旋回破碎机偏心套衬套的选配方式

邱政华 王天林

摘 要：旋回破碎机是粗碎岩石和矿石的主要设备，在国内外具有广泛的应用。偏心套衬套作为旋回破碎的主要零件，其使用寿命直接影响着设备的性能和运行效率。文章从理论计算、衬套失效情况及维护成本等方面考虑，介绍旋回破碎机偏心套衬套的选配方式。

关键词：旋回破碎机；偏心套衬套；选配方式

偏心套衬套是旋回破碎机的主要磨损件。衬套常用材料有铅基巴氏合金、锡基巴氏合金、含油尼龙、铝基轴承合金、铜合金（锡青铜、铅青铜）等。旋回破碎机是重载设备，偏心套衬套工作时承受非常大的冲击载荷，工作温度一般在45～80℃之间，作为偏心套衬套的材料必须在工作温度下具有足够的抗压强度和疲劳强度，具有良好的耐磨性和较高的塑性及韧性。文章选取北方重工生产的PXZ1417旋回破碎机进行说明。

1 理论计算

偏心套衬套要求的材料性能主要是其抗压强度、硬度、延伸率、摩擦系数、自润滑性、导热率、线膨胀系数等。抗压强度一定要高、硬度要大，这样才能耐磨；延伸率要大、韧性要好，这样才能耐冲击；摩擦系数要小、自润滑性要强，这样摩擦阻力小生热少；线膨胀系数要小，这样不会因温升造成润滑间隙减小，导致抱套。在理论计算时，一般先计算偏心套衬套的PV值（压强和速度值），然后在此基础上根据材料的性能进行选取。

1.1 偏心套衬套PV值计算

PXZ1417旋回破碎机共配备3种功率电机，分别为400KW、450KW、500KW，分别用于破碎f<8、8

旋回破碎机PXZ1417相关参数如下：

电机功率：P=500kW；偏心套转速n=132r/min；偏心距e=0.02m；衬套内径d=0.800m；衬套高度h=1.050m；轴线夹角？兹=25～35°；衬套受力分配角？渍120～150°。

由以上计算可知，当破碎机正常工作时，偏心套衬套的P值约为2.17～2.89MPa（3.617*60%～80%），PV值约为13.64～18.19MPa*m/s；短时过载时P值约为23.59MPa，PV值约为130.4MPa*m/s。当破碎机破碎易破碎物料f<8，配备400KW电机时，偏心套衬套的P值约为1.73MPa（2.17*0.8），PV值约为9.56MPa*m/s；短时过载时P值约为5.16MPa，PV值约为28MPa*m/s。

1.2 常用衬套材料的性能参数（见表2）

以上理论计算结合常用衬套材料性能，可以对破碎机衬套材料的选择有一个大体的认识。PXZ型旋回破碎机的衬套有两种结构方式：铜套式和铸造一体式。铜套式：即现在的流行设计，偏心套和偏心套衬套是独立的，偏心套衬套通过螺栓或键固定在偏心套中；铸造一体式是将巴氏合金或尼龙等衬套材料浇筑与偏心套浇铸在一起，形成一个零件。总体来说，铜套式成本高，铸造一体式成本较低。

2 衬套失效情况

旋回破碎机衬套是磨损件，最终会因磨损过多，影响使用寿命。但如果选材不当或维护不好，会极大影响衬套使用寿命，造成维护成本的增高和设备利用率的降低。下面就对各种衬套选择材质或维护不当导致的失效方式做简单介绍。

2.1 铸造铜合金衬套

铜合金衬套常见的失效形式是“烧套”即：由于润滑不好或润滑油中杂质较多，导致铜套表面润滑不好，摩擦系数增大，摩擦热增多并且不能及时排出，局部温度过高，润滑失效，恶性循环最终导致铜套报废。

2.2 巴氏合金衬套

旋回破碎机是重载设备，工作是冲击载荷非常大，并且非常频繁，当破碎大块物料时，瞬时的P值30～45MPa。巴氏合金在这种冲击载荷下，容易发生碎裂。巴氏合金衬套最常见的失效形式是“碎裂”。

2.3 铝基轴承合金

铝基轴承合金，考虑到应用还未成熟，现在还未应用在北方重工旋回破碎机偏心套衬套中，此处不做论述。

2.4 含油尼龙

含油尼龙具有很好的自润滑性，能承受较大冲击载荷，耐疲劳，但其硬度低，耐磨性差；含油尼龙衬套最常见的失效形式是“磨损”。当润滑介质含较硬杂质时，就会导致尼龙衬套急速磨损。

3 维护成本及选配方式

北方重工已对原有PXZ型旋回破碎机进行了升级，使之可以破碎硬度较大的物料f<18，配置铜合金衬套。同时为满足用户的各种需求，提供各种材质衬套并可以对原有设备升级，使之可以破碎较大硬度物料，将巴氏合金衬套更换为铜合金衬套。

根据现场物料硬度不同，推荐使用不同材质衬套：当物料普氏硬度系数f>12时，尽量使用铜合金衬套；当12>f>8时，可使用锡基巴氏合金、铝基轴承合金衬套；当f<8时，可以使用含油尼龙、铅基巴氏合金衬套。一般情况下，巴氏合金和尼龙衬套一般6～8个月左右更换一次，铜合金衬套一般15～20个月更换一次。

4 结束语

以上介绍了旋回破碎机在各种情况下如何选择衬套材料，但破碎机衬套使用寿命不仅仅与材质有关，润滑介质的粘度、温度、清洁度，现场物料特性，用户的操作水平以及更换衬套后设备的跑和等对衬套的使用寿命都有较大的影响，在此不作详细论述。

参考文献

[1]何世禹.机械工程材料[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2003.

[2]郎宝贤，郎世平.破碎机[M].北京：冶金工业出版社，2008.