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復(fù)擺鄂式破碎機(jī)的現(xiàn)狀與發(fā)展
顎式破碎機(jī)是由美國(guó)人布雷克發(fā)明的。自第一臺(tái)顎式破碎機(jī)問(wèn)世以來(lái),至今已有 140余年的歷史。在此過(guò)程中,其結(jié)構(gòu)得到不斷地完善。由于顎式破碎機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易、工作可靠、使用維修方便等優(yōu)點(diǎn),所以在冶金、礦山、建材、化工、煤炭等行業(yè)使用非常廣泛。為了改善顎式破碎機(jī)性能和提高工作效率,國(guó)內(nèi)外曾研制過(guò)各種異型顎式破碎機(jī)。早年,德國(guó)和前蘇聯(lián)都曾研制過(guò)液壓驅(qū)動(dòng)的顎式破碎機(jī)。其特點(diǎn)是提高動(dòng)顎擺動(dòng)次數(shù)借以增加產(chǎn)量,同時(shí)能實(shí)現(xiàn)液壓調(diào)整排料口、液壓過(guò)載保護(hù)以及能負(fù)荷啟動(dòng)。原西德制造過(guò)沖擊式顎式破碎機(jī),而原蘇聯(lián)也制造了振動(dòng)顎式破碎機(jī)(也叫慣性顎式破碎機(jī))。它們都靠動(dòng)顎振動(dòng)沖擊破碎物料,借以提高破碎機(jī)性能。前者國(guó)內(nèi)曾經(jīng)試制過(guò),由于某些原因沒(méi)能繼續(xù)研制。原東德曾制造過(guò)一種簡(jiǎn)擺雙腔顎式破碎機(jī),美國(guó)生產(chǎn)過(guò)復(fù)擺雙腔顎式破碎機(jī)。國(guó)內(nèi)北京某設(shè)計(jì)院以及湖南某大學(xué)都曾與工廠(chǎng)合作研制了雙腔顎式破碎機(jī)。其特點(diǎn)是使間歇工作變成連續(xù)工作,借以提高破碎機(jī)工作效率。
安徽某設(shè)計(jì)院曾發(fā)明一種雙腔雙動(dòng)顎復(fù)擺顎式破碎機(jī)。它除了提高工作效率,同時(shí)又能降低破碎機(jī)負(fù)荷,使機(jī)重減輕很多。原蘇聯(lián)早年曾制造一種雙動(dòng)顎顎式破碎機(jī)。國(guó)內(nèi)遼寧某學(xué)院與礦山合作開(kāi)發(fā)了雙動(dòng)顎顎式破碎機(jī)。這種破碎機(jī)就是將原來(lái)兩個(gè)破碎機(jī)去掉前墻對(duì)置后而成。為了兩動(dòng)顎同步運(yùn)轉(zhuǎn),在偏心軸一端增設(shè)一對(duì)開(kāi)式齒輪。由于它的結(jié)構(gòu)太復(fù)雜,近年又研制一種單軸倒懸掛的雙動(dòng)顎破碎機(jī)。國(guó)內(nèi)上海某學(xué)院曾研制過(guò)此種顎式破碎機(jī)。這兩種破碎機(jī)的特點(diǎn),其動(dòng)顎同步運(yùn)轉(zhuǎn),使破碎機(jī)強(qiáng)制排料。這樣,靠提高轉(zhuǎn)數(shù)增加破碎機(jī)產(chǎn)量同時(shí)由于物料與動(dòng)顎沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng),減少襯板磨損延長(zhǎng)使用壽命。近來(lái)又研制了單動(dòng)顎倒懸掛顎式破碎機(jī)。
早年,美國(guó)、英國(guó)、德國(guó)相繼生產(chǎn)了 Kun-kan 簡(jiǎn)擺顎式破碎機(jī)。該機(jī)特點(diǎn)是,動(dòng)顎懸掛高度很高并且前傾。連桿下行為工作行程、主軸承為半圓滑動(dòng)顎軸承。山東招遠(yuǎn)黃金機(jī)械廠(chǎng)曾引進(jìn)了這種破碎機(jī),并在此基礎(chǔ)上研制了顎式破碎機(jī)。
國(guó)外制造過(guò)一種肘板向上放置的顎式破碎機(jī)。國(guó)內(nèi)有幾家設(shè)計(jì)院和制造廠(chǎng)生產(chǎn)了這種破碎機(jī)。它的特點(diǎn)是靠增大傳動(dòng)角改善動(dòng)顎運(yùn)動(dòng)特性,提高破碎機(jī)性能。在國(guó)內(nèi)該機(jī)有叫負(fù)支承、上斜式、上推式和上置式破碎機(jī)。筆者認(rèn)為叫大傳動(dòng)角(包括傾斜式)破碎機(jī)更合適。
美國(guó)鷹破碎機(jī)公司制造一種傾斜式顎式破碎機(jī)。其傳動(dòng)角大約70度以上。它的最大特點(diǎn)是低矮,最適于井下或移動(dòng)式破碎機(jī)上工作。北京礦冶研究總院與某廠(chǎng)合作生產(chǎn)了幾個(gè)規(guī)格的這種破碎機(jī),其中最大為9001200 顎式破碎機(jī)。
國(guó)內(nèi)山西某煤礦引進(jìn)德國(guó) WB8/26 顎式破碎機(jī)。該機(jī)置于皮帶機(jī)上方,借助曲柄連桿機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)動(dòng)顎壓碎煤塊。實(shí)踐證明使用效果較好。
以上各項(xiàng)異型破碎機(jī)的研制都取得了一定的效果并對(duì)國(guó)內(nèi)破碎機(jī)行業(yè)的發(fā)展起到了一定的推動(dòng)和促進(jìn)作用。但是,都沒(méi)能得到大面積推廣使用。國(guó)內(nèi)絕大多數(shù)制造廠(chǎng)生產(chǎn)的和現(xiàn)場(chǎng)使用的都還是傳統(tǒng)復(fù)擺顎式破碎機(jī)。就近兩年國(guó)外機(jī)械設(shè)備展覽會(huì)上展出的顎式破碎機(jī)來(lái)看,也都是傳統(tǒng)顎式破碎機(jī),沒(méi)有異型顎式破碎機(jī)出現(xiàn)。
國(guó)內(nèi)各廠(chǎng)家所制造的顎式破碎機(jī)技術(shù)水平相差很懸殊,有少數(shù)廠(chǎng)家的產(chǎn)品基本接近世界先進(jìn)水平,而大多數(shù)廠(chǎng)家的產(chǎn)品與世界先進(jìn)水平相比差距較大。
綜上所述,改善國(guó)內(nèi)顎式破碎機(jī)落后的狀況,全面提高顎式破碎機(jī)技術(shù)水平,趕上世界先進(jìn)水平,創(chuàng)造世界品牌的顎式破碎機(jī)是當(dāng)務(wù)之急。
保證顎式破碎機(jī)最佳性能的根本因素是動(dòng)顎有最佳的運(yùn)動(dòng)特性。這個(gè)特性又是借助機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)所得到的。因此,顎式破碎機(jī)機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)是保證破碎機(jī)有最佳性能的根本方法。
上海建設(shè)路橋機(jī)械設(shè)備有限公司(簡(jiǎn)稱(chēng)上建)開(kāi)發(fā)了顎式破碎機(jī)軟件,借助其中機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)模塊對(duì)各種規(guī)格的破碎機(jī)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),得到了最佳的動(dòng)顎運(yùn)動(dòng)特性。實(shí)踐結(jié)果表明,破碎機(jī)性能有顯著提高。該廠(chǎng)山寶牌顎式破碎機(jī)銷(xiāo)往歐美各大洲以及東南亞各國(guó),產(chǎn)品基本上達(dá)到世界先進(jìn)水平。目前,計(jì)算機(jī)在國(guó)內(nèi)各廠(chǎng)家已基本普及,但顎式破碎機(jī)機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)尚未得到廣泛應(yīng)用。我相信,在上建實(shí)踐結(jié)果的拉動(dòng)下,各廠(chǎng)家會(huì)積極采用破碎機(jī)機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的好辦法。
國(guó)內(nèi)顎式破碎機(jī)的機(jī)重普遍高于國(guó)外同規(guī)格的破碎機(jī)。減輕機(jī)重也是一個(gè)重要課題。顎式破碎機(jī)機(jī)架占整機(jī)重量很大比例(鑄造機(jī)架占 50%、焊接機(jī)架占 30%)。國(guó)外顎式破碎機(jī)都是焊接機(jī)架,甚至動(dòng)顎也采用焊接結(jié)構(gòu)。國(guó)內(nèi)前幾年掀起一股用鑄造機(jī)架代替焊接機(jī)架的勢(shì)頭,這無(wú)疑是一種倒退行為。此外,鑄鋼是一種高能耗的工藝過(guò)程,從節(jié)約能源的角度也應(yīng)大力發(fā)展焊接機(jī)架。顎式破碎機(jī)采用焊接機(jī)架才是長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的正確方向。另外,機(jī)架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理也是使機(jī)重增加的重要原因。機(jī)架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)首先應(yīng)以受力為依據(jù),在滿(mǎn)足強(qiáng)度、剛度的條件下,力求減輕重量。機(jī)架前壁載荷主要是由橫向筋板所承受。
動(dòng)顎也是破碎機(jī)重量較大的零件,而且結(jié)構(gòu)復(fù)雜顎結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也應(yīng)以動(dòng)顎受力為依據(jù),在滿(mǎn)足強(qiáng)度、剛要求的條件下,盡量減輕重量。根據(jù)動(dòng)顎受力分析可,最大破碎力作用在動(dòng)顎軸承偏上處,由此往上(頭部)受力越來(lái)越小。原 250400,400600顎式破碎機(jī)是目前尚有多家生產(chǎn)動(dòng)顎結(jié)構(gòu)剛好與其受力要求相反,即軸承附近處截面小,越向頭部截面越大,而且相差太懸殊。結(jié)果導(dǎo)致動(dòng)顎強(qiáng)度低而重量又很大。這兩種破碎機(jī)都是在軸承偏上處被折斷而損壞。
動(dòng)顎的加強(qiáng)筋布置方式,也應(yīng)按上述受力要求設(shè)計(jì)。已有的顎式破碎機(jī)加強(qiáng)筋橫向厚度從上到下厚度一樣。為符合受力條件,又滿(mǎn)足重量輕的要求,可采用變厚度加強(qiáng)筋。即靠上部(頭部)的加強(qiáng)筋厚度應(yīng)小,越往下厚度越大。就是說(shuō),改原來(lái)矩形加強(qiáng)筋為梯形加強(qiáng)筋,這樣會(huì)減輕動(dòng)顎重量又保證有足夠的強(qiáng)度。動(dòng)顎兩軸承之間部位的壁厚可適度減薄,借以減輕重量。
此外,應(yīng)加強(qiáng)機(jī)架、動(dòng)顎有限元的研究,進(jìn)行機(jī)架、動(dòng)顎有限元優(yōu)化設(shè)計(jì),達(dá)到機(jī)架、動(dòng)顎重量輕又有高度的可靠性。其它,還有破碎腔、破碎機(jī)動(dòng)力平衡等等都可以借助計(jì)算機(jī)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)?傊,應(yīng)采用現(xiàn)代的設(shè)計(jì)方法代替原有的常規(guī)設(shè)計(jì)方法。
再者,由于焊接、鑄造、熱處理工藝等因素也都會(huì)對(duì)破碎機(jī)產(chǎn)生影響。所以,我們應(yīng)提高設(shè)計(jì)制造工藝等綜合水平以及采用液壓調(diào)整排料口和液壓保險(xiǎn),逐步使國(guó)產(chǎn)顎式破碎機(jī)達(dá)到世界一流水平。