反擊式破碎機(jī)磨耗分析

時(shí)間：2015-03-26作者：上海巍立路橋設(shè)備有限公司瀏覽：21

隨著建材工業(yè)的發(fā)展，能源需求不斷增加，節(jié)能降耗工作十分重要。研制和生產(chǎn)新型節(jié)能設(shè)備是一個(gè)重要的措施。反擊式破碎機(jī)的應(yīng)用，不僅可以提高碎石的產(chǎn)量， 而且可以降低石料的鄭翩中含量。為了充分發(fā)揮反擊式破碎機(jī)的性能及合理利用能源，有必要對(duì)其易損件的組成及影響因素進(jìn)行分析。合理選擇合適的易損件及其結(jié) 構(gòu)和使用參數(shù)，使其在較低能耗下，獲得好的破碎。
 
        反擊式破碎機(jī)的易損件通常包括板錘、反擊襯板、機(jī)殼襯板以及轉(zhuǎn)子體端部護(hù)板等。其中, 以板錘的磨耗較為**。這些易損件的磨耗構(gòu)成了反擊式破碎機(jī)的一項(xiàng)重大費(fèi)用開(kāi)支,但這并不能說(shuō), 從磨耗角度來(lái)看, 擊破碎就不如其他破碎方法。
 
        對(duì)板錘磨耗的正確評(píng)價(jià)
        有人認(rèn)為: 板錘磨耗嚴(yán)重是反擊式破碎機(jī)的致命弱點(diǎn), 而只有在研制出制造板錘所需的新的高耐磨材料后, 反擊式破碎機(jī)才 能獲得進(jìn)一步推廣使用。這種觀點(diǎn), 一般說(shuō)來(lái)是模糊的,不恰當(dāng)?shù)? 在某種意義上說(shuō)來(lái), 甚至是錯(cuò)誤的。易損件的磨耗, 給破碎作業(yè)帶來(lái)的問(wèn)題,通常表現(xiàn)在兩個(gè)方面: 一個(gè)是造成大量金屬材料的磨耗; 另一個(gè)則是因停頓生產(chǎn)、更換易損件而造成較高的維修費(fèi)用。實(shí)踐表明, 板錘在破碎物料的全過(guò)程中,自身也不斷受到被破碎物料的侵蝕而磨損。因而可以認(rèn)為, 板錘的磨耗是個(gè)正常的現(xiàn)象。實(shí)質(zhì)上, 磨耗就意味著物料的破碎過(guò)程。板錘的磨耗大小主要視破碎物料的磨蝕度、破碎比、板錘的線(xiàn)速度、板錘的數(shù)目及其厚度、過(guò)大粒度的處理方法等因素而定。對(duì)板錘 磨耗的評(píng)價(jià),一也就是它與其他破碎方法工作機(jī)構(gòu)磨耗的經(jīng)濟(jì)性與合理性的比較, 必須在相同的工況和耐磨材質(zhì)的情況下進(jìn)行對(duì)比才有意義。反擊式破碎機(jī)通常較其他破碎機(jī)具有大得多的破碎比( 一臺(tái)反擊式破碎機(jī)頂其它破碎機(jī)幾段破碎用) , 產(chǎn)品中細(xì)顆粒較多, 磨耗自然一也就集中地反映在板錘上。從現(xiàn)象上看, 磨耗似乎強(qiáng)化了, 以致使一些人造成錯(cuò)覺(jué)。誤認(rèn)為反擊式破碎機(jī)的磨耗比其他破碎機(jī)要大。
 
        我們?cè)鴮?duì)簡(jiǎn)擺顎式破碎機(jī)與反擊式破碎機(jī)的磨耗進(jìn)行了詳細(xì)的對(duì)比試驗(yàn)。試駐是在相同的給料和同樣耐磨材質(zhì)的清況下進(jìn)行的。試驗(yàn)結(jié)果表明: 工作機(jī)構(gòu)( 板錘與鄂板) 的磨耗大小與破碎方法無(wú)關(guān),而與共破碎系統(tǒng)所能達(dá)到的表面積增長(zhǎng)有關(guān),見(jiàn)圖4 6。這個(gè)試驗(yàn)充分說(shuō)明了: 由于反擊式破碎機(jī)具有較大的破碎比,其產(chǎn)品表面積的增長(zhǎng)值較共他破碎機(jī)高, 致使板錘磨耗顯得**,而并不表明沖擊破碎次于其他破碎方法。如上所述, 從純磨耗角度分析, 反擊式破碎機(jī)與顎式破碎機(jī)具有相同的磨耗性能, 若從工作機(jī)構(gòu)的總耗損看, 則反擊式破碎機(jī)要比顎式破碎機(jī)來(lái)得經(jīng)濟(jì)。這不僅表現(xiàn)在實(shí)際需要產(chǎn)品中含有較多的細(xì)粒級(jí)的情況, 而對(duì)那些無(wú)須較多細(xì)粒級(jí)的場(chǎng)合, 其磨損費(fèi)用也不會(huì)**鄂式破碎機(jī), 甚至還可能有所降低。這是因?yàn)槎跏狡扑闄C(jī)鄂板的金屬利用率僅達(dá)25%左右( 以重量計(jì)) , 而反擊式破碎機(jī)板錘的金屬利用率可達(dá)50 % , 甚**達(dá)70 %左右。
 
         盡管反擊式破碎機(jī)板錘磨耗性能并不比其它破碎機(jī)差, 但其磨耗集中, 致使板錘使用期短, 需要不時(shí)停止生產(chǎn)更換板錘, 從而增加了設(shè)備維修費(fèi)用。因此除了改進(jìn)板錘的結(jié)構(gòu)型式和緊固方法, 提高板錘的金屬利用率和縮短更換時(shí)間外, 研制新的高耐磨材料, 提高板錘的耐磨性能, 延長(zhǎng)使用壽命仍具有重大的意義。

 
           影響板錘磨耗的諸因素
           如前所述, 在破碎物料的過(guò)程中, 板錘的磨耗是**的, 其磨耗大小則是相對(duì)的, 而影響磨耗大小的因素又是錯(cuò)綜復(fù)雜的。這里, 就其主要的因素簡(jiǎn)單地闡述如下:
 
          (1) 給料對(duì)板錘磨耗的影響:給料對(duì)板錘磨耗的影響包括: 給料成份、粒度大小以及含水量等因素對(duì)板錘磨耗所產(chǎn)生的影響。給料成分對(duì)板錘磨耗的影響是非常大的。反擊式破碎機(jī)在破碎硬物料時(shí), 進(jìn)一步提高板錘的耐磨性, 延長(zhǎng)其使用壽命, 尤為迫切。
 
          給料粒度對(duì)板錘磨耗的影響不是**的, 因?yàn)檫@種影響只能在已知產(chǎn)品粒度、處理能力或表面積增長(zhǎng)情況的條件下才能進(jìn)行闡述。不同情況下給料粒度對(duì)板錘純比磨耗的影響: 給料粒度加大, 而產(chǎn)品粒度又無(wú)顯著變化時(shí), 板錘的純比磨耗有所增長(zhǎng), 這主要是破碎比增大、比表面積增長(zhǎng)的緣故; 過(guò)大粒度返回處理又較一次開(kāi)路處理的板錘純比磨耗要大, 混合給料粒級(jí)范圍的寬窄對(duì)板錘的純比磨耗的影響不顯著, 但給料經(jīng)預(yù)先篩除細(xì)粒級(jí)后, 板錘純比磨耗有較大降低。這也是由于處理量減少的緣故。因此在破碎機(jī)設(shè)計(jì)時(shí), 如何及時(shí)排除粒度合格的產(chǎn)品, 改善板錘磨耗,必須給予足夠的重視。
 
          給料中所含水份的大小對(duì)板錘的純比磨耗也有一定的影響。一般說(shuō)來(lái), 水分較大時(shí)板錘的純比磨耗較大。
 
           (2) 板錘數(shù)目及其結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)自身磨耗的影響:
           眾所周知, 選用高耐磨性能的材料制作板錘, 可以降低其自身的比磨耗, 但合理地選取板錘的結(jié)構(gòu)參數(shù)及其配置數(shù)目, 同樣也能起到降低板錘自身比磨耗的作用。一般地說(shuō)來(lái), 板錘可磨耗的體積和有效利用率(被磨耗部分的重量與新板錘重量之比) 應(yīng)盡可能選得大些,從而得以和應(yīng)地提高板錘的使用壽命。板錘數(shù)目及其結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)自身磨耗的影響：隨著板錘配置數(shù)目的增多,其磨耗越大( 這種磨耗不與表面積增長(zhǎng)成比例的增加。它一般表現(xiàn)在板錘的端部, 而不是沖擊面上, 是一種無(wú)益的損耗) ; 板錘厚度越大, 磨耗相應(yīng)也大(也不與表面積的增長(zhǎng)成比例的增加) ; 而增加板錘的高度, 卻能起到降低板錘自身磨耗的作用。不同板錘利用率, 即新板錘與舊板錘( 舊板錘又有程度上差異) 的比磨耗也是不同的，產(chǎn)生這種差別的主要原因是由于產(chǎn)品粒度發(fā)生變化, 比表面積增長(zhǎng)有所改變的緣故。
 
          (3) 轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)速度、處理能力以及排料間隙大小對(duì)板錘磨耗的影響。
         轉(zhuǎn)子的回轉(zhuǎn)速度對(duì)板錘的磨耗具有很大的影響。這主要是: 回轉(zhuǎn)速度的增減直接影響到板錘對(duì)物料施加沖擊能的大小, 對(duì)產(chǎn)品粒度的粗細(xì)(也即比表面積的增減) 具有較大影響的緣故,但是過(guò)大的回轉(zhuǎn)速度, 不但不能獲得良好的產(chǎn)品粒度, 而且可能導(dǎo)致板錘磨耗的劇增。其原因是: 在過(guò)高的回轉(zhuǎn)速度下, 物料不能進(jìn)入錘擊區(qū)(或進(jìn)入深度很小) , 而與板錘端部劇烈磨擦而引起的。因此偏面地提高板錘線(xiàn)速度, 以此改善產(chǎn)品粒度顯然是不適宜的。設(shè)備的處理能力對(duì)板錘磨耗也有一定的影響。當(dāng)處理能力增大時(shí), 產(chǎn)品粒度將會(huì)變粗,板錘的單位純磨耗也就有所降低。同樣, 改變排料間隙大小在某種程度上也能改變產(chǎn)品粒度的粗細(xì), 故對(duì)板錘磨耗也有一定的影響。
 
         除了上述因素外, 機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)得合理與否, 對(duì)板錘磨耗也有影響, 諸如: 轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)速度過(guò)高, 給料進(jìn)入錘擊區(qū)深度不夠; 給料導(dǎo)板傾角過(guò)小, 卸載位置過(guò)低而引起的積料現(xiàn)象以及反擊裝置與破碎腔的積料等, 都能加劇板錘不應(yīng)有的磨損, 設(shè)計(jì)時(shí), 必須妥善處理。
 
         3 . 降低板錘磨耗費(fèi)用的途徑
         由前述情況可知, 降低板錘磨耗費(fèi)用的途徑有二條: 一方面, 正確地選取破碎機(jī)的結(jié)構(gòu)參數(shù), 合理地設(shè)計(jì)機(jī)械結(jié)構(gòu), 確保適宜的破碎工況, 減少板錘不恰當(dāng)?shù)哪ズ?。另一方? 從改進(jìn)板錘的耐磨材質(zhì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、緊固方式以及研制簡(jiǎn)易有效的輔助裝卸工具著手, 進(jìn)一步降低板錘單位純磨耗, 努力提高板錘的有效金屬利用率, 盡可能縮短板錘的更換時(shí)間。
 
          鑒于反擊式破碎機(jī)主要利用板錘沖擊物料而粉碎, 故對(duì)板錘沖擊速度的選取尤為重要,過(guò)高的板錘沖擊速度將導(dǎo)致磨耗的加劇。然而, 合理的板錘沖擊速度尚需有恰當(dāng)?shù)陌邋N數(shù)與之配合, 從而保證物料在錘擊區(qū)內(nèi)能有足夠的楔入深度, 否則將導(dǎo)致板錘產(chǎn)生不應(yīng)有的磨耗( 板錘的磨損不與物料的破碎程度成比例增長(zhǎng)。此時(shí), 物料在轉(zhuǎn)子體上翻轉(zhuǎn)而不破碎, 或很少破碎。資料表明, 將粒度為5 ~ 50毫米鐵礦石破碎至~ 5 毫米, 轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)速度為48米/ 秒時(shí), 不同板錘數(shù)的磨耗各不相同, 而二個(gè)板錘的使用壽命竟與6 個(gè)板錘的壽命相等!板錘的材質(zhì)通常采用高錳鋼。這對(duì)破碎一般中等硬度巖石是適用的。但在破碎硬巖石時(shí), 諸如: 玄武巖、輝綠巖和黑云母花崗巖等, 板錘單位磨耗大, 更換頻繁, 就不經(jīng)濟(jì)了。為此, 在國(guó)外曾采用低鉻白口鑄鐵和硬鎳鋼等其它合金材料制作板錘, 企圖降低單位磨耗, 延長(zhǎng)使用壽命, 但效果都不理想。近年來(lái), 國(guó)外又采用馬氏體高鉻鑄鐵制作板錘, **良好使用效果。在破碎焙燒爐渣時(shí), 錳鋼板錘壽命為270小時(shí), 而馬氏體高鉻鑄鐵壽命可達(dá)760小時(shí); 在破碎給料250毫米、產(chǎn)品粒度為0~35 毫米的河砂礫時(shí), 硬鎳鋼板錘的使用壽命為4000噸, 而馬氏體高鉻鑄鐵板錘為13000噸。另一實(shí)例, 以雙轉(zhuǎn)子反擊式破碎機(jī)破碎磷酸鹽礦石時(shí), 每付牌號(hào)為15-3 的馬氏體高鉻鑄鐵板錘可破碎160000噸, 而一般錳鋼或低合金馬氏體鋼僅能破碎16000~ 20000噸。
 
         含高鉻白口鑄鐵早就生產(chǎn), 但不久前才認(rèn)識(shí)到: 這種材料除了具有良好的耐熱性和耐蝕性外, 還具有較高的耐磨性能。15一3 馬氏體高鉻鑄鐵是目前較適宜用作板錘的材質(zhì)。其化學(xué)成分是: 含碳量為2 . 4~ 3 . 6%、錳0.5~1 .0%、鉻1 4~ 1 6%、鎳0~1%、鉬2.0一3.0%和銅0~ 1%。
 
         高鉻白口鑄鐵的組織由高鉻混合碳化物M 7C 3 組成。這種碳化鉻的硬度可達(dá)1100~1800 HV (維氏硬度) , 較石英還硬。就高鉻鑄鐵的鑄件而言, 其基體是由珠光體組成; 在低含碳量和較高含鉻量和其它合金成分時(shí), 其基體則由不穩(wěn)定的奧氏體組成。鑄件硬度為40~ 55HRC (洛氏硬度)。鑄件經(jīng)900~1000℃高溫加熱, 淬火( 在空氣中進(jìn)行) , 并在210~260℃溫度下進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理。此時(shí), 鑄件的基體由馬氏體、部分殘余奧氏體和呈細(xì)粒嵌布的二次碳化物組成。其硬度根據(jù)碳化物含量的多少和冷卻速鷹的快慢, 介于60一67HRC。關(guān)于板錘材質(zhì)的試驗(yàn)研究, 國(guó)內(nèi)也曾進(jìn)行過(guò)不少工作。北京礦冶研究洗在赤馬山銅礦作過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間的試驗(yàn)研究, 但未能**令人滿(mǎn)意的效呆。國(guó)外采用的高鉻白日鑄鐵需要消耗大量鉻、鑰、鎳等貴重金屬, 故不適合我國(guó)國(guó)情。為此, 研制適于我國(guó)使用的制作板錘所需的高耐磨金屬材料, 是今后反擊式破碎機(jī)進(jìn)一步發(fā)展急需解決的問(wèn)題。

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