顎式破碎機在礦物原料生產中，占有十分重要的地位，其發展已有上百年歷史。它在礦山、建材和基建部門主要用作粗碎機和中碎機，用于抗壓強度不超過320 MPa的各種物料的中碎、粗碎作業，具有破碎比大、產量高、產品粒度均勻、結構簡單、工作可靠、維修簡便和運營費用經濟等特點。顎頭是顎式破碎機中擠壓、破碎材料的主要部件，因此對其強度、硬度、耐擠壓和耐沖擊性能要求較高。目前的顎式破碎機顎頭在材料選用、形狀構造上存在一些缺陷，影響了顎式破碎機的整體性能及使用壽命。針對這一問題，對產品進行精心設計，不斷改進完善其性能，研發出了新型顎頭和由新型顎頭裝配生產的適合高原、山區材質特點的新型PE系列顎式破碎機，提高了機械性能，延長了使用壽命。
1、技術原理
顎式破碎機的破碎機構由固定顎板和活動顎板組成，當兩顎板靠近時物料即被破碎，當兩顎板離開時小于排料口的料塊由底部排出，其破碎動作是間歇進行的。
本項目研制的顎式破碎機破碎方式為曲動擠壓型，其技術原理如圖1所示。工作時，電動機驅動皮帶和偏心輪，通過偏心軸使動顎板上下運動。當動顎板上升時，襯板與動顎板之間的夾角y變大，推動動顎板與定顎板接近，使裝在兩塊顎板之間的物料受到擠壓、彎折和劈裂作用而破碎；當動顎板下行時，y角變小，動顎板在拉桿和彈簧的作用下，離開定顎板，使動顎板與定顎板之間的開口增大，此時已破碎物料從破碎腔下口排出。隨著電動機連續轉動而破碎機動顎作周期運動壓碎和排泄物料，實現批量生產。
2、研究內容
本項目研制的新型顎頭和由新型顎頭裝配生產的新型PE系列顎式破碎機，是基于擁有自主知識產權的一種破碎機顎頭(ZL 200820096694. 3)等專利技術研發而成，其主要研究內容如下：
a．實型（消失模）鑄造關鍵技術。采用消失模鑄造技術制造顎式破碎機的動顎、偏心軸、顎板、襯板和定顎等主要零部件，解決其磨損較快問題，提高產品質量和生產效率，降低生產成本。
b．新型顎頭的設計，制造及裝配技術。對動顎、定顎的襯板齒型、齒條布置、齒板尺寸、材質及制作工藝、工裝等均進行了研究改進。
c．裝配新型顎頭的新型PE系列顎式破碎機整機的設計、制造及裝配技術。確保新型PE系列顎式破碎機整體性能的安全、穩定和高效。
d．相關產品質量標準的修訂及操作規程的制定完善。
3、創新成果
3.1結構創新
本項目研制的新型顎頭與改進前顎頭結構對比如圖2所示。
a．傳統顎式破碎機顎頭的材質是Q235，而項目產品顎頭的材質是ZGMn13，提高了顎頭的強度、耐磨性與沖擊韌性。Q235（20#鋼）與ZGMn13的化學成份與機械性能比較如表1所示。
從表1可知，ZGMn13含錳11%以上，韌性較好；并且因其具有冷作硬化的特點，在壓力作用下零件表面不斷被強化，在工作中不斷磨損又不斷強化，直到磨損至不能使用才報廢，所以其抗疲勞、抗沖擊和耐用度等性能均有很大提高。
b．將顎頭后背上部（C處）輔助面尺寸由原來的465mm改變為現在的296 mm，使得工藝流程簡單明快化，同時減少了耗材，節約了成本。
c．將顎頭后背下部（D處）尺寸由原來的350mm改變為現在的200 mm，減少了夾角深度，為澆鑄制造提供了方便。
d．將螺栓固定方式由以前的斜孔改為現在的直孔（B處），增大了壓緊螺栓的受力面，從而提高了齒板的壓緊力，使其在使用時不會松動，提高了抗沖擊能力和生產定額。
e．增加頭部受撞擊部位的位體積厚度（A處），有效避免了頭部受撞擊而引起的傳動軸變形，致使機械設備被損壞的現象發生。
f．顎頭受擠壓面積的高度（E處）比以前減少了164 mm(即1 268-1 104)，在相同齒板下，齒板會被壓得更緊，提高了抗擠壓強度和抗沖擊能力，因此減少了修機時間，從而提高了經濟效益。
g．項目產品的主要零部件（如固定顎板、活動顎板、大皮帶輪、飛輪、側護板和襯板等）均以GB5630-85高錳鋼l#配方為基礎，另外添加配置了新的元素，提高了抗拉強度、耐疲勞性和抗沖擊性等機械性能。
從表2可知，項目產品顎板的使用壽命是傳統產品顎板的3倍。
3.2工藝創新
本項目產品的主要零部件都是采用先進的消失模鑄造工藝一次鑄造成型的。該工藝是將泡塑模型粘結組合成模型簇，涂、刷特制耐火涂層并烘干后，埋在特制砂箱中振動造型，在一定條件下澆注金屬液，使模型氣化消失，金屬液占據模型位置，凝固冷卻后形成所需鑄件。使用該工藝生產的鑄件無飛邊毛刺。
3.3創新成果
a．由于改進了設計、采用了新技術，在提高工效和質量的同時，也降低了原材料消耗，平均每臺可以節約原材料750 kg，按現行市場價位計算每臺節約原材料費用5 000多元。
b．項目產品顎板與傳統產品顎板加工工藝對比如表3所示。
由表3可知，項目產品加工工藝與傳統產品加工工藝相比平均提高功效20倍。
c．由于項目產品生產技術的創新，使得裝配新型顎頭的PE系列顎式破碎機的整機性能比傳統顎式破碎機有了很大的提高，提高了生產效率和產出品的質量。以400×700和500×800型號為例，其新舊機型技術性能指標對比如表4所示。
4、結束語
通過在結構設計和生產工藝等方面的技術創新，使得由新型顎頭裝配生產的PE系列顎式破碎機整機性能比傳統顎式破碎機有了很大的提高。以PE - 500×800顎式破碎機為例，它與同類型的顎式破碎機相比，電機功率減少20 kW，單位電耗下降27%;在破碎比相同的情況下，每小時多處理物料量20 m3，增加了29%;每臺顎式破碎機的重量平均減少750 kg，生產成本節約5 000元；據使用現場測算，破碎時的粉塵減少了30%。
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