因此比出料端篦板磨损严重得多。隔仓板既受一、二仓球的侧冲击，又要使物料通过啼缝受冲刷显微切削，因此磨损也比较严重 若要求隔仓板既有抗冲击磨损能力不断裂，又要有较高的屈服强度和硬度，抗弯曲，抗物料冲刷，保持篦缝宽度，满足工艺要求，就应选择韧性好硬度高的材料。即使是同一块磨机衬板，不丽部位磨损也不同，比如端衬板、中部衬板受物料和磨球的冲击严重，尤其是迎料面更甚，而靠近筒体尾部则轻些。筒体衬板不论是阶梯、凸棱、压条等衬板迎料球面受切削、冲击严重，因此在衬板生产工艺中应考虑不同部位的抗冲击磨损的耐磨性问题，或从结构设计中加以改进，如磨头端衬板迎料面加棱；一仓村板做成双阶梯；隔仓板磨损部位加厚等等。综上所述衬板磨损是一个系统工程，要针对不同的工况条件研制相应的耐磨材料。24 磨球的磨损失效磨球在球摩机工作中消耗金属是最多的。我们对不同材质、使用在不同工况条件下的磨球进行分析，可知磨球的磨损失效有以下几种机理：(1)凿削和切削磨损。磨球在磨内上升阶段与物料相对滑动，被物料中硬而尖锐的部分在表面切削出较深沟槽，被敬而钝的物料切出较浅的沟槽，物料大小不同，软硬尖锐不同，造成球表面沟槽探浅、宽窄不同，纵横交错。磨球弛落时以一定角度撞击物料，产生局部凿削磨损形成凿削坑。(2)变形磨损。磨球与物料相对滑动或冲击时除直接切削、凿削外，还有犁沟变形发生，金属被推挤至沟槽和凹坑外侧，在物料反复作用下金属变形，由应变疲劳产生裂纹，裂纹扩展、连接，形成犁屑薄片，表面脱落。(3)脆性剥落。磨球受冲击过程中，材料脆性相(如碳化物)开裂、破碎自表面卓i落造成磨屑。(4)疲劳磨损。磨球在磨机内周而复始的上升、抛落、反复滑动、滚动和冲击等变化，在冲击接触压应力、切应力作用下产生疲劳，在亚表层形成相互平行的疲劳裂纹，并向表面延伸形成疲劳剥落层。疲劳裂纹可在亚表层下夹杂物和脆性相下生核，也可在表面硬化层和动态软化层问生核。当在远表层的铸造缺陷和夹杂上生核，扩展时将导致宏观疲劳剥落，产生大块碎片造成球开裂或失圆。近表层生核则导致微观疲劳剥落，形成显微薄层和剥落坑。 附录2英文翻译Broken equipment wear and wear-resisting material Fenmo developmentAbstract：Starting from wearing hilure analysis，the author introduces the structure and shape，mutual matching relation，manutacturing engineering of wear resisting ma terisls，quality control and application characteristics of dama geable parts in crushing and grinding system and enumerates chemical cornportents and mechanical properties of typical wear- resisting materials at home and abroadThe developmerit of wear resisting materials is also given in this article 1、Introduction Metallurgical mining, building materials, thermal power generation, chemical, coal, and other industrial sectors, the need for various broken Fenmo equipment. These pieces of equipment vulnerable groups affected by the ground, trying protected, material wear and tear, the annual consumption of the metal. For feeding to the cement industry, 1994 production of 405 million tons of cement nationwide. Ball mill Chenban category, Breakers category depletion of metal about 300 350g/t cement; Most medium (ball, above) 500g/t cement, such as young as 1994 on the cement industry consumed 120000t Chenban type metal, grinding bodies 2o more. According to relevant statistics, black, colored metal mines exertion more, the National exertion Breakers, ball mill lining protected metal about 50000t, about 130 km medium metal with a total value of 80 billion. Material consumption is reflected in energy consumption, thus saving energy and reducing consumption of materials metals an important aspect of a very clear economic and social benefits. At the same time as a result of the replacement of forced relocation of parking time in the cement industry about the total parking time 5550, representing an increase of wear and tear of equipment maintenance workload 60 65, with broken equipment crafts Fenmo rapid development of technology, with increasingly large-scale equipment development and use of new wear-resisting material growing importance. 2、Broken Fenmo equipment wear and tear Fenmo broken equipment wear and tear can be divided into internal factors and external factors. Internal factors include the quality of materials metallurgy, chemical composition, metallography and mechanical properties of materials I external factors including the hardness and toughness, size and edges and corners Ruiduo etc. Size pieces depending on whether the material durable resistance to wear and tear ability to resist fatigue wear capacity-lung machine and ploughs cut capacity. The size of several major pieces of equipment broken Fenmo wear a summary analysis. Broken anti-aircraft teeth every. 2.1 Jaw breakers teeth plate Jaw-Breakers teeth plates worn to holes cut-worn. Jiangsu Changshu quarries to use PZ250500-jaw style Breakers teeth protected, for example, the teeth are protected by the materials handling water standards high manganese steel fasteners. In scanning call youthful observation teeth wrenched himself face can be seen, teeth protected by squeezing out as much of the surface material, followed by a pressure abrasive tongue pushing himself face, can be seen in the upper surface of many abrasive edges because the marks are caused by short-range sliding, and may see a slight cracks teeth board surface, see figure 1. After analysis, teeth wrenched worn mainly abrasive relative teeth board short sliding, cutting metal grinding scrap and abrasive repeatedly squeeze caused teeth protected materials on deformation, resulting in the metal materials off fatigue, loss of skills to teach the course are : (1) materials repeatedly squeeze hole cut teeth arranged in the teeth protected area surface, or in metal squeeze the highlights roots form micro cracks, linked to the continued expansion of micro-cracks, causing the surface of metal materials separated, forming himself crumbs. (2) Section objects repeatedly squeeze, causing teeth wrenched metal materials were partially closed or residents to reveal the fragmentation or residents to reveal some of the materials and the impact to squeeze off a difficult scrap (3) material relative teeth short-range sliding panels, a difficult scrap carbide teeth boards.Therefore teeth from wear-resisting material control panels worn mainly hardness and resilience. Hard materials, materials squeeze shallow depth, material deformation small, short-range sliding cutting materials volume of the material is also good resilience of small materials, a strong ability to resist fracture, the impact may be removed squeeze process brittleness fracture, raising anti-fatigue deformation shell capacity. Jaw-Breakers different size specifications, feed granularity, Ruiduo different panels of the squeezing out teeth, different impacts of large and medium-sized squeeze pressure, apart from the material to resist pressure and to resist squeeze sliding brackets, should also consider the impact of the impact and bending stress the large teeth board composition should use high resilience, good overall performance materials. From the above analysis shows wear ineffective for teeth board material should choose hardness high resistance materials to squeeze, lung machine failures, the choice of materials sufficient to resist cutting Bo resilience cut impact fatigue failure. At the same time to improve the structure of boards from the teeth, and tooth plates to reduce the relative sliding materials, useful not only for increasing productivity but also to improve the material life useful. 2.2 Hammer breakers head Different specifications hammer-Breakers, head shape and size vary, it is generally thought that the head 90125kg for large, 25kg Following is a small, and the rest for medium. Dazhong plant general use 2550kg head. The head and sizes and the use of the state of different conditions, the wear and tear of its failure vary. The head wear, with the impact of the cut-cut, accompanied by heavy lung machine wear. Externalities for impact craters and its worn cutting plow Gap. The head wear and tear of the main ways to attack, so do head people accustomed to the choice of high manganese steel materials. (1) The following head one 2kg Because of its extremely small jumping, Jiagongyinghua can not give full play to the role of high manganese steel, resistance to abrasion from ideal, such as broken feldspar, Liezhimei and blast furnace slag and other materials, head in a few days or even a few classes, some failures. It was reported by 5.8kg to 11.5kg head and cement used to wear head after mutilated body lapse analysis revealed two head Jiagongyinghua results are poor surface hardening curve shown in figure 2.The wear process is small head materials on the one hand small energy shocks head, a metal surface deformation and plasticity Emblem cracks. Just change many times in the expansion of cracks, metal debris particles formed by squeezing out, leading to shocks wear; On the other hand materials tips surface materials in a certain law is the power to influence and role of the surface of metal materials have lung machine, washed, worn metal surfaces, but because of the impact of power, high manganese steel to be Jiagongyinghua. Therefore, it is necessary to choose a certain resilience to the high hardness of the material can lead to a substantial increase useful life. (2) 50kg class head Because of its great impact, high manganese steel materials using high resilience, its performance has been Jiagongyinghua must play head to wear, impact and cut-cut, micro machining with heavy wear and tear, wear micro externalities performance for impact craters and cutting plow Gap. However, if the material conditions of the state are different, the same is the use of high manganese steel head also a big difference. Shaanxi River is the same as cement plant production 12P 50kg class high manganese steel head in eternal plant only applications 23 months failures; Cement plant in Yaoxian available 811 months. Dianjingguancha eternal in the plant head worn surface mainly cutting plow Gap, impact craters exist on the expiry of their worn mainly by cutting mechanisms to wear and tear, accompanied by impact. Analysis because the plant limestone materials, including large quantities of mud, small granularity to reduce the impact load, high manganese steel processing hardness less, and often with high hardness of the material silica slate of high manganese steel austenitic like Zeikowa acuminata is a hard metal knife, leaving many cut trench, so wear faster. Yaoxian plant is head wear face major impact craters, and a small cut below, the impact that it is worn mainly by cutting wear and tear, it is because the limestone pieces for the Great Yaoxian plant, and evenly, the impact great. Limestone and the impact of a head wear face many impact craters, craters are visible around here. The high manganese steel have good plasticity, is in abrasive impact of the formation of impact craters and easier plasticity deformation; On the other hand, because of the larger impact of high manganese steel to be Jiagongyinghua, increased deformation resistance, and thus demonstrated higher wear-resistant ability. As can be seen from the above analysis : in a cut-based cases, the hardness of the poetry of resistance to abrasion lead role to solve this problem, we Hubei cement plant with a super-high manganese steel in the development of high-resilience premise ten feet of improving its yield strength (up to 450N/ram. ), to increase the initial hardness HB260300. at the same time improving its Jiagongyinghua rate, the longevity Life significantly improved. (3) Large Breakers 90kg and 125kg head To do its work to 90kg head parameters as shown in table 1.Table 1 shows the aggregate size of the Breakers into large, broken than large, high rotational speed, the head impact of the large impact on the wear and tear on machinery. Material should lead to resilience to combine hardness, intensity, integrated performance. Cement kilns, March t983 use from Germany O8 company introduced MB70/90-hammer-style Breakers, 90kg head is double the original metal casting, with his head high chromium cast iron, hammer handles in low alloy steel, the use of head cut off, combining Department fracture more affected normal production, the threat of whole sets of safety July 1986 imports O&K companies Shan metal 90kg head, the average use of 10 months broken 1800000 t limestone. Tangshan cement plant in the country head autopsy analysis book basis and high manganese steel head, 1991, through ministerial identification. 18 containing manganese steel up to 17, mainly to enable head Houda, the center for the entire Department generally maintain its excellent resilience, the use of reliable, increase Cr Mo and other elements to improve overall yield strength and initial hardness, the performance needs of production. Wear and tear on the above description to the impact of the vulnerability to choose materials and supplemented by other high-resilience integrated performance. The wear and tear of the ball mill Chenban 2.3 Ball (control) mills and the Chenban bear Moqiu materials shocks, cut, squeeze and lung machine multifaceted role of worn surface features is a crater, crackle and ploughs Gap. And the degree of wear materials characteristics, size, nature Ruiduo living skills, but also with the rod diameter size specifications, Chenban which parts. 2.2m x 6.5m to cement mills to do, a warehouse, two positions high manganese steel surface of a mirror Chenban worn photographs shown in figure 3 and figure 4.Photo from a warehouse in the foreseeable Chenban many ploughs Gap and spalling pit, because a warehouse for 7080mm average ball Drive, the largest ball to 90100mm, average granularity 25ram materials, the largest up to 40mm, and sharp edges and corners; Two positions for the ball Drive 3050mm 35mm x 30mm or below steel. Materials from one warehouse was broken into two panels after booths warehouse stores, granularity has become 5ram around edges and corners Ruiduo has greatly reduced, so two positions Chenban mainly lung machine, squeezing out accumulation and salt Board 4 worn. Feed-Motouchenban Because of the larger equipment and materials granularity sports large, sharp edges and corners of the side impact and sliding hill, than expected - comb plates wear out much more serious. It positions panels back one or two positions balls side shocks, but also to materials through hoof off by washed lung machine, and therefore wear is also more serious if it requires board positions both wear resistance capacity is not broken, we should have a higher yield strength and hardness, resistance to bending, resistance materials washed maintain comb linking width, crafts meet requirements, it should choose the good resilience hi
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