主流的颚式破碎机为PE系列颚式破碎机(一下简称鄂破机),欧美国家流行具有前倾角的C系列颚破机。下面就PE系列颚破机的结构和工作做一描述,并就PE系列颚破机和C系列颚破机进行相应的对比和分析。
一. 颚破机的分类
颚破机从出料类型上基本可以区分为“粗颚破机”和“细颚破机”。“粗颚破机”的出料口比较大,往往作为头破使用, “细颚破机”的出料口比较小,往往作为二破使用,有些公司把“细破”的型号定义为PEX,就是表达为细颚破机的意思。红星机器生产的PE400*600,PE500*750,PE600*900,PE750*1060,PE870*106以及更大的机型都属于粗颚破机;PE250*1000,PE250*1200属于细颚破机。举例说明:PE600*900的出料口调整范围是65~160mm,而PE250*1000的出料口调整范围是25~60mm,很明显的区分出了不同的类型。
颚破机从机架结构上基本可以区分为铸钢机架和焊接机架两种类型。铸钢机架就是将颚破机的机架铸造出来,这样就形成了一个整体的机架,受力结构比较优异,整体的牢固性更强。但是,铸造工艺也往往存在致命的缺陷,比如铸件内部紧密度不好,存在夹砂、裂纹、甚至空腔。这些致命缺点会导致设备在工作受力情况下出现裂缝甚至断裂的情况,而铸件机体发生这样的缺陷之后是很难完全修复的。
一. 基本破碎原理
颚破机应用的就是层压式破碎原理,是通过固定颚板和活动颚板之间的相对运动,改变两块颚板间的距离来压碎矿石。从结构上分析,颚破机就是一个连杆机构。
颚板的角度会随着偏心轴旋转角度的不同而发生变化的,正是这个变化的角度使得固定颚板和活动颚板之间的间距周而复始的变大变小,从而压迫进入的石料,使其破碎变小后从底部排出。
二. 颚破机的调节机构
颚破机具备一个红星的功能,就是能够调节动颚板和固定颚板的间距。这个功能用来改变颚破机工作时的破碎粒度,当我们要求颚破机出料大一些的时候,我们将出料口变大;反之,当我们需要出料小点的时候,我们将出料口变小。具体要把出料口调节到多大的开口,是和破碎生产线的工艺配置以及矿石特性决定的,在此不作讨论。
颚破机作为连杆机构,除了偏心轴外,肘板就是该机构的其中一个支点,我们通过在“调整座”后面增加或减少“调整垫片”,来改变肘板支点的位置,从而调整活动颚板和固定颚板之间的距离。
在颚破机工作状态下,肘板承受破碎压力,如果安装的时候肘板位置偏斜或者不正确,肘板的受力将变得恶劣,从而导致肘板断裂的现象发生。肘板也是颚破机的一个保险装置,过于恶劣的受力情况下,肘板的断裂可以保护破碎机其它部件的安全。
三. 颚破机的应用
我们从自然界开采的矿石尺寸往往比较大,而目前全世界所有的破碎机类型中,还没有合适的破碎机型可以把大尺寸的中等硬度以上的矿石(中、低硬度的矿石除外)直接破碎到砂石骨料需要的粒度(40mm以下)。所以,颚破机作为破碎行业的鼻祖,至今依然广为使用,基本上是应用最广泛的破碎机。不论我们有多先进的破碎技术和设备,往往都需要颚破机在破碎作业中打头阵。
细颚破机的使用则有一定的特殊性,因为其较小的排料口决定了进料口也比较小,因此往往被用于第二道破碎使用。如前面所描述的,PE600*900的出料口调整范围是65~160mm,而PE250*1000的最大进料尺寸为210mm,所以我们经常将PE600*900作为头破,PE250*1000作为二破,组成破碎生产线(如下图所示),生产出来的石料粒度在60mm以下。如果把细颚破机PE250*1000的出料口调整到30mm,那么就可以获得30mm以下的石料。
在很多对石料的粒型要求不高的石料场,人们愿意使用粗、细颚破机搭配的方式来组建生产线。因为颚破机属于层压原理,耐磨件的磨损比较小,生产成本也就比较低廉。但是,也由于颚破机的层压原理,会导致破碎的石料粒型不太好,针片状石料的含量比较高,石料的内裂纹比较严重,是高等级建筑所不愿意接受的,因此市场售价也就较反击石料便宜。
当我们面对难破的石料时(硬、硬且韧的物料,如花岗岩和玄武岩),我们可以用两级颚破机来完成主要的破碎工作,然后用反击破对物料进行整型。这样的配置可以有效地降低反击破的磨损成本,但整型后的物料粒型依然差一些。
四. 颚破机类型比较与分析
a) 颚破机是破碎机的鼻祖,是至今应用最为广泛的破碎机类型。颚破机几乎是中等以上硬度、磨蚀性较高物料破碎工艺之必备。
b) PE系列颚破机是国内的应用主流,新型C系列颚破机是引进国外技术开发的产品。相较于PE系列颚破机,在同等产能的型号对比中,C系列颚破机的重量、功耗、尺寸都大幅降低。
c) PE系列颚破机是经济型的产品,技术成熟,性能稳定可靠,没有特殊要求的情况下是十分实用的产品。C系列颚破机成本较高,但是设备尺寸大幅减小,能耗较低,液压调整系统方便快捷,在安装空间和能耗要求较严格的情况下,C系列颚破机能够发挥更强的适用性。
d) 细型颚破机的细碎能力有限(最小排料口为25mm,破碎粒度可达到 30mm),但是作为中碎的效果还是十分理想。但因其结构性的限制,细颚破机的单机产能不高。
e) 因此,细型颚破机只能在小产能的工艺中获得应用。当破碎产能较高的时候,就须采用圆锥破碎机来完成大产能的中碎任务。
f) 颚破机的机架分为焊接式和铸钢式,传统上认为铸钢机架的强度更大,设备更具有耐用性。但同时铸钢机架也因为铸造件铸造缺陷的不可修复性,以及铸造缺陷的检测难度较高等因素限制了铸钢机架的发展。在实际应用中,焊接机架基本上成为了主流,焊接机架的寿命和稳定性十分可靠。焊接机架也已经是跨国公司颚破机的主流了。因此,编者认为铸钢机架优于焊接机架的传统观点已经不复存在。
g) 两级颚破机进行逐级破碎,一般情况下应该采用粗型颚破机和细型颚破机的配置,不应该用两级粗型颚破机进行逐级破碎的工艺配置。比如:编者曾接触过一家河卵石生产线料场,头破采用PE600*900,二破采用PE400*600的工艺配置,这是极其不合理的匹配。
h) 对于高硬度、高磨蚀型的物料(花岗岩、辉绿岩、河卵石、玄武岩、铁矿石),尽量采用两级颚破机完成主要的破碎任务,然后采用其它设备完成细碎作业任务。当产能较大时,细型颚破机需要被圆锥破碎机替代。
i) 颚破机的产能不仅和设备本身有关,而且和喂料方式有巨大的关联。许多的破碎生产线(尤其是100吨/小时以下的生产线)没有使用喂料设备,而是采用了溜槽半人工喂料。没有采用喂料设备的情况下,颚破机的空转率很高,造成破碎机产能的严重浪费。因此,我们建议用户尽量的为破碎生产线配置相应的喂料设备。
j)细型颚破机应该严禁采用溜槽喂料方式,尤其对于排料口设置很小的细型颚破机,溜槽喂料极易造成破碎机的“噎料”,使得肘板产生频繁的断裂现象(肘板是颚破机的安全保护装置)。某电石破碎车间采用溜槽向PE250*1200颚破机直接喂料,经常造成颚破机出现“噎料”现象,肘板频繁断裂。后按照编者的建议增加了悬挂喂料机后,肘板断裂现象基本消失。
k) 颚破机的选型应该遵循这样一个原则:对于高硬度、高磨蚀性物料,尽量按照颚破机的最小开口尺寸的产能选机型;对于低硬度、低磨蚀性物料,尽量按照颚破机最大开口尺寸的产能选机型。
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