1、外動(dòng)顎低矮顎式破碎機(jī)設(shè)備簡介

PEWA90120外動(dòng)顎低矮顎式破碎機(jī)是一種適用于地下破碎的新型破碎設(shè)備，它結(jié)構(gòu)低矮、整個(gè)機(jī)組可拆、結(jié)構(gòu)緊湊，便于搬運(yùn)、吊裝，特別適用于空間受到限制的場合。與同規(guī)格的傳統(tǒng)鄂式破碎機(jī)相比，生產(chǎn)能力提高21.82%，襯板壽命至少提高3倍，整機(jī)高度降低25.6%，噸礦石消耗的功率可降低30%。

在礦山生產(chǎn)中，運(yùn)輸?shù)V石的費(fèi)用占礦石總生產(chǎn)費(fèi)用的30%，采用普通的膠帶輸送機(jī)運(yùn)輸，可使運(yùn)輸費(fèi)用降低80%一90%。但普通膠帶輸送機(jī)無法輸送未經(jīng)破碎的大塊度、高硬度、棱角鋒利的原礦，將新型低矮移動(dòng)方便的破碎機(jī)用于硬巖礦山的地下甚至工作面初碎，對(duì)提高礦山的開采強(qiáng)度和作業(yè)效率，甚至實(shí)現(xiàn)地下高效連續(xù)出礦的理想都是至關(guān)重要的一步。

近30年來，為了大幅度降低礦石的提升運(yùn)輸費(fèi)用，很多礦山己將礦石粗碎工序移到井下進(jìn)行，但傳統(tǒng)粗碎破碎機(jī)及其機(jī)組結(jié)構(gòu)笨重、體積龐大，需要開挖人型破碎酮室。而在地下礦山特別是在某些地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜、斷層縱橫交錯(cuò)的礦山，開鑿高大炯室投資人、工效低、操作困難、安全性差，此時(shí)，能滿足地下礦山需要的低矮破碎設(shè)備就顯得尤為重要。

近年來，北京礦冶研究總院新研制成功的外動(dòng)顎勻擺顎式破碎機(jī)外形低矮，比同型號(hào)傳統(tǒng)顎破低20%，喂料高度低，破碎系統(tǒng)的高度降低1/3左右，大大減少了通室的開鑿量。這種破碎機(jī)破碎能力大，襯板磨損低，能量消耗低，是地下初碎的理想選擇。但目前該系列破碎機(jī)較人型號(hào)為PEWA750 x 1060，較大入料粒度630 mm，破碎機(jī)處理能力在72一150m3/h，不能滿足大中型地卜礦山的要求，研制更大型號(hào)的低矮式外動(dòng)顎勻擺顎式破碎機(jī)成為礦山，特別是地下及空間受限制的礦山的迫切需要。

2、外動(dòng)顎低矮顎式破碎機(jī)研究思路及技術(shù)關(guān)鍵

（1）地下破碎對(duì)設(shè)備的要求

地下開采的工藝條件對(duì)地下初碎設(shè)備提出了苛刻刻的要求。工作空間:由于地下初碎設(shè)備安裝在集中破碎峒室或接近工作面，峒室尺寸越小、高度越低越經(jīng)濟(jì)。這使設(shè)備尺寸受到嚴(yán)格控制，要求設(shè)備高度盡較低，結(jié)構(gòu)緊湊。

工作對(duì)象:地下金屬礦山中破碎的多為堅(jiān)硬物料。礦巖硬度系數(shù)f達(dá)到15一20。礦石破碎所需的破碎力大，襯板磨損嚴(yán)重。因此，要求設(shè)備要有高的強(qiáng)度和剛度，耐沖擊，耐磨損。工作環(huán)境:地下空間狹窄，環(huán)境復(fù)雜，要求設(shè)備簡單可靠，便于操作和維修。設(shè)備性能:要節(jié)能高效，生產(chǎn)能力高、設(shè)備功耗低，襯板壽命長。

（2）目前地下初碎設(shè)備存在的問題

目前地下礦山可選擇的初碎設(shè)備有兩大類:旋回破碎機(jī)和顎式破碎機(jī)。

(1)旋回破碎機(jī)生產(chǎn)能力高，破碎的塊度大，但整機(jī)重量重，外形尺寸大，高度高，相應(yīng)所需的井筒尺寸、巷道斷面都要大、地下破碎用室的高度高，峒室開鑿較人大。因此僅在顎式破碎機(jī)不能滿足生產(chǎn)能力或破碎塊度要求的少數(shù)大型地下礦山選用。

(2)顎式破碎機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、制造維修容易、適應(yīng)性強(qiáng)、成本低廉，一直是破碎領(lǐng)域中應(yīng)用較廣的破碎設(shè)備，也是地下礦山首選的初碎設(shè)備?？蛇x擇的顎式破碎機(jī)有兩種類型:簡擺式顎式破碎機(jī)、復(fù)擺式顎式破碎機(jī)。前者結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)備高度高、整機(jī)重量重，處理能力比較低。后者結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)動(dòng)可靠、重量輕。生產(chǎn)能力比簡擺額式破碎機(jī)高30%左右。但顎板的使用壽命短、能耗大、偏心距大、振動(dòng)噪音大、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)性差。

（3）關(guān)鍵技術(shù)及研究思路

由于傳統(tǒng)的顎式破碎機(jī)自身固有的缺點(diǎn)，在其基礎(chǔ)上改進(jìn)也不能滿足工藝對(duì)設(shè)備的要求。要突破傳統(tǒng)破碎機(jī)的設(shè)計(jì)思路，從機(jī)械設(shè)計(jì)的根本出發(fā)，研制新型的破碎設(shè)備。

(1)從粉碎機(jī)構(gòu)學(xué)的研究入手，改變傳統(tǒng)顎破的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。

(2)應(yīng)用好的計(jì)算機(jī)技術(shù)，創(chuàng)立粉碎機(jī)械的新型機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，獲得動(dòng)顎理想運(yùn)動(dòng)軌跡。

(3)采用研究開發(fā)的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件優(yōu)化機(jī)構(gòu)尺寸參數(shù)，獲得設(shè)備的優(yōu)良性能。

3、新型外動(dòng)顎低矮破碎機(jī)的研制機(jī)構(gòu)原理設(shè)計(jì)

新型外動(dòng)顎勻擺顎式破碎機(jī)改變了100多年來傳統(tǒng)顎式破碎機(jī)的機(jī)構(gòu)原理。設(shè)計(jì)新穎傳統(tǒng)復(fù)擺額式破碎機(jī)是一曲柄連桿機(jī)構(gòu)，其連桿就是動(dòng)顎。而外動(dòng)顎勻擺硬巖破碎機(jī)的連桿是活動(dòng)邊板，而動(dòng)顎僅是連桿上一點(diǎn)的延伸(見圖1).

 PEWA90120機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)

 由于外動(dòng)顎勻擺顎式破碎機(jī)理論研究的深入與成功，為PEWA90120新型外動(dòng)顎低矮破碎機(jī)的開發(fā)提供了基礎(chǔ)，采用現(xiàn)代設(shè)計(jì)法從改變機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)入手，研制新一代樣機(jī)，利用自主開發(fā)的“PW系列機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)”，專用軟件，分別通過改變偏心距E、肘板長L、肘板座與偏心軸懸掛點(diǎn)的水平距離B、動(dòng)顎在連接垂線上部的距離b、肘板與水平方向夾角ψ、動(dòng)顎襯板與水平方向左側(cè)夾角Ø。共50多組數(shù)據(jù)的計(jì)算分析獲得大量數(shù)據(jù)，較終確定的機(jī)構(gòu)參數(shù)獲得了較理想的動(dòng)領(lǐng)運(yùn)動(dòng)軌跡，為PEWA90120破碎機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)確定了機(jī)構(gòu)幾何參數(shù)和運(yùn)動(dòng)參數(shù)。

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

由于PE WA90120新型外動(dòng)顎低矮破碎機(jī)的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)的顎式破碎機(jī)完全不同，設(shè)備的結(jié)構(gòu)和外型都發(fā)生了很大變化，其設(shè)計(jì)簡圖見圖2。PE-WA90120破碎由傳動(dòng)部、機(jī)架部2、動(dòng)顎部3、調(diào)整部4、可調(diào)領(lǐng)部5、拉緊部6及潤滑系統(tǒng)等組成，電動(dòng)機(jī)經(jīng)三角皮帶通過皮帶輪馭動(dòng)偏心軸，通過邊板將偏心軸的偏心轉(zhuǎn)動(dòng)傳到外側(cè)的動(dòng)顎上。

新機(jī)型的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是:

(1)新機(jī)型不像傳統(tǒng)復(fù)擺顎式破碎機(jī)那樣采用偏心連桿套環(huán)裝置，而是通過活動(dòng)邊板將偏心運(yùn)動(dòng)傳到外側(cè)的動(dòng)顎上，破碎腔呈傾斜狀態(tài)。

(2)動(dòng)顎板和偏心軸位于破碎腔及靜顎兩側(cè)，通過活動(dòng)側(cè)板將偏心運(yùn)動(dòng)傳遞給顎板。

(3)負(fù)懸掛機(jī)構(gòu)、皮帶輪及飛輪不在機(jī)器的上部而在設(shè)備中部兩側(cè)。

(4)靜顎由懸掛軸懸掛在機(jī)架上，下部通過襯板與機(jī)架相連，通過調(diào)0肘板，靜顎繞懸掛軸旋轉(zhuǎn)以改變排料口大小，控制排料粒度。

(5)機(jī)架為可拆卸式，焊接箱型結(jié)構(gòu)，既減輕了重較，又提高了剛度，便于井下狹小空間運(yùn)輸安裝。

技術(shù)性能參數(shù)PEWA90120破碎機(jī)主要技術(shù)參數(shù)見表1。

 

新型顎式破碎機(jī)性能優(yōu)點(diǎn)

(1) 外形低矮。新型機(jī)破碎腔的傾斜布置及負(fù)懸掛的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，大大降低了皮帶輪及飛輪的安裝高度，從而大大降低了設(shè)備的整體高度和喂料高度。與同規(guī)格破碎機(jī)外形尺寸的比較見表2。

新機(jī)型與喂料機(jī)械水平布置、而不是傳統(tǒng)的階梯布置，因此，大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(dòng)顎運(yùn)動(dòng)軌跡理想。新型外動(dòng)顎勻擺顎式破碎機(jī)，動(dòng)顎與連桿分離。連桿的運(yùn)動(dòng)特性，己經(jīng)不再約束動(dòng)顎的運(yùn)動(dòng)特性。這種新顎的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)徹底改變了傳統(tǒng)顎式破碎機(jī)動(dòng)領(lǐng)運(yùn)動(dòng)軌跡，通過合理地設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)參數(shù)，可以很靈活地調(diào)整動(dòng)顎運(yùn)動(dòng)軌跡，獲得理想的動(dòng)顎運(yùn)動(dòng)特性。

動(dòng)顎板上各點(diǎn)行程及其特征值決定破碎機(jī)性能的好壞。新型外動(dòng)顎低矮顎式破碎機(jī)的行程比遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于傳統(tǒng)復(fù)擺顎破，動(dòng)顎運(yùn)動(dòng)軌跡分布規(guī)律是:破碎方向行程大，利于物料破碎，磨損方向行程小，大大減少領(lǐng)板磨損。

(3)襯板壽命長。動(dòng)顎運(yùn)動(dòng)的軌跡決定了被破物料在破碎與排料過程中與襯板之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)及受力狀況。破碎機(jī)不同的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，不同的結(jié)構(gòu)參數(shù)及不同的腔形會(huì)得到不同的動(dòng)顎軌跡。PEWA90120外動(dòng)顎低矮顎式破碎機(jī)的動(dòng)顆運(yùn)動(dòng)軌跡磨損方向行程及行程比遠(yuǎn)遠(yuǎn)小傳統(tǒng)PEF90120領(lǐng)式破碎機(jī)，從而大大降低襯板磨損。

(4)生產(chǎn)能力高、能耗低。由于新機(jī)型動(dòng)W與靜顎的位置與傳統(tǒng)復(fù)擺顎式破碎機(jī)正好相反，動(dòng)顎的往復(fù)運(yùn)動(dòng)為破碎機(jī)提供了可靠的進(jìn)料保障，并促進(jìn)排料，生產(chǎn)能力比傳統(tǒng)顎式破碎機(jī)高。從動(dòng)顎運(yùn)動(dòng)軌跡分析，新型PE WA90120破碎機(jī)以較小的偏心距(18 mm)，可獲得比同規(guī)格傳統(tǒng)顎式破碎機(jī)PEF90120(偏心距20 mm)大的動(dòng)顎破碎行程。因此設(shè)備運(yùn)行平穩(wěn)，轉(zhuǎn)速提高10%，生產(chǎn)能力提局。新型PE WA90120破碎機(jī)小的磨損行程大大減少了無用功，能耗低。

   
(5)粉塵少、噪音低。

5、新型PE WA90120破碎機(jī)工業(yè)生產(chǎn)試驗(yàn)

新型PE WA90120破碎機(jī)于2001年9月在安慶銅礦的一616 m破碎峒室安裝調(diào)試，10一11月進(jìn)行了工業(yè)試驗(yàn)，與同峒室的同規(guī)格的PEF90120傳統(tǒng)復(fù)擺顎式破碎機(jī)進(jìn)行比較，綜合檢驗(yàn)該設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，檢測該設(shè)備的各項(xiàng)性能指標(biāo)，進(jìn)行生產(chǎn)能力及破碎粒度的測定。工業(yè)試驗(yàn)表明:PEWA90120外動(dòng)顎低矮顎式破碎機(jī)各項(xiàng)性能指標(biāo)符合設(shè)計(jì)要求和生產(chǎn)要求，大大優(yōu)于PEF90120傳統(tǒng)復(fù)擺顎式破碎機(jī)。表3比較了兩種破碎機(jī)的技術(shù)性能指標(biāo)。

試驗(yàn)成功后即轉(zhuǎn)入生產(chǎn)，至今碎礦70多萬t，設(shè)備開動(dòng)率達(dá)97%。生產(chǎn)實(shí)踐也表明，該機(jī)性能優(yōu)良、操作維修方便，運(yùn)行可靠，成本低。

PE WA90120破碎機(jī)是一種大型復(fù)雜的新型破碎設(shè)備，為目前用于硬巖地下礦山較大型號(hào)的低矮型破碎機(jī)，它根本改變了傳統(tǒng)復(fù)擺顎式破碎機(jī)以四連桿機(jī)構(gòu)中的連桿做為動(dòng)顎的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)，獲得了傳統(tǒng)顎破不能獲得的動(dòng)顎理想軌跡，利于破碎又能減輕N板的磨損，因此從根本上改變了復(fù)擺顎式破碎機(jī)的性能。該機(jī)結(jié)構(gòu)獨(dú)特:低矮、整個(gè)機(jī)組可拆、結(jié)構(gòu)緊湊，便于搬運(yùn)、吊裝，低矮的外形特別適用于空間受到限制的場合，能方便地在井下運(yùn)輸、安裝及靠近工作面工作。與同規(guī)格的傳統(tǒng)顎破相比，生產(chǎn)能力提高21.82%,襯板壽命至少提高3倍，低矮型整機(jī)高度降低25.6%，噸礦石消耗的功率可降低30%。該機(jī)的研制填補(bǔ)了國內(nèi)破碎設(shè)備的一項(xiàng)空白。