破碎機知識：怎么提高錘式破碎機錘頭的壽命

作者：紅星機器 發表于： 2010-12-15 19:54:33

楊帥軍老師 紅星技術工程師

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錘式破碎機是冶(ye)金、礦(kuang)山、建材和電力等行(xing)業常用的破碎(sui)設備(bei)。錘(chui)頭是其(qi)中主要(yao)的易磨(mo)損件，目前主要(yao)用高錳鋼制作(zuo)。但其(qi)抗磨(mo)性(xing)差，使用壽(shou)命短(duan)，需(xu)要(yao)頻繁更換(huan)，不僅浪費材料，而且影響正常工作(zuo)。因此，提(ti)高錘(chui)頭的壽(shou)命成為期待解決的問題。

1、錘式破碎機的工作原理及錘頭失效分析

(1)錘式破碎(sui)(sui)機的(de)工作(zuo)原理如圖(tu)1所(suo)示，物(wu)料(liao)從(cong)喂料(liao)口落(luo)下進人破碎(sui)(sui)腔，與高速(su)旋轉(zhuan)的(de)錘頭相撞擊，被破碎(sui)(sui)的(de)物(wu)料(liao)以很高的(de)速(su)度撞擊在(zai)有一定間隙(xi)的(de)蓖(bi)(bi)條上，粒度較(jiao)大的(de)物(wu)料(liao)經過(guo)反(fan)復(fu)破碎(sui)(sui)，破碎(sui)(sui)后符合要求的(de)細小物(wu)料(liao)通過(guo)蓖(bi)(bi)條縫排除。

(2)錘頭失效分析：錘頭在工作期間，除受到撞擊外，還受到物料的沖刷，這樣長期反復使用，錘頭的工作面就會受到破壞，使表面形狀發生變化，如果用在可逆式破碎機上，錘頭兩側的棱角就都會被磨成光滑的圓弧面，如圖2所示。錘頭在工作初期表面形狀未發生改變時，錘頭主要受到撞擊磨損，物料以正向力撞擊金屬表面產生塑性變形和撞擊坑。當錘頭的工作面磨成圓弧后，此時其表面受力發生了變化，原來錘頭錘面受力F，現在作用在磨損面上的力F可分解為2個分力，一個是垂直于錘面的法向力Fr=Fsina，一個是平行于錘面的切向力Fq=Fcosa。前者對錘頭產生撞擊作用，后者對錘面造成切削、沖刷。二者的大小取決于沖擊角a。在錘頭工作初期，沖擊角a=90度，這時要表現為撞擊磨損，當錘頭磨損后，a角變小，F，變大，這就使金屬從錘面上遷移，表現為沖刷磨損，此類磨損是錘頭失效的主要形式。盡管物料的撞擊可產生一定量的加工硬化，但沖擊力還不足以使錘頭的工作面形成堅固的硬化層，造成錘頭的耐磨性不夠，使得錘頭在工作初期失效。因此提高錘頭的硬度，可提高其耐磨性，從而減輕撞擊磨損;提高材料的韌性有助抑制裂紋的產生和擴展，有利于減輕沖刷磨損。因此，選擇合適的材料是提高錘頭壽命的基本途徑。


2、錘式破碎機錘頭材料的選擇

(1)錳(meng)鋼(gang)錘(chui)(chui)頭，目(mu)前國(guo)內的(de)(de)破(po)(po)碎機錘(chui)(chui)頭大(da)部(bu)分(fen)使(shi)(shi)(shi)(shi)用(yong)高錳(meng)鋼(gang)材質，其耐(nai)磨性不夠(gou)，使(shi)(shi)(shi)(shi)用(yong)壽命非常短。破(po)(po)碎石(shi)灰石(shi)的(de)(de)錘(chui)(chui)頭一(yi)般(ban)可(ke)使(shi)(shi)(shi)(shi)用(yong)60一(yi)90d，在(zai)某些特殊(shu)條(tiao)件下，使(shi)(shi)(shi)(shi)用(yong)不到7d。同時(shi)由于(yu)錘(chui)(chui)頭在(zai)工作中所受的(de)(de)沖(chong)擊力并(bing)不大(da)，使(shi)(shi)(shi)(shi)高錳(meng)鋼(gang)錘(chui)(chui)頭的(de)(de)加工硬化效(xiao)果(guo)不顯著(zhu)，其抗(kang)沖(chong)刷磨損能(neng)力差。由于(yu)Cr能(neng)起到強化奧氏體，提高鋼(gang)的(de)(de)硬度(du)、強度(du)和耐(nai)磨性的(de)(de)作用(yong)，因此在(zai)高錳(meng)鋼(gang)中加人Cr元素，可(ke)使(shi)(shi)(shi)(shi)錘(chui)(chui)頭大(da)大(da)強化。在(zai)破(po)(po)碎鐵礦石(shi)時(shi)，錘(chui)(chui)頭的(de)(de)使(shi)(shi)(shi)(shi)用(yong)壽命比(bi)普通(tong)高錳(meng)鋼(gang)提高50%。

(2)錘式碎石機復合錘頭，傳統的高錳鋼錘頭耐磨性差，使用壽命短，耗材量大。為此，我們將錘頭設計成錘柄和錘端分別制造。如圖3所示，


錘柄部分采用高錳鋼或碳鋼，使其具有足夠的強韌性，錘頭部分采用高鉻鑄鐵。而高鉻鑄鐵是一種具有優良耐磨性的材料，這樣錘端就會有足夠的耐磨性，同時由于高鉻鑄鐵韌性較低，易發生脆性斷裂，所以錘柄選擇高韌性的高錳鋼或碳鋼材質，克服了單一材料的缺點。
實踐表明，在水泥行業破碎水泥熟料，其使用壽命比高錳鋼錘頭提高2倍以上。此外，還可采用鑲鑄白口鐵錘頭，試驗證明，在破碎莫氏硬度為6.5的鈉長石時，使用壽命可穩定地達到高錳鋼錘頭的3倍，從上面的分析可知，以上2種復合錘頭可以滿足使用性能要求，同時又在一定程度上解決錘式破碎機錘頭磨損問題。

(3)錘式破碎機低合金鋼錘頭
復合錘頭，雖然具有較高的使用壽命，但其鑄造及熱處理工藝復雜。為此，近年來研制開發了多種低合金鋼錘頭，已推廣的有40CrMnSiMoRe低合金鋼錘頭。40CrMnSiMoRe鋼合金元素含量少，生產成本低，工藝簡單，通過合適的熱處理即可獲得需要的機械強度。經過對錘頭運行狀況分析以及在破碎機上的實驗，證實了該種材料符合錘頭的各項性能指標，可作為一種良好的錘頭材料。在峰峰發電廠錘式破碎機上，40CrMnSiMoRe錘頭與高錳鋼錘頭進行了磨損對比試驗。試驗方法是在破碎機上安裝兩排錘頭，每種裝一排，同機運行，試驗結果為:40CrMn-SiMoRe錘頭運行了21d，高錳鋼錘頭運行了14d，由于兩種錘頭的磨損長度不同，因此用磨損長度來衡量實際的使用壽命更為實際，如表2所示。
實驗(yan)表明，40CrMnSiMoRe鋼錘頭的耐磨(mo)性能大(da)大(da)優于(yu)高(gao)(gao)錳鋼錘頭，前者(zhe)(zhe)的耐磨(mo)性是后者(zhe)(zhe)的2.25倍，明顯(xian)提(ti)高(gao)(gao)了錘頭的使用壽(shou)命。

3、其他因素

(1)錘頭的結構設計及制造質量
錘(chui)(chui)頭(tou)的(de)結(jie)構設計和(he)幾何形狀(zhuang)對(dui)其(qi)熱(re)處(chu)理后的(de)力學性能和(he)內(nei)部金(jin)相組(zu)織有很(hen)大的(de)影(ying)響。特(te)別(bie)是厚度(du)(du)尺寸(cun)大的(de)錘(chui)(chui)頭(tou)，影(ying)響更為(wei)突出。通過對(dui)不(bu)同材(cai)質錘(chui)(chui)頭(tou)斷裂失效形式(shi)分(fen)析可知(zhi)，造(zao)成錘(chui)(chui)頭(tou)斷裂的(de)主要(yao)原因(yin)是其(qi)內(nei)部或表面存在不(bu)同程度(du)(du)的(de)缺陷(xian)。由(you)于缺陷(xian)的(de)存在，使大部分(fen)錘(chui)(chui)頭(tou)在使用初期發(fa)生斷裂現(xian)象(xiang)。因(yin)此，在錘(chui)(chui)頭(tou)生產中(zhong)，必須(xu)制(zhi)定合理的(de)鑄造(zao)和(he)熱(re)處(chu)理工(gong)藝。

(2)破碎機的技術參數
破碎機(ji)技(ji)術(shu)參數也會(hui)影響錘(chui)頭(tou)的(de)使(shi)用壽命，其中主要的(de)是轉子的(de)功率和(he)轉速。它們不僅(jin)關系到(dao)破碎機(ji)的(de)生產(chan)能力，也關系到(dao)錘(chui)頭(tou)沖擊硬化的(de)程度。錘(chui)頭(tou)沖擊硬化程度良好，其使(shi)用壽命就會(hui)有所延長。

(3)所破碎物料的塊度與硬度
物料(liao)塊度越大，對其(qi)韌性要(yao)求(qiu)越高，而物料(liao)硬度越高，對錘頭(tou)材料(liao)硬度要(yao)求(qiu)越高。具體(ti)型(xing)號的(de)(de)破碎機應采用適(shi)宜的(de)(de)給料(liao)粒度，這會在(zai)一定程度上延(yan)長錘頭(tou)的(de)(de)使用壽命。

(4)破碎機內部間隙的調整
破碎機內部間隙主要是指轉子體與反擊板、蓖條以及錘頭之間的間隙。這些間隙的尺寸，會關系到蓖條及安全門附近是否有積料。如果積料存在，而錘頭無法將積料從蓖條上壓下時，錘頭就會受到嚴重的摩擦磨損。因此，在使用的過程中，必須經常調整各部分間隙，使其處于適當范圍之內。

錘(chui)式破碎機的類(lei)型詳細信(xin)息和技(ji)術參數：//taosam.cn/cspsj.htm

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