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      礦山圓錐破碎機襯板的性能分析與優化

      現今液壓圓錐破碎機在礦山等工程領域越來越受歡迎和重視,國內關于液壓圓錐破碎機的制造產商也是遍地開花,但大部分都是一些中小企業,主要依靠經驗值國外的產品,缺乏自己的技術研巧,因此無論在質量上還是技術水平與國外的產品還是有一定的差距的,只有少部分大型企業和研巧院會投入大量的研究分析,W此完善提高液壓圓錐破碎機的工作性能,提高其生產效率W及使用壽命。在所有類型的破碎設備中,不論是飄式破碎機還是圓錐破碎機亦或是反擊破等,其中磨損快、更換頻繁的均是襯板,因此襯板的耐磨性一直是用戶和制造商為關也的指標,那么提高襯板的使用壽命,則是對液壓圓錐破碎機作出優化改進的首要任務。

      圓錐破碎機襯板的性能分析

      由于襯板是主要的并且是直接接觸破碎物料的零件,因此也是破碎機中磨損快速的零件。影響破碎機襯板磨損的因素主要包含:
      (1)被破碎物料的體積。體積越大,襯板磨損越快;
      (2)被破碎物料的硬度。硬度越商,襯板磨損越快;
      (3)破碎機的規格尺寸;
      (4)動錐體擺動一次作為一個破碎周期,周期內被破碎物在破碎腔內走的路程。路程越長,襯板磨損越快;
      (5)動錐襯板與定錐襯板工作表面間距離,距離越小,襯板磨損越快;
      (6)襯板本身的機械性能,包括尺寸大小、硬度、初性等。


      襯板磨損之后,為保證生產的繼續進行,必須要進行更換。但是更換襯板,會影響生產的連續性,影響生產效率,要是頻繁更換,更會嚴重影響了企業運行的經濟效益,對襯板的耐磨性能的提高是破碎機設計中的重要問題之一。優化設計是一種新的設計方法,通過集合眾多因素組成各種方案,然后綜合考慮進而給出方案,可W極大地提升設計效率,在機械設計中得到了廣泛的應用。為提高襯板的耐磨性,通過應用優化設計方法,從襯板的材質、厚度W及動錐與定錐兩者間的距離H個方面對圓錐破碎機的襯板進行優化改進,并采用懲罰函數法對影響襯板耐磨性能的參數進行了描述,提髙襯板的使用壽命。

      圓錐破碎機襯板材質的改進

      襯板是圓錐破碎機中主要工作元件之一,直接接觸礦石物料,對物料起到破碎作用,由于在作中受到破碎力和摩擦作用,極易產生磨損。由于破碎機破碎的物料都是硬度較高的礦石類,因此對襯板材料的性能提出了很高的要求,要具有高硬度、高強度、高抗沖擊性,并且具有良好的耐磨性,保證一定的使用壽命。

      分別體現在對材料的組織要求和性能要求方面:
      (1)組織要求金屬材料的顯微組織決定了其性能。通常情況下,襯板磨損屬于磨料磨損,因此,在此工況下工作的襯板,要求具有高硬度和高強度,能盡量減少磨料磨損程度。一般情況下,破碎機襯板采用的材料是猛合金鋼,因此,在顯微組織結構呈馬氏體與少量貝氏體共存的情況下,材料會具有較髙的硬度和沖擊初性,能較好的實現抗磨和抗沖擊,滿足襯板的顯微組織要求。
      (2)性能要求
      (a)高硬度和高強度硬度可W反映材料的耐磨性。一般來說,材料的耐磨性隨著硬度的增大而提高。對于磨料磨損環境中的材料來說,要提高其耐磨性,必須合理選擇材料的硬度和沖擊初性,使兩者達到平衡。但是通常情況下,金屬材料的硬度越高,初性越差,硬度越低,初性則越好,兩者是相互矛盾的。當金屬材料的硬度達到并超過60HRC后,材料的初性快速下降,使得材料在工作中產生脆性斷裂、剝落等現象,大大影響的工作過程的穩定性和安全性。因此,為保證材料的硬度和耐磨性,破碎機襯板的硬度一般在40HRCW上,同時采取相應的措施,如通過微合金化手段和相應的熱處理工藝來増強材料的強度,從而提高材料硬度和耐磨性,保證其使用壽命,使襯板滿足設計與使用要求。
      (b)良好的初性初性在材料性能中扮演著重要的角色,使材料擁有良好的抗彎性能,防止材料出現斷裂失效,通過和材料硬度的合理搭配,使材料性能實現化。材料的初性可W通過合理的熱處理工藝來實現。隨著回火溫度的提高,鋼的強度、硬度下降,而塑性和初性提高。一般情況下,對于破碎機使用的襯板材料,要求沖擊初性達到16J/cm2W上,才能保證襯板不會在工作中出現突然斷裂失效現象,保證生產的安全進行。
      (c)良好的鑄造和加工性能,襯板的制造是采用鑄造結合機加工的方式,因此,為獲得良好的襯板,材料的鑄造性能和可加工性需要關注。要保證掩注過程中盡量減少出現氣泡、夾雜、縮孔等鑄造缺陷,保證清晰的輪廓,同時要保證晶粒細化,提高材料的致密程度。在機加工過程中,則要在保證尺寸和凡何精度的前提下,盡量減少殘余應力,不必過度在意加工硬化。
      (d)優良的渾透性除了要保證襯板材料的硬度、初性和良好的鑄造和加工性能之外,還要求襯板材料有良好的萍透性。即在渾火時能形成一定深度的沮織結構理想的馬氏體,對于提高襯板的耐磨性有重要的影響。

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