顎式破碎機(jī)機(jī)架開裂的原因分析

摘要 顎式破碎機(jī)機(jī)架是整個設(shè)備最重要的部位，機(jī)架壽命直接決定設(shè)備使用壽命。顎式破碎機(jī)機(jī)架結(jié)構(gòu)形式顎式破碎機(jī)機(jī)架按結(jié)構(gòu)分，有整體機(jī)架和組合機(jī)架，整體機(jī)架由于制造、安裝和運輸困難，故不宜用于大型破碎機(jī)，而多為中小型破碎機(jī)所采用。顎式破碎機(jī)焊接機(jī)架上的氣孔和裂紋是導(dǎo)致機(jī)架開裂的主要原因，整體鑄造機(jī)架鑄造缺陷是導(dǎo)致機(jī)架開裂的主要原因。

關(guān)鍵詞 鄂式破碎機(jī)機(jī)架；氣孔和裂紋；鑄造缺陷；震裂

中圖分類號 TD451 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1673-9671-(2012)051-0189-01

從第一臺鄂式破碎機(jī)問世以來，至今已有140余年的歷史。在此過程中，其結(jié)構(gòu)得到不斷的完善，而鄂式破碎機(jī)的結(jié)構(gòu)簡單，安全可靠，石料可供破碎機(jī)械來進(jìn)在基本建設(shè)工程中，需要大量的，各種不同粒徑的砂、石作為生產(chǎn)之用。在沒行加工，來滿足工程的需要。所以在生產(chǎn)中廣泛的應(yīng)用。而工程上應(yīng)用最廣泛的是復(fù)擺鄂式破碎機(jī)，國產(chǎn)的鄂式破碎機(jī)數(shù)量最多的也是復(fù)擺鄂式破碎機(jī)。

破碎機(jī)是將開采所得的天然的石料按一定尺寸進(jìn)行破碎加工的機(jī)械。鄂式破碎機(jī)是有美國人E.W.Blake發(fā)明的。自第一臺破碎機(jī)的出現(xiàn)，生產(chǎn)效率快，又滿足安全條件，又能適應(yīng)生產(chǎn)，大大加快了生產(chǎn)。

復(fù)擺鄂式破碎機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、工作可靠、使用維修方便等優(yōu)點，所有在冶金、礦山、建材、化工、煤炭等行業(yè)使用非常廣泛。20世紀(jì)80年代以來，我國對復(fù)擺鄂式破碎機(jī)的研究和產(chǎn)品開發(fā)取得了較大的發(fā)展。在充分吸收國外產(chǎn)品特點的基礎(chǔ)上，結(jié)合國情研制開發(fā)了許多新型、高效的設(shè)備。上海建設(shè)路橋機(jī)械設(shè)備有限公司率先對復(fù)擺鄂式破碎機(jī)進(jìn)行了重大的改進(jìn)，即通過降低動鄂的懸掛高度，改善動鄂的運動軌跡，減小破碎腔的嚙角，增大破碎比，增大了動鄂的水平行程，提高生產(chǎn)能力等，大大改善了機(jī)器性能，完成了產(chǎn)品的更新?lián)Q代。顎式破碎機(jī)在礦山、建材、基建等部門主要用作粗碎機(jī)和中碎機(jī)。顎式破碎機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，工作可靠，使用維修方便，鄂式破碎機(jī)主要用于對各種礦石與大塊物料的中等粒度破碎。破碎機(jī)最適宜于破碎抗壓強(qiáng)度不高于300 MPa（兆帕）的各種軟硬礦石，鄂式破碎機(jī)主要由機(jī)架、支撐裝置、工作機(jī)構(gòu)（定鄂板和動鄂板）、傳動機(jī)構(gòu)（偏心連桿、推力板、飛輪、偏心軸）、保險裝置、排礦口的調(diào)整裝置（楔塊調(diào)整裝置、墊片調(diào)整裝置）等部分組成。

顎式破碎機(jī)機(jī)架是整個設(shè)備最重要的部位，機(jī)架壽命直接決定設(shè)備使用壽命。顎式破碎機(jī)機(jī)架結(jié)構(gòu)形式顎式破碎機(jī)機(jī)架按結(jié)構(gòu)分，有整體機(jī)架和組合機(jī)架，整體機(jī)架由于制造、安裝和運輸困難，故不宜用于大型破碎機(jī)，而多為中小型破碎機(jī)所采用。它比組合機(jī)架剛性好，但制造較為復(fù)雜。組合機(jī)架用于大型破碎機(jī)，它有兩種形式：一種是通過架壁間的嵌銷和螺栓組合，如1200X1500顎式破碎機(jī)機(jī)架分上下兩部份，上架體和下架體用螺栓連接，結(jié)合面間用鍵、銷釘承受強(qiáng)大的剪力。鍵和銷還起裝配定位作用。另一種是用焊接組合，如900X1200顎式破碎機(jī)機(jī)架。它的剛性比嵌銷連接的組合機(jī)架好，加工、裝配和拆裝都比較方便。1500X2100破碎機(jī)采用焊接組合機(jī)架。從制造工藝來看，整體機(jī)架又分整體鑄造機(jī)架和整體焊接機(jī)架。前者制造比較困難，特別是單件小批量生產(chǎn)，而后者便于加工制造，機(jī)重較輕，但要求焊接工藝、焊接質(zhì)量要求都比較高，且焊后要求消除內(nèi)應(yīng)力。

顎式破碎機(jī)焊接機(jī)架上的氣孔和裂紋是導(dǎo)致機(jī)架開裂的主要原因，機(jī)架氣孔和裂紋產(chǎn)生的原因有以下幾點：

1）環(huán)境溫度較低：

由于當(dāng)時焊接是在冬季，環(huán)緊溫度低于0~C。低溫條件下焊接時，由于焊縫金屬冷卻速度較快，因而裂紋傾向增大。特別是Q345，由于其合金元素含量比低碳鋼多，淬硬傾向較低碳鋼大，低溫施焊時出現(xiàn)裂紋的傾向更大。

2）破碎機(jī)焊條烘干：

由于鄂式破碎機(jī)機(jī)架焊接時，焊縫均采用手工電弧焊，所用焊條為低氫型E5016。要求焊前焊條進(jìn)行350~400℃烘干2小時，且保溫后隨用隨取。但通過跟蹤焊接過程發(fā)現(xiàn)，對焊條的烘干溫度只有200℃左右，這樣使焊條藥皮中吸附的水分和藥皮組成物中的結(jié)晶水未能清除干凈，從而使由水分引起的氣孔和裂紋傾向

增大。

3）焊件清理：

由于焊條E5016對焊件表面的水、氧化皮、銹、油污等比較敏感，因此，為防止氣孔，要求對焊件表面進(jìn)行較嚴(yán)格的清理。但實際施焊過程中對工藝執(zhí)行并不嚴(yán)格，因而使氣孔和裂紋傾向

增大。

4）拘束應(yīng)力：

機(jī)架主焊縫結(jié)構(gòu)為封閉焊縫，加之焊接順序采用直通焊，造成較大焊接應(yīng)力和拘束應(yīng)力。

5）無后熱、消氫措施：

低合金高強(qiáng)鋼中焊接冷裂紋的產(chǎn)生，焊縫中的氫是罪魁禍?zhǔn)?。焊前預(yù)熱、后熱可以使焊件在焊后降低冷卻速度，延長冷卻時間，氫可以較充分地釋放，從而減少焊縫中的氫含量，減少冷裂與材料硬化現(xiàn)象。焊后及時后熱，不但可以使氫充分逸出，還可以在一定程度上降低殘余應(yīng)力、降低材料的淬硬性。選用合適的后熱溫度可彌補(bǔ)預(yù)熱溫度。

整體鑄造機(jī)架鑄造缺陷是導(dǎo)致機(jī)架開裂的主要原因：

1）氣孔：

形成原因：①液體金屬澆注時被卷入的氣體在合金液凝固后以氣孔的形式存在于鑄件中。②金屬與鑄型反應(yīng)后在鑄件表皮下生成的皮下氣孔。③合金液中的夾渣或氧化皮上附著的氣體被混入合金液后形成氣孔。

2）疏松：

形成原因：①合金液除氣不干凈形成疏松。②最后凝固部位不縮不足。③鑄型局部過熱、水分過多、排氣不良。

3）夾雜：

形成原因：①外來物混入液體合金并澆注人鑄型。②精煉效果不良。③鑄型內(nèi)腔表面的外來物或造型材料剝落。

4）夾渣：

形成原因：①精煉變質(zhì)處理后除渣不干凈。②精煉變質(zhì)后靜置時間不夠。③澆注系統(tǒng)不合理，二次氧化皮卷入合金液中。

④精煉后合金液攪動或被污染。

5）裂紋：

形成原因：①鑄件各部分冷卻不均勻。②鑄件凝固和冷卻過程受到外界阻力而不能自由收縮，內(nèi)應(yīng)力超過合金強(qiáng)度而產(chǎn)生

裂紋。

6）偏析：

形成原因：合金凝固時析出相與液相所含溶質(zhì)濃度不同，多數(shù)情況液相溶質(zhì)富集而又來不及擴(kuò)散而使先后凝固部分的化學(xué)成分不均勻

7）成分超差：

形成原因：①中間合金或預(yù)制合金成分不均勻或成分分析誤差過大。②爐料計算或配料稱量錯誤。③熔煉操作失當(dāng)，易氧化元素?zé)龘p過大。④熔煉攪拌不均勻、易偏析元素分布不均勻。

8）針孔：

形成原因：合金在液體狀態(tài)下溶解的氣體（主要為氫），在合金凝固過程中自合金中析出而形成的均布形成的孔洞。

使用不合格的肘板、肘板墊，當(dāng)破碎機(jī)強(qiáng)力沖擊時，肘板沒有進(jìn)行自斷保護(hù)，造成機(jī)架震裂。

固定顎板沒有固定，長期發(fā)生上下竄動，撞擊機(jī)架前的墻齒板搭子。

主機(jī)底腳基礎(chǔ)剛性差、水平超差或發(fā)生塌陷，促使機(jī)架跳動。

機(jī)架軸承蓋上二螺栓松動。

固定或活動顎板在齒形磨損后，繼續(xù)使用。

因偏心軸、銷損壞或脹緊套松，使飛槽輪配重塊方向錯位。

還有一項是比較容易忽視的，加工工藝及精度造成顎破機(jī)架軸孔與肘板墊不平行，設(shè)備運行時把勁，運行不平穩(wěn)振動，短期內(nèi)螺栓松動斷裂，反復(fù)更換螺栓一年后發(fā)現(xiàn)架體開裂。

針對以上故障有如下解除故障的方法：

1）清除原裂縫缺陷，焊補(bǔ)修正，必要時更新機(jī)架。

2）修補(bǔ)或更換新的機(jī)架，并換上主機(jī)廠生產(chǎn)的原裝肘板和肘板墊。

3）修補(bǔ)或更換新的機(jī)架，并緊定固定齒板螺栓。

4）修補(bǔ)或更換新的機(jī)架，并緊定機(jī)架底腳螺栓，校正水平，加強(qiáng)基礎(chǔ)。

5）修補(bǔ)或更換新的機(jī)架，并緊固軸承蓋上二螺栓。

6）修補(bǔ)或更換新的機(jī)架，并顎板磨損后及時更換。

7）修補(bǔ)或更換新的機(jī)架，并換銷軸或調(diào)正偏心塊方向，緊定脹緊套。

8）詳細(xì)檢測顎破主要部件如：架體，偏心軸，動顎幾何精度及形位公差，找出發(fā)現(xiàn)問題，將問題件嚴(yán)格按圖紙尺寸修復(fù)。

參考文獻(xiàn)

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