顎式破碎機顎板磨損及抗磨方案研究.pdf

1、本文針對新開元復(fù)擺顎式破碎機顎板磨損加劇問題，分析了顎板磨損失效方式，揭示了新開元顎板磨損加劇的原因，利用離散元軟件EDEM模擬顎式破碎機顎板破碎礦石，進(jìn)一步分析顎板磨損規(guī)律，并探討破碎機嚙角、充填率、礦石含水率對顎板磨損的影響。
　　運用超景深三維顯微鏡，分析失效顎板磨損表面形貌，得出顎式破碎機顎板的磨損機制為：鑿削式磨損、疲勞磨損與腐蝕磨損3種共存。顎板受到礦石強烈的沖擊擠壓應(yīng)力，顎板表面承受巨大的鑿削作用，使顎板表面產(chǎn)生嚴(yán)重

2、的塑性變形，出現(xiàn)很深的劃痕、致密的溝槽以及大面積的深坑，顎板磨損以鑿削式磨損為主。顎板受到礦石長期反復(fù)的沖擊擠壓作用，引起接觸疲勞，產(chǎn)生疲勞裂紋，裂紋不斷擴(kuò)展延伸，造成脆性斷裂，顎板存在疲勞磨損。除此之外現(xiàn)場抑塵噴水使破碎機入料礦石含水，顎板與含水礦石接觸后，在空氣中易發(fā)生復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生氧化銹蝕，引起顎板表面材料翻起，并與礦石相互摩擦脫落，而新的金屬表面繼續(xù)發(fā)生腐蝕，加劇了顎板磨損。
　　運用OBLF-1000-Ⅱ型X射線光

3、譜儀檢測動顎板和定顎板的化學(xué)成分，其中合金元素Mn含量均高于10％，屬于高錳鋼。采用HV-1000顯微硬度計對顎板材料表面磨損部位進(jìn)行不同深度的硬度測試，得出顎板正面硬度高且硬化梯度明顯，加工硬化效果好，耐磨性高?，F(xiàn)場采集新開元工作面遷轉(zhuǎn)前后所開采礦石試樣，分別分析礦石礦相組成及抗壓強度，結(jié)合顎板使用壽命，得出礦石含硬礦相越多、抗壓強度越大，則越難破碎，顎板磨損越快，使用壽命越短，揭示新開元顎板磨損加劇的主要原因是由入料礦石成分及性質(zhì)發(fā)

4、生變化所致。
　　利用離散元方法，運用EDEM軟件，依據(jù)新開元PE900×1200復(fù)擺顎式破碎機及入料礦石性質(zhì)建立破碎機幾何模型和礦石模型，模擬顎式破碎機顎板破碎礦石，獲得仿真時間分別為1s、1.5s、2s、2.5s時動顎板法向受力分布及切向受力分布，根據(jù)受力特征將動顎板分為H區(qū)、M區(qū)、ML區(qū)、L區(qū)四個區(qū)域：H區(qū)是礦石入料接觸區(qū)，主要受到具有一定初速度礦石的沖擊作用，M區(qū)和ML區(qū)是礦石破碎區(qū)，礦石主要在此區(qū)域被破碎，受到擠壓和切削

5、共同作用，L區(qū)是礦石排料區(qū)，此區(qū)域既受到礦石擠壓作用，又受到礦石下落的滑動摩擦作用。
　　模擬得到礦石對動顎板各區(qū)域最大法向力為H區(qū)1.53×104N、M區(qū)6.21×106N、ML區(qū)6.65×106N、L區(qū)6.33×106N，最大切向力為H區(qū)9.2×102N，M區(qū)4.53×106N，ML區(qū)5.78×106N，L區(qū)5.98×106N，對比各區(qū)域最大法向受力和切向受力，結(jié)合顎板磨損表面形貌分析，得出H區(qū)法向受力較大，表明此區(qū)域長期受礦

6、石正面沖擊作用，易產(chǎn)生疲勞裂紋，出現(xiàn)疲勞磨損；動顎板破碎礦石的區(qū)域主要集中于M、ML、L三個區(qū)，礦石同時受到顎板的法向力和切向力，在壓應(yīng)力和切應(yīng)力的共同作用下完成破碎，各區(qū)域法向力大于切向力，表明顎板破碎礦石以壓碎為主，研磨為輔，顎板磨損以鑿削磨損為主。仿真破碎機嚙角、充填率、礦石含水率對動顎板受力的影響，得出嚙角越小H區(qū)受到?jīng)_擊作用的切向力越大，切削作用明顯，而M區(qū)和ML區(qū)法向受力越大，鑿削磨損越嚴(yán)重；破碎機充填率越大，ML區(qū)和L區(qū)切

7、向受力越大，切削磨損越嚴(yán)重；動顎板切向受力基本不受礦石含水率的影響，水分對顎板造成的磨損主要是以腐蝕磨損為主，是加劇顎板磨損的重要因素。通過上述分析提出增強顎板耐磨性方案：開發(fā)組合式顎板，由H板、M板、ML板、L板四塊板組成，每塊板根據(jù)不同受力特征及磨損規(guī)律確定耐磨材質(zhì)；減小破碎機嚙角，降低顎板切向受力，改善顎板鑿削磨損，現(xiàn)場的顎式破碎機要調(diào)節(jié)嚙角是通過調(diào)節(jié)排礦口寬度來實現(xiàn)的，為了減小嚙角，應(yīng)該在保證排料粒度的前提下，盡量增大排料口寬度