適用於礦（kuàng）山井下作（zuò）業外動顎低矮顎式破碎機研製（zhì）

1、外動顎低矮（ǎi）顎式（shì）破碎機設備簡介

PEWA90120外動顎低矮顎式（shì）破碎機是一種適用（yòng）於地下破碎的新（xīn）型破（pò）碎設備，它結構低矮、整個機組可（kě）拆、結構緊湊，便於搬運、吊裝，特別適用於空間受到限製的場合。與同規格的傳統鄂式破碎（suì）機相比，生產能力提高21.82%，襯板壽命至（zhì）少提高3倍，整（zhěng）機高度降低25.6%，噸礦石消耗的（de）功率可降低30%。

在礦山生產中，運輸礦石的費（fèi）用占礦（kuàng）石總生產費用的30%，采用普通的（de）膠帶（dài）輸送機（jī）運輸，可使運（yùn）輸費用降低80%一90%。但普通（tōng）膠帶輸（shū）送（sòng）機無（wú）法輸送未經破碎的大塊度、高硬度、棱角鋒利的原礦，將新型低矮移動方便的破碎機用（yòng）於硬岩礦山的地下甚至（zhì）工作麵初（chū）碎，對提高礦山的開采強度和作業效率，甚至實現地下高效連續出礦的理想都是至關重要的一步。

近30年來，為了（le）大幅度降低礦石的提升運輸費用，很多礦山己將礦石粗碎工序移到井下進行，但（dàn）傳統粗碎破碎（suì）機（jī）及其機組結構笨重、體（tǐ）積龐（páng）大，需要開挖人型破碎酮室。而在地下（xià）礦山特（tè）別是在某些地質構造複雜、斷層縱橫交錯的礦山，開鑿高（gāo）大炯室投資人、工效低、操作困難、安全性差，此時，能滿足地下（xià）礦山需要的低矮破碎設備就顯（xiǎn）得（dé）尤（yóu）為重要。

近年來，北京礦冶研究總院新研（yán）製成功的外動顎勻擺顎式破碎（suì）機外形低矮，比同（tóng）型號傳（chuán）統顎破低20%，喂料高度低，破碎係統的高度降低1/3左右，大大減少了通室的開鑿量。這種破（pò）碎機（jī）破碎（suì）能力大，襯板磨損低，能（néng）量（liàng）消耗低（dī），是地下初碎的理想選擇。但目前（qián）該係列破碎機較（jiào）人型號為PEWA750 x 1060，較大入料粒度630 mm，破碎機處理（lǐ）能力在72一150m3/h，不能滿足大中型地（dì）卜（bo）礦山的要求，研製更大型號的低（dī）矮（ǎi）式外動顎勻擺顎式破碎機（jī）成為礦山，特別（bié）是地下及空間受限製的（de）礦山的迫切需（xū）要。

2、外動顎低矮顎式破（pò）碎機（jī）研究思路（lù）及技術（shù）關鍵

（1）地下破碎對（duì）設備的要求

地下開采的（de）工藝條（tiáo）件對地下初碎設備提出了苛刻刻的要求。工作空間:由於地下初（chū）碎設備安裝在集中破碎峒室或接近工作麵，峒室尺寸越小（xiǎo）、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（còu）。

工作對象:地下金屬礦山中破碎的多為堅硬物料。礦（kuàng）岩硬度係數f達到（dào）15一20。礦石破碎所（suǒ）需的破（pò）碎力大，襯板磨損嚴重（chóng）。因此，要求設備要有高的強度和剛度，耐衝擊，耐磨損。工（gōng）作環境:地下空間狹窄，環（huán）境（jìng）複雜，要求設備簡單（dān）可靠，便於操作和維修。設備性（xìng）能:要節能高效，生產能力（lì）高、設備功耗低，襯（chèn）板壽（shòu）命長。

（2）目前地下（xià）初碎設備存在的問題

目（mù）前地下礦（kuàng）山可選擇的初碎設備有兩大（dà）類（lèi）:旋回破碎機和顎式破碎機。

(1)旋回破碎機生產能力高，破碎的塊度（dù）大，但（dàn）整機重量重，外形尺寸大，高度高，相應（yīng）所（suǒ）需的井筒尺寸、巷道斷麵（miàn）都要大、地下破碎（suì）用室的高度高，峒室開鑿較人大。因（yīn）此僅在（zài）顎式破碎機不能滿足生產能（néng）力或破碎塊度（dù）要求（qiú）的少數大型地下（xià）礦山選用。

(2)顎式破碎機結構簡單、工作可靠、製造維修容易（yì）、適應性強、成（chéng）本低廉，一直是破碎領域中應用較廣的破碎設備，也是地下礦山首（shǒu）選的初碎設備。可選擇（zé）的顎式破碎機有（yǒu）兩種類（lèi）型:簡擺式顎式破碎（suì）機、複擺式顎式（shì）破碎（suì）機。前者結（jié）構複雜，設備（bèi）高度高、整（zhěng）機重量重，處理（lǐ）能力比較低。後（hòu）者（zhě）結構簡單、運（yùn）動可靠、重量輕。生產能力比簡擺額式（shì）破碎機高30%左右。但顎板（bǎn）的使用壽命（mìng）短、能耗大、偏心距大、振動噪音大、運轉平穩（wěn）性差。

（3）關鍵技術及研究思路（lù）

由於傳統的顎式（shì）破（pò）碎機（jī）自（zì）身固有的缺點，在其（qí）基礎上（shàng）改進也不能滿足工藝對設備的要求。要突（tū）破傳統破碎機的設計思路，從機械設計（jì）的根本出發，研（yán）製新（xīn）型的破碎（suì）設備。

(1)從粉碎機構學的研究入（rù）手，改變傳統顎破的機（jī）構設計。

(2)應用好的計算機（jī）技術（shù），創立粉碎機械的新型機構設計，獲得動顎理想運動軌跡。

(3)采用研究（jiū）開發的機構（gòu）設（shè）計軟件優（yōu）化機構尺寸參數，獲得設備的優良性能。

3、新型外動顎低矮破（pò）碎機的研製機構原理設計

新型外動顎勻擺顎式破碎機改變了100多年來傳統（tǒng）顎式破碎機的（de）機構原理。設計新（xīn）穎傳統（tǒng）複擺額式破碎（suì）機是一曲柄（bǐng）連杆機構，其連杆就是動（dòng）顎。而外動顎勻擺硬岩破碎機的連杆是活動邊板，而（ér）動（dòng）顎僅是連杆上一點的延伸(見圖1).

 PEWA90120機構設計參數

 由於外動顎勻擺顎式破碎機理論研究的深入與成功，為PEWA90120新型（xíng）外動顎低矮破碎機的開發提供了（le）基礎，采用現代設計法從改變機構設計入手，研製新一代樣機，利用自主開發的“PW係列機構設計”，專用軟件，分別通過改變偏（piān）心距E、肘板長L、肘板座與偏心軸懸掛點（diǎn）的水（shuǐ）平距離B、動（dòng）顎在連接垂線上（shàng）部的距離b、肘（zhǒu）板與（yǔ）水（shuǐ）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（jì）算分析獲得大量數據，較終確定的機構參數獲得了較理想的動領運動軌跡，為PEWA90120破碎機的結構設計確定了機構幾何參數和運動參數。

結（jié）構設（shè）計及結構特點

由於PE WA90120新型外動顎低矮破碎機的機構設（shè）計與（yǔ）傳統的（de）顎（è）式（shì）破碎機完全不同，設備的結構和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、機架部2、動顎部3、調整部4、可調領部5、拉緊部6及潤滑係統等組成，電動機（jī）經三角（jiǎo）皮帶通過皮帶輪馭動偏（piān）心軸，通過邊板（bǎn）將偏心軸的偏心轉動傳到外側的動顎上。

新機型的結構特點是:

(1)新機型不像傳統複擺顎式破碎機那（nà）樣（yàng）采用（yòng）偏（piān）心連杆套環裝置，而是通過活動邊板將偏心運動傳到（dào）外側的動（dòng）顎上，破碎腔（qiāng）呈傾斜狀態。

(2)動顎板和偏心軸位於破碎腔及靜（jìng）顎兩側，通過活動側（cè）板將偏心（xīn）運動傳遞給（gěi）顎板。

(3)負懸掛機構、皮帶輪及飛輪不在機（jī）器的上部而在（zài）設備中（zhōng）部兩（liǎng）側。

(4)靜顎（è）由懸掛軸懸掛在機（jī）架上，下部通（tōng）過襯板與機架相連，通過調0肘板，靜顎繞懸掛軸旋轉以改變排料口大（dà）小，控製（zhì）排料粒度（dù）。

(5)機架為可拆卸式，焊（hàn）接箱型結（jié）構，既減輕了重較，又提高了剛度，便於井下狹小空間運輸安裝。

技術性能參數PEWA90120破碎機主要技術參數見表（biǎo）1。

 

新型顎（è）式破碎機性能優點（diǎn）

(1) 外形低矮。新型機破碎腔的（de）傾斜布（bù）置及負懸掛的結構設計，大大降低了皮帶輪及飛輪的安裝高度，從而大大降（jiàng）低了設備的整體高度和喂料高度。與同規格（gé）破碎機（jī）外形尺寸的比較見表2。

新機型與喂料機械水（shuǐ）平布置（zhì）、而不是傳統的階（jiē）梯布置，因此，大（dà）大減少了峒室的開鑿量。峒室高度降低1/2一2/3，開鑿量減少2/30

(2)動顎運動軌跡理想。新型外動顎勻擺顎式破碎機（jī），動顎與（yǔ）連杆分離。連杆的運動特（tè）性，己經不再約束動顎的運動特性。這種新顎的機構設計徹底（dǐ）改變了傳統顎（è）式破碎機動領運動軌跡，通過合理地（dì）設計機構參數，可（kě）以很靈活（huó）地調整動顎運動軌跡，獲得理想的動顎運動（dòng）特性。

動顎板上各點行程及其特征值（zhí）決（jué）定（dìng）破碎機性（xìng）能的（de）好壞。新型（xíng）外動顎低矮顎式破碎機（jī）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（shì）:破碎方向行程大，利於物料破碎，磨損方向行程小，大大減少領板磨損。

(3)襯板壽命長。動顎運（yùn）動的軌跡決定（dìng）了被破物料在破碎與排料過程（chéng）中與襯板之間的相對運（yùn）動及受力狀況。破（pò）碎機不同的（de）結構設計，不（bú）同的結構參數及不同的腔（qiāng）形會得到不同的動顎軌跡。PEWA90120外動顎低（dī）矮顎式破碎機的動顆運動軌跡磨（mó）損方向行程及行程（chéng）比（bǐ）遠（yuǎn）遠小傳統PEF90120領式（shì）破碎機，從而大大降（jiàng）低襯板磨損。

(4)生產能力高、能耗低（dī）。由於新機型動W與靜顎的位置與（yǔ）傳統複擺顎式破碎（suì）機正（zhèng）好相反，動顎的往複運動為破碎機提供了可靠的進料保障，並（bìng）促進排料，生產能力（lì）比傳統顎式破碎機高。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（dé）比同規格傳統顎式破碎機PEF90120(偏心距20 mm)大的動（dòng）顎破碎行程。因此設備運行平（píng）穩（wěn），轉（zhuǎn）速提高10%，生產能（néng）力提局。新型PE WA90120破碎機小的磨損行程大大減少了（le）無用功，能耗低。

   
(5)粉塵少、噪音低。

5、新型PE WA90120破碎（suì）機工業生產試驗

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（le）工業試驗，與同峒室的同規格的PEF90120傳統複擺顎式破碎機進行比較，綜（zōng）合檢驗該設備的運轉狀態，檢（jiǎn）測該設備的各項性能指（zhǐ）標，進行生產能力及破碎粒度的測定。工業試驗表明:PEWA90120外動顎低矮（ǎi）顎式破碎機各項性能（néng）指標符合設計（jì）要求和生產要求，大（dà）大優於PEF90120傳統複擺顎式破碎機。表（biǎo）3比較了兩種破碎機的技術性能指標。

試驗（yàn）成功後（hòu）即（jí）轉入生產，至今碎（suì）礦（kuàng）70多萬t，設備開動率達97%。生產實踐也表明，該機性能優良、操作維修方便，運（yùn）行可靠，成本低。

PE WA90120破（pò）碎機是一種大型（xíng）複（fù）雜的新型破碎設備，為目前用於硬岩地下礦（kuàng）山較（jiào）大型號的低矮型（xíng）破碎機，它根本改變了傳統複擺顎式破碎機以四連杆機構中的連杆做為動顎的傳統設計，獲得了傳統顎破不能獲得的動顎理想軌跡，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能。該機結構獨特:低矮、整個機組可拆、結構緊湊，便於搬運、吊（diào）裝，低矮的外形特別適用於空間受到（dào）限製的場合，能（néng）方便地在井下運輸、安（ān）裝及靠近工作麵工作。與同規格的傳（chuán）統顎破相比，生產（chǎn）能（néng）力提高21.82%,襯板壽命至（zhì）少（shǎo）提高3倍，低矮型整機高度降低25.6%，噸礦石（shí）消耗的（de）功率可降低30%。該機的研製（zhì）填補了國內破碎設備的一（yī）項空白（bái）。