论文部分内容阅读
摘要：大红山铜矿粗碎破碎机型号为PXZ900/130-A，为沈阳重型机器厂生产的旋回式破碎机，设备效率较高，是我矿单机咽喉设备，对我矿生产起到致关重要的作用，但其固定衬板是采用混泥土作为背衬浇灌的方式进行安装，稳定性较差，自投入使用以来，多次发生固定衬板松动、脱落情况，每次松动后都需进行重新浇灌安装，至少须停产28天左右，对生产造成严重影响。通过对固定衬板安装方式进行研究，改进了安装方式，采用螺栓加斜型压块进行固定，同时利用混泥土作为背衬进行浇灌，经改进安装方式后，从未发生过固定衬板松动的情况，设备的安全性、可靠性都有很大的提高。
关键词：破碎机 固定衬板 安装方式 改进研究
中图分类号：TD451 文献标识码： A
引言
玉溪矿业公司大红山铜矿粗碎破碎机型号为PXZ900/130-A，为沈阳重型机器厂生产的旋回式破碎机，设备效率较高，是我矿的重点单机咽喉设备，对我矿生产起到致关重要的作用，但该设备的固定衬板是采用混泥土作为背衬浇灌的方式进行安装，稳定性较差，自投入使用以来，多次发生固定衬板松动、脱落情况，每次松动后都需进行重新浇灌安装，因混泥土背衬浇灌后需进行保养，每次衬板松脱事故处理至少须停产28天左右，对生产造成严重影响。为了投高设备安全技术性能，从根本上消除衬板松脱隐患，减少设备事故对生产造成的影响，必须对固定衬板安装方式进行分析研究，并加以改进。
固定衬板原安装方式存在的问题及原因分析
原固定衬板安装及固定方式说明：
我矿使用的PXZ900/130A旋回式破碎机，为70年代的产品，属于较老式的设备，其固定衬板分为上、中、下三层，每层为12块衬板，衬板上没有固定的螺栓孔，安装时将每层围成一个锥形圈，并用混泥土作为衬板背衬进行浇注即可，见附图一：改进前的衬板装配示意图
（二）原固定衬板安装方式存在的问题：
原来的固定衬板安装方式由于衬板与衬板之间存在间隙，相互无法做到紧配合，衬板又没有机械固定装置，完全靠混泥土背衬起固定作用，在受到破碎力的反复冲击后，容易使衬板松动、脱落，衬板一旦松脱，就会破坏背衬混泥土的整体性，导致背衬混泥土松脱，振碎，失去固定和支撑作用，一旦出现这种情况，就需对固定衬板进行重新装配，重新浇灌背衬混泥土，因混泥土须20天以上的保养时间，包括衬板的安装、调整，每次重新浇灌都需在28天以上，会对生产造成重大影响；
此外，原衬板的固定方式降低了设备的安全可靠性，因衬板松脱后，存在掉落的风险，一旦掉落，掉落的衬板就会通过破碎腔，可能导致破碎机偏心轴损坏、动锥大轴断裂、齿轮损坏等严重后果，引发重大设备事故。
原因分析：
由于原来的固定衬板只是自由地相互靠在一起，形成一个圆周，但并无法做到相互挤拢、靠紧，如附图二所示，衬板与衬板之间存在间隙a。因该型号破碎机的破碎原理是由一根慢速旋转，并存在偏心位移的锥形大轴（即动锥）产生的挤压及撵压力将矿石撵碎，因此，在破碎机工作时，衬板同时受到离心方向的挤压力F1和动锥体旋转与矿物磨擦而产生的切向撵压力F3。其中：
1、挤压力：F1
K－服务系数，即设备有效率
W－破碎机电机功率
ω－动锥转速
δ－偏心量
c－动锥斜面角度（如附图二）
b－挤压角（如附图二）
2、切向摩擦撵压力：F3＝F1×f
f－动锥面与物料的摩系数
由于作用力与反作用力的关系，物料会将力F1、F3传递到固定衬板上，切向撵压力被传递并作用于固定衬板上，此外，由于动锥与定锥间形成一个楔形，挤压力向上有个分力，该分力同样被传递到固定衬板上，且矿物在该分力作用下，也会与衬板摩擦产生向上的作用力。在实际工作过程中，因物料位置、大小并不恒定，处于不断的变化中，动锥转速也会因负荷及受力点的变化不断变化，因此，该作用力的大小、方向也处于持续、不断的变化中，会使原本相互就存在间隙的单块固定襯板发生位移a，向相临的衬板挤拢，如前所述，由于作用力的大小、方向是不断变化的，会使位移a在每块衬板上不断重复巡环发生，在返复发生位移后，就会对衬板背衬造成磨损、损伤，当巡环次数达到一定程度和背衬的损伤达到一定程度时，就会使所有衬板完全处于自松动状态，最终造成脱落、衬板变型、损坏等严重后果。
附图二：改进前衬板工作状态及受力分析示意图
安装方式改进的可行性分析研究
改进固定衬板安装方式的构想：
通过前面的分析，原固定衬板安装方式导至固定衬板松脱的根本原因就是固定衬板配合不紧，衬板与衬板之间存在间隙，且无机械固定装置。因此，只要针对以上根本原因，设法使固定衬板做到紧配合，消除衬板与衬板之间存在间隙，并设法加以固定即可解决问题。具体做法是将上、中、下固定衬板中的各两块改为带有楔形的、对称分布的压块，并对其相临配合的衬板配合面做相应的改进，形成有一定行程、可以相互配合的楔面，每件压块上再用两棵方楔埋头螺栓进行压紧，在螺栓的压力下，带有楔形的压块将其它固定衬板向两边挤拢、压紧，最终消除衬板与衬板之间的间隙，这样压块即不失衬板的功用，又起到楔铁的作用，对衬板施加了机械紧固力，将其它衬板相互楔紧，固定衬板楔紧后，再利用混泥土作为背衬进行浇灌。上、中、下压块的螺栓孔分别错开60度分布，这样就不会降低中架体部的整体强度，固定衬板改进后对其它机件也无任何负面影响。
附图三：改进后的衬板装配示意图
改进后的优点分析：
改进后，由于上、中、下固定衬板被相互挤拢、楔紧，且螺栓和压块对衬板施加了机械紧固力，使上、中、下衬板就象是一个浇注成圆锥形筒状的衬套一样，形成一个整体，衬板与衬板间的间隙a可以视为0。因此，如前分析，在破碎机工作过程中产生的力F1、F3、以及其它分向力及其它摩擦力作用下时，单块衬板发生的位移a=0。也就是说，在受到破碎力作用下，其不会发生移动，从而不会造成固定衬板松动，就可以从根本上解决了原来存在的问题。
附图四：改进后的衬板工作状态及受力分析示意图
实施效果
通过研究，我矿于2010首先对一选厂原矿系统粗碎机进行了改进性试用，经改进试用，试用效果良好，第一套改造后的衬板一直使用到衬板损坏，未出现过衬板松动的情况，后便在全矿范围内进行推广使用，一直使用至今，已用了6套安装方式改造过的衬板，从未出现过任何问题，实施效果十分良好，有效提高了设备的安全及技术性能，实现了预期目的和效果。
结论
我矿PXZ900-130A旋回破碎机固定衬板安装方式改进研究成果，经在我矿试用已取得成功，该成果大大提高了破碎机的安全及技术性能，可在同结构类型或是类似结构的设备上广泛推广使用，也可作为设备制造厂为设备升级改进的依据加以运用，其作为比较实用的技术，今后的推广使用市场前景广阔！
参考文献：
【1】实用钳工手册，北京市技术交流站编，中国水利水电出版社，1993-03；
【2】机械设计手册，单行本，常用设计资料，成大先主编，北京化学工业出版社，2004.1；
关键词：破碎机 固定衬板 安装方式 改进研究
中图分类号：TD451 文献标识码： A
引言
玉溪矿业公司大红山铜矿粗碎破碎机型号为PXZ900/130-A，为沈阳重型机器厂生产的旋回式破碎机，设备效率较高，是我矿的重点单机咽喉设备，对我矿生产起到致关重要的作用，但该设备的固定衬板是采用混泥土作为背衬浇灌的方式进行安装，稳定性较差，自投入使用以来，多次发生固定衬板松动、脱落情况，每次松动后都需进行重新浇灌安装，因混泥土背衬浇灌后需进行保养，每次衬板松脱事故处理至少须停产28天左右，对生产造成严重影响。为了投高设备安全技术性能，从根本上消除衬板松脱隐患，减少设备事故对生产造成的影响，必须对固定衬板安装方式进行分析研究，并加以改进。
固定衬板原安装方式存在的问题及原因分析
原固定衬板安装及固定方式说明：
我矿使用的PXZ900/130A旋回式破碎机，为70年代的产品，属于较老式的设备，其固定衬板分为上、中、下三层，每层为12块衬板，衬板上没有固定的螺栓孔，安装时将每层围成一个锥形圈，并用混泥土作为衬板背衬进行浇注即可，见附图一：改进前的衬板装配示意图
（二）原固定衬板安装方式存在的问题：
原来的固定衬板安装方式由于衬板与衬板之间存在间隙，相互无法做到紧配合，衬板又没有机械固定装置，完全靠混泥土背衬起固定作用，在受到破碎力的反复冲击后，容易使衬板松动、脱落，衬板一旦松脱，就会破坏背衬混泥土的整体性，导致背衬混泥土松脱，振碎，失去固定和支撑作用，一旦出现这种情况，就需对固定衬板进行重新装配，重新浇灌背衬混泥土，因混泥土须20天以上的保养时间，包括衬板的安装、调整，每次重新浇灌都需在28天以上，会对生产造成重大影响；
此外，原衬板的固定方式降低了设备的安全可靠性，因衬板松脱后，存在掉落的风险，一旦掉落，掉落的衬板就会通过破碎腔，可能导致破碎机偏心轴损坏、动锥大轴断裂、齿轮损坏等严重后果，引发重大设备事故。
原因分析：
由于原来的固定衬板只是自由地相互靠在一起，形成一个圆周，但并无法做到相互挤拢、靠紧，如附图二所示，衬板与衬板之间存在间隙a。因该型号破碎机的破碎原理是由一根慢速旋转，并存在偏心位移的锥形大轴（即动锥）产生的挤压及撵压力将矿石撵碎，因此，在破碎机工作时，衬板同时受到离心方向的挤压力F1和动锥体旋转与矿物磨擦而产生的切向撵压力F3。其中：
1、挤压力：F1
K－服务系数，即设备有效率
W－破碎机电机功率
ω－动锥转速
δ－偏心量
c－动锥斜面角度（如附图二）
b－挤压角（如附图二）
2、切向摩擦撵压力：F3＝F1×f
f－动锥面与物料的摩系数
由于作用力与反作用力的关系，物料会将力F1、F3传递到固定衬板上，切向撵压力被传递并作用于固定衬板上，此外，由于动锥与定锥间形成一个楔形，挤压力向上有个分力，该分力同样被传递到固定衬板上，且矿物在该分力作用下，也会与衬板摩擦产生向上的作用力。在实际工作过程中，因物料位置、大小并不恒定，处于不断的变化中，动锥转速也会因负荷及受力点的变化不断变化，因此，该作用力的大小、方向也处于持续、不断的变化中，会使原本相互就存在间隙的单块固定襯板发生位移a，向相临的衬板挤拢，如前所述，由于作用力的大小、方向是不断变化的，会使位移a在每块衬板上不断重复巡环发生，在返复发生位移后，就会对衬板背衬造成磨损、损伤，当巡环次数达到一定程度和背衬的损伤达到一定程度时，就会使所有衬板完全处于自松动状态，最终造成脱落、衬板变型、损坏等严重后果。
附图二：改进前衬板工作状态及受力分析示意图
安装方式改进的可行性分析研究
改进固定衬板安装方式的构想：
通过前面的分析，原固定衬板安装方式导至固定衬板松脱的根本原因就是固定衬板配合不紧，衬板与衬板之间存在间隙，且无机械固定装置。因此，只要针对以上根本原因，设法使固定衬板做到紧配合，消除衬板与衬板之间存在间隙，并设法加以固定即可解决问题。具体做法是将上、中、下固定衬板中的各两块改为带有楔形的、对称分布的压块，并对其相临配合的衬板配合面做相应的改进，形成有一定行程、可以相互配合的楔面，每件压块上再用两棵方楔埋头螺栓进行压紧，在螺栓的压力下，带有楔形的压块将其它固定衬板向两边挤拢、压紧，最终消除衬板与衬板之间的间隙，这样压块即不失衬板的功用，又起到楔铁的作用，对衬板施加了机械紧固力，将其它衬板相互楔紧，固定衬板楔紧后，再利用混泥土作为背衬进行浇灌。上、中、下压块的螺栓孔分别错开60度分布，这样就不会降低中架体部的整体强度，固定衬板改进后对其它机件也无任何负面影响。
附图三：改进后的衬板装配示意图
改进后的优点分析：
改进后，由于上、中、下固定衬板被相互挤拢、楔紧，且螺栓和压块对衬板施加了机械紧固力，使上、中、下衬板就象是一个浇注成圆锥形筒状的衬套一样，形成一个整体，衬板与衬板间的间隙a可以视为0。因此，如前分析，在破碎机工作过程中产生的力F1、F3、以及其它分向力及其它摩擦力作用下时，单块衬板发生的位移a=0。也就是说，在受到破碎力作用下，其不会发生移动，从而不会造成固定衬板松动，就可以从根本上解决了原来存在的问题。
附图四：改进后的衬板工作状态及受力分析示意图
实施效果
通过研究，我矿于2010首先对一选厂原矿系统粗碎机进行了改进性试用，经改进试用，试用效果良好，第一套改造后的衬板一直使用到衬板损坏，未出现过衬板松动的情况，后便在全矿范围内进行推广使用，一直使用至今，已用了6套安装方式改造过的衬板，从未出现过任何问题，实施效果十分良好，有效提高了设备的安全及技术性能，实现了预期目的和效果。
结论
我矿PXZ900-130A旋回破碎机固定衬板安装方式改进研究成果，经在我矿试用已取得成功，该成果大大提高了破碎机的安全及技术性能，可在同结构类型或是类似结构的设备上广泛推广使用，也可作为设备制造厂为设备升级改进的依据加以运用，其作为比较实用的技术，今后的推广使用市场前景广阔！
参考文献：
【1】实用钳工手册，北京市技术交流站编，中国水利水电出版社，1993-03；
【2】机械设计手册，单行本，常用设计资料，成大先主编，北京化学工业出版社，2004.1；