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如何提高锤式破碎机锤头寿命

1、锤式破碎机简介

锤式破碎机是冶金、矿山(shān)、建材和電(diàn)力等行业常用(yòng)的破碎设备。锤头是其中主要的易磨损件,目前主要用(yòng)高锰钢制作。但其抗磨性差,使用(yòng)寿命短,需要频繁更换,不仅浪费材料,而且影响正常工作。因此,提高锤头的寿命成為(wèi)亟待解决的问题。

2、锤式破碎机的工作原理(lǐ)及锤头失效分(fēn)析

(1)锤式破碎机的工作原理(lǐ)

物(wù)料从喂料口落下进人破碎腔,与高速旋转的锤头相撞击,被破碎的物(wù)料以很(hěn)高的速度撞击在有(yǒu)一定间隙的蓖条上,粒度较大的物(wù)料经过反复破碎,破碎后符合要求的细小(xiǎo)物(wù)料通过蓖条缝排除。

(2)锤头失效分(fēn)析

锤头在工作期间,除受到撞击外,还受到物(wù)料的冲刷,这样長(cháng)期反复使用(yòng),锤头的工作面就会受到破坏,使表面形状发生变化,如果用(yòng)在可(kě)逆式破碎机上,锤头两侧的棱角就都会被磨成光滑的圆弧面,如图2所示。锤头在工作初期表面形状未发生改变时,锤头主要受到撞击磨损,物(wù)料以正向力撞击金属表面产生塑性变形和撞击坑。当锤头的工作面磨成圆弧后,此时其表面受力发生了变化,原来锤头锤面受力F,现在作用(yòng)在磨损面上的力F可(kě)分(fēn)解為(wèi)2个分(fēn)力,一个是垂直于锤面的法向力Fr=Fsina,一个是平行于锤面的切向力Fq=Fcosa。前者对锤头产生撞击作用(yòng),后者对锤面造成切削、冲刷。二者的大小(xiǎo)取决于冲击角a。在锤头工作初期,冲击角a=90度,这时要表现為(wèi)撞击磨损,当锤头磨损后,a角变小(xiǎo),F,变大,这就使金属从锤面上迁移,表现為(wèi)冲刷磨损,此类磨损是锤头失效的主要形式。尽管物(wù)料的撞击可(kě)产生一定量的加工硬化,但冲击力还不足以使锤头的工作面形成坚固的硬化层,造成锤头的耐磨性不够,**终使得锤头在工作初期失效。因此提高锤头的硬度,可(kě)提高其耐磨性,从而减轻撞击磨损;提高材料的韧性有(yǒu)助抑制裂纹的产生和扩展,有(yǒu)利于减轻冲刷磨损。因此,选择合适的材料是提高锤头寿命的基本途径。


3锤式破碎机锤头材料的选择

(1)锰钢锤头

目前國(guó)内的破碎机锤头大部分(fēn)使用(yòng)高锰钢材质,其耐磨性不够,使用(yòng)寿命非常短。破碎石灰石的锤头一般可(kě)使用(yòng)60一90d,在某些特殊条件下,使用(yòng)不到7d。同时由于锤头在工作中所受的冲击力并不大,使高锰钢锤头的加工硬化效果不显著,其抗冲刷磨损能(néng)力差。由于Cr能(néng)起到强化奥氏體(tǐ),提高钢的硬度、强度和耐磨性的作用(yòng),因此在高锰钢中加人Cr元素,可(kě)使锤头大大强化。在破碎铁矿石时,锤头的使用(yòng)寿命比普通高锰钢提高50%,

(2)锤式碎石机复合锤头

传统的高锰钢锤头耐磨性差,使用(yòng)寿命短,耗材量大。為(wèi)此,我们将锤头设计成锤柄和锤端分(fēn)别制造。如图3所示,

锤柄部分(fēn)采用(yòng)高锰钢或碳钢,使其具有(yǒu)足够的强韧性,锤头部分(fēn)采用(yòng)高铬铸铁。而高铬铸铁是一种具有(yǒu)优良耐磨性的材料,这样锤端就会有(yǒu)足够的耐磨性,同时由于高铬铸铁韧性较低,易发生脆性断裂,所以锤柄选择高韧性的高锰钢或碳钢材质,克服了单一材料的缺点。

实践表明,在水泥行业破碎水泥熟料,其使用(yòng)寿命比高锰钢锤头提高2倍以上。此外,还可(kě)采用(yòng)镶铸白口铁锤头,试验证明,在破碎莫氏硬度為(wèi)6.5的钠長(cháng)石时,使用(yòng)寿命可(kě)稳定地达到高锰钢锤头的3倍,从上面的分(fēn)析可(kě)知,以上2种复合锤头满足使用(yòng)性能(néng)要求。

(3)锤式破碎机低合金钢锤头

复合锤头,虽然具有(yǒu)较高的使用(yòng)寿命,但其铸造及热处理(lǐ)工艺复杂。為(wèi)此,近年来研制开发了多(duō)种低合金钢锤头,已推广的有(yǒu)40CrMnSiMoRe低合金钢锤头。40CrMnSiMoRe钢合金元素含量少,生产成本低,工艺简单,通过合适的热处理(lǐ)即可(kě)获得需要的机械强度。经过对锤头运行状况分(fēn)析以及在破碎机上的实验,证实了该种材料符合锤头的各项性能(néng)指标,可(kě)作為(wèi)一种良好的锤头材料。在峰峰发電(diàn)厂锤式破碎机上,40CrMnSiMoRe锤头与高锰钢锤头进行了磨损对比试验。试验方法是在破碎机上安装两排锤头,每种装一排,同机运行,试验结果為(wèi):40CrMn-SiMoRe锤头运行了21d,高锰钢锤头运行了14d,由于两种锤头的磨损長(cháng)度不同,因此用(yòng)磨损長(cháng)度来衡量实际的使用(yòng)寿命更為(wèi)实际,如表2所示。

实验表明,40CrMnSiMoRe钢锤头的耐磨性能(néng)大大优于高锰钢锤头,前者的耐磨性是后者的2.25倍,明显提高了锤头的使用(yòng)寿命。

4其他(tā)因素

(1)锤头的结构设计及制造质量

锤头的结构设计和几何形状对其热处理(lǐ)后的力學(xué)性能(néng)和内部金相组织有(yǒu)很(hěn)大的影响。特别是厚度尺寸大的锤头,影响更為(wèi)突出。通过对不同材质锤头断裂失效形式分(fēn)析可(kě)知,造成锤头断裂的主要原因是其内部或表面存在不同程度的缺陷。由于缺陷的存在,使大部分(fēn)锤头在使用(yòng)初期发生断裂现象。因此,在锤头生产中,必须制定合理(lǐ)的铸造和热处理(lǐ)工艺。

(2)破碎机的技术参数

破碎机技术参数也会影响锤头的使用(yòng)寿命,其中主要的是转子的功率和转速。它们不仅关系到破碎机的生产能(néng)力,也关系

 
 
 

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