反击式破碎机组合板锤设计生产探析

黄韵

摘要：文章以反击式破碎机组合板锤设计生产为研究对象，首先讨论了传统反击式破碎机板锤生产条件及生產工艺存在的问题，随后着重围绕反击式破碎机组合板锤设计与制作，从结构设计、材料选择等角度进行了探讨分析，以供参考。

关键词：反击式破碎机;组合板锤;设计生产

前言

相对于传统锤式破碎机而言，反击式破碎机整体结构更加简单，易损件更少，可有效节约生产费用，且破碎比更高，成品料粒形更好，因此在工业上得到了广泛的应用。然而反击式破碎机在实际工作时，板锤线速度可达50m/s，承受着非常严重的荷载与磨损，为提高高强度工作条件下板锤适应能力，减少更换频率，有必要对反击式破碎机组合板锤设计生产进行分析，对于提升反式破碎机工作性能具有重要的意义。

一、传统反击式破碎机板锤生产条件及生产工艺存在的问题分析

传统的反击式破碎机板锤基于机型不同，板锤质量也各有差异，最低十几公斤，最高可达上百公斤。在实际生产制作时，结合工厂生产条件实际，运用手工湿砂造型工艺，以传统顺序凝固技术为依据，进行浇冒口设计。但实际落实到生产工艺之中，发现实际冒口补缩效果难以达到预期要求，主要存在以下问题，一是在碎石生产过程中，将浇冒口打掉后，发现内浇口的根部存在严重的缩孔、缩松问题，并且随着内浇口增大，整体板锤撕裂掉块也愈发严重。二是对冒口尺寸进一步加高加大，虽然使得冷却后冒口实际尺寸得到了明显的增加，但却致使反击式破碎机工艺出品品质严重下降，补缩效果难以达到理想状态。由于板锤在实际工作过程中需要承受大量荷载，但受自身高铬铸铁脆性特征影响，对于板锤整体设计制作质量有着非常苛刻的要求，即使板锤自身从存在细微缺陷，在实际生产过程中，依然很有可能导致崩裂问题发生，甚至引发严重的安全生产事故。

二、反击式破碎机组合板锤设计与制作

（一）结构设计

为改善传统板锤生产缺陷，可进行组合板锤设计，组合板锤由板锤本体与耐磨条组成，其中耐磨条在板锤上端一角位置，具体位置即是板锤实际工作时迎向物料的一面。与此同时，在耐磨条的下端中心位置，进行榫头设置，榫头具体呈燕尾形，而在板锤本体的中心处，设置了一个安装孔，以便于其能够与破碎机转子体更好的连接在一起。在板锤耐磨条部位，设置了燕尾形榫槽，以便能够更好的与组合耐磨条相配合，在组合耐磨条之上，镶铸有硬质合金棒，在其下端，设置一方孔，并放入一方形螺母，并在板锤本体一端，设置有装配空间，便于方形螺母能够更好的容纳螺栓、弹簧垫圈等零件。通过上述结构设计，能够增加板锤表面零件贴合面积，促使装配配合更加紧密，可以有效防止在实际作业施工时，出现板锤与耐磨损条分离问题。除此之外，在榫头与榫槽长度方向配合面设计上，通过将配合面设计成斜面，斜面具体倾斜度为2°，可以促使榫头与榫槽在侧面结合更加紧密，同时也更加有利于组合耐磨条的安装与拆卸。为避免耐磨条与板锤出现滑脱问题，特意设置了设计了防移动装置，该装置由由螺母、螺栓和弹簧垫圈组成，能够使耐磨条与板锤结合更加紧固，防止出现位移滑脱。耐磨条一般置于板锤易磨损位置，一方面可增加板锤耐磨性，另一方面也有利于增加板锤整体强度。

（二）组合板锤设计制作材料分析

在整体组合板锤组成之中，耐磨条是其核心配件之一，不仅能够有效保护板锤本体，同时还是负责破碎物料的主体，需要直接承受大量荷载，因此最容易磨损，对于制作材质有着非常高的要求。一方面需要其具备过硬的强度，以便能够抵御物料强大的荷载冲击，另一方面，还应具备足够的韧性，以便提升其耐磨强度。在实际制作选材过程中，通常会选Cr26高铬铸铁材料，具体化学成分及其质量分数如表一所示。

板锤本体是组合板锤的最为基本且最为主要的构件，占组合板锤整体的86%以上，主要起到支撑、连接、固定并带动耐磨条运动的作用。与此同时，板锤在实际工作过程中，虽然也会承担一定的散落物料的直接冲击，但主要的物料破碎冲击都由磨损条承担，因此在实际选择板锤制作材料过程中，可以选择造价成本相对低一些的高铬铸铁材料，具体化学成分如表二所示：

在组合耐磨棒之上，镶嵌有硬质合金棒，可以有效强化耐磨条的耐磨特性，在实际进行耐磨棒制作时，主要要求即是具备足够的硬度及强度，同时具备良好的抗磨损能力与铁基金属湿润性能。因此可选择YL10.2 硬质合金棒作为外购件，为促使购买成本得到有效的降低，可以选择使用硬质合金圆钢毛坯，究其原因在于，该材料作为镶铸材料，对精铸没有精度要求，可节省磨削加工费用。具体来说，该YL10.2硬质合金棒材料直径为5至6mm，主要由Wc（碳化钨，质量分数为90%）与Co（钴，质量分数为10%）组成，抗弯强度为2200至2500MPa，密度为1400至14550kg/m3，硬度为91.5Hw。

（三）组合板锤制作生产要点分析

一是结合耐磨条与板锤本体实际材料需求，做好对应的高铬铸铁铁液熔炼生产，生产采用的是常规的熔炼加工方法，分别浇入对应的模砂箱中，铸成组合耐磨条与板锤本体。二是在组合耐磨条之上进行硬质合金棒镶嵌时，需要配合耐磨条与板锤铸造同步进行，即先将硬质合金圆钢毛坯切割成段，随后提前预先插入耐磨条模具之中，由于模具是由聚苯乙烯（Eps）泡沫塑料制成，因此在完成浇筑后模具会“自然消失”，最后让硬质合金棒成功与耐磨条镶嵌浇筑在一起，形成完整的镶嵌铸件。三是在制作浇筑模具时，需要注意控制好板锤本体燕尾形榫头、榫槽的尺寸、形状以及表面粗糙度等，对上述精度严格控制，提高铸件品质与质量。究其原因在于，高铬铸铁受自身性质影响，无法进行机械切削加工，在实际装配时，只能采用砂轮机进行稍作修整。换句话说，即后期铸件精修空间较小，需要在前期做好精度控制，一般在铸件整体品质质量。四是在组合耐磨条与板锤铸件热处理方面，应选择运用强制风冷方法，即在高铬铸铁液浇入模具之后，在完成短暂时间等待后，快速取出已经成型的铸件，然后将其放置有强制风冷的位置处，进行淬火处理，主要借助的是铸件余热，完成相应淬火处理。五是由于组合耐磨条受自身作用影响，决定了其属于易损构件，相对于板锤本体而言，服役期限相对较短，在实际工作过程中更换次数更加频繁，因此在实际生产制作时，组合耐磨条与板锤本体可以按照60：1的比例进行生产，已满足实际应用需求。

（四）组合耐磨条与板锤装配分析

在完成组合耐磨条与板锤制作生产后，需要做好板锤与组合耐磨条的装配。首先，应采用喷丸清理技术，将铸件表面的黏砂及其他杂质及时清除掉，然后利用砂轮机，做好耐磨条与板锤本体的打磨工作，主要打磨位置有燕尾形榫头、燕尾形榫槽以及对存在配合关系的其他铸件平面位置，确保其表面平整光滑，与此同时，还需要将耐磨条容易磨损部位上的高出铸件的硬质合金棒及时敲断，使其整体形状更加稳定，有利于提升工作性能。随后将组合耐磨条燕尾形榫头与板锤本体燕尾形榫槽进行对接，并利用榔头或其他敲击工具，缓慢进行锤击敲打，直至榫头与榫槽完全对接在一起;在装配时，还要注意将方形螺母装入组合耐磨条后端的方孔中，完成相应装配后，需要在基于板锤本体的装配空间中，将加入带弹簧垫圈的螺栓通过螺栓孔，使其与方形螺母成功进行联结，接着用板手将其拧紧，使其结合的更加紧密。在后续生产应用过程中，待组合耐磨条磨损度一定的程度，需要进行组合耐磨条更换时，只需要直接将弹簧垫圈的螺栓拆卸下来，利用榔头轻轻敲出磨损组合耐磨条，重新再换上新的组合耐磨条即可。

三、总结

综上所述，相对于传统的反击式破碎机板锤设计制作生产，反击式破碎机组合板锤在设计与制作过程中加入耐磨组合条，有效弥补了其存在的缺陷，提高了反击式破碎机整体工作性能，同时需要更换的组合耐磨损条仅占组合板锤整体的15%至20%，因此还有利于节省生产成本，具有更好的经济效益。

参考文献：

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