复摆颚式破碎机的改进与创新

肖杨+刘尧+翟飞

摘 要：用较为典型的PEF-48"×42"复摆颚式破碎机为设计实例，从不同方面讨论了复摆颚式破碎机的发展趋势和机构参数选取原则，为新一代机型的定型化和满足多样化的市场需求提出了初步意见。

关键词：复摆颚式破碎机，定型化，多用途

一.概述

颚式破碎机出现于1858年，经过近150年的应用和改进，其种类不断增加，结构也日臻完善。

现在，世界各国生产的颚式破碎机有复摆颚式破碎机（即单肘板复摆颚式破碎机）和简摆颚式破碎机（即双肘板颚式破碎机），其它还有综合摆动颚式破碎机、双动颚式破碎机、双颚腔颚式破碎机，以及冲击式颚式破碎机、水平连杆式颚式破碎机等。尽管种类繁多，应用最广泛的还是简摆和复摆颚式破碎机。

一般来说，复摆颚式破碎机适用于粗、中碎抗压强度250Mpa以下的各种矿石和岩石，简摆颚式破碎机适用于破碎各种硬度的矿石和岩石，而且特别适用于破碎各种极坚硬（抗压强度达350Mpa）的磨蚀性强的石料。

二.复摆颚式破碎机的独特优点

复摆颚式破碎机与简摆颚式破碎机相比，其独特优点在于：

首先，动颚上部水平行程较大（见图1），可以满足物料进入破碎腔时的压缩量，有利于提高破碎效果；

其次，动颚向下运动时有促进排矿的作用，生产能力可增加30%左右；

最后，结构更加紧凑，单位机重生产能力大。

因此，本文将着重讨论复摆颚式破碎机的改进与创新方面的问题。

三. PEF-48"×42"破碎机的改进与创新实践

1999年8月在澳大利亞AMES CO.公司的询价下，我们决定以美国NORDBERG和日本川崎公司产品为目标，同意为该公司开发出PEF-48 × 42 复摆颚式破碎机。而外商对本产品的要求是：

入料口48"× 42"；

生产能力尽量高；

机重最好控制在50t以内。

分析美国NORDBERG公司和日本川崎公司产品样本之后，我们确定了三大改进方向——生产能力、焊接机架和排矿口的调整方式 ，依此设计出本机总装配图（见图1）和整机水平对比表（见下页表格），传真给外商后，获得充分肯定，决定向我厂订货。该设备已于2000年出厂，到目前为止运转良好给料均匀，达到破碎腔充满80%；

物料堆比重为1.6t/m3 ，抗压强度在160Mpa以下；

消耗额定功率约80%

从上面表格可以得出本机特点为：

a.破碎比大。 能够从950mm给料，直接破碎成Φ1200 或Φ1300PYS-B圆锥破碎机的入料。

b.生产能力高。排矿口尺寸为100～335mm时，产量为320～950t/h，排矿口尺寸为180～285mm时，产量为530～810t/h。

c.重量轻。同我厂原PEF-0912相比，生产能力增加了30%以上，而重量仅增加16%。

d.操作维修更方便。采用了液压油缸和机侧更换垫片的方式，使排矿口调整更方便。

下面，我对该机型的三大重点改进做出详细论述：

1. 生产能力

生产能力是考核一台破碎机性能最重要的指标之一，他的大小直接反映出机器的设计水平。

复摆系列颚式破碎机的机构运动规律可简化为四连杆机构的运动规律。

为了提高生产能力，减小颚板磨损，世界各国同行形成了一个共同的目标：力求水平方向的推动力加大（水平行程大），而垂直方向的推动力减小（垂直行程小）。用特性曲线m来表示它：

m = Sy / Sx

式中：Sy 指动颚极面某点的垂直行程；

Sx 指动颚极面某点的水平行程。

如果m > 3，意味着颚板磨损太大，应重新选择机构参数。

根据以往设计经验和美国样本中得出本机为提高生产能力而选取机构参数的基本原则：

（1）动颚板啮角α2应减小，考虑整机匀称性，α2取为15°，固定颚板啮角α1取为6°，

α1+ α2≤22°。

（2）肘板角β应大于传统限制β≤25°，因为β越大，Sx增大越明显，Sy 减小，只是传动角γ有可能减小。依据美国资料，取β=27°～35°。

（3）偏心距γ在保证排矿口Sx适当大小后，尽量参考同类型机，取最小值。

经过计算得出：Sx=38.44； Sy=66.81，；m=1.738； γ=16.491

M值合适，说明上述原则可行。

另外三种情况分别是：β=35°时；a=18时；肘板支距b加大时。

当肘板角加大到35°时， Sx加大，m值更小，但传动角才48°，并且后支座太靠近动颚，易干涉。

偏心距a减小为18时，Sx明显减小，不利于提高破碎效果，影响生产能力提高。

肘板支距b加大时，有利于为动颚排矿口处提供更坚固支撑，影响生产能力提高。

从上面的分析可知，一套合理的机构参数是受综合因素影响的，只有行程和结构匹配良好才是最佳参数。

2. 焊接机架

目前，世界各国颚式破碎机的发展趋势是采用焊接机架。它不仅外形美观，制造周期短，而且外形尺寸易于控制，缺陷少，因而正在逐步取代铸钢机架，但是焊接机架质量要求比较高。

我厂以往在大型颚式破碎机上未采用焊接机架，主要是我国的焊接水平与世界发达国家还有一定差距，焊接质量不够稳定。随着我厂铆焊车间设备的不断更新和采用先进焊接技术，焊接能力已有大幅度提高。

先后为宝钢2050轧机生产线和元宝山露天矿大型斗轮挖掘机提供了优质焊接机架，由此确定该颚式破碎机采用焊接机架。

3. 排矿口调整

美国NORDBERG公司采用从机架两侧成对楔块调整排矿口的办法，基本上能解决上述困难，但楔块调整距离有限，而且，两侧楔块需同步位移才能保证肘板支撑面平行，这是很难办到的。

因此，我们采用了两者结合的办法，即从机架两侧取放同等厚度垫片来调整排矿口，这样，既可大范围调整排矿口，也可采用大肘板角，提高了整机的性能水平。

上述三大改进的成功实践，不仅顺应了颚式机型的发展潮流，同时也为复板颚式破碎机其它型号的改进奠定了基础。

四.复摆颚式破碎机的发展方向

通过对PEF-48"×42"复摆颚式破碎机的设计，确立了今后复摆颚式破碎机系列的发展趋势——定型化和多用途。只有彻底接受新时代对该机型的要求，不断完善，才能在市场竞争中立于不败之地。

（1）定型化

用过PEF-48"×42"颚式破碎机同美国REXNORD公司产品类比，可以得出该机的设计水平已接近世界先进水平，但仍显不足的是该机的机架高度较高，保险和调整排矿口仍显不够完善。

在PEF-48"×42"颚式破碎机上采用从机架两侧防区垫片，如果再同时采用保险销保险，遇到堵矿的情况，就可以用取出支座中调整垫片松开“咬住”的动颚的办法，及时清除异物。

因此，机架高度问题和保险操作方便问题解决后，我厂的新型复摆颚式破碎机技术将产生一个重大的飞跃。

（2）多用途化

由于移动式破碎机要求粗碎破碎机机架尽量低一些，因此在保证碎石生产线能够正常匹配下，开发出低腔系列颚式破碎机也是一个发展方向。

五.结论

通过工作实践和发展方向预测，说明复摆颚式破碎机系列还有待进一步完善和改进。

因此，毫无保留地汲取各家之长，勇于创新，勤于钻研技术，就能够使颚式破碎机这一古老机型常用常新，促进破碎行业不断发展。

参考文献：

[1]《选矿设计手册》——冶金工业出版社

[2]《破碎粉磨机械》——机械工业出版社

[3]《矿山机械》——冶金工业出版社