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PEWA90120外动颚低矮破碎机及其在井下破碎系统中的应用
发布时间：2013-06-16 08:10 来源：未知
在新建地下金属矿矿山和地下金属老矿山的深部开拓工程中，矿石和废石的装载与运输是最为重要的部分，直接决定着矿山生产能否正常进行，影响着矿山的生产成本。矿石和废石的装载与运输能否顺畅有序的进行取决于矿石和废石是否具有适宜的块度。通常，经爆破采下的矿石会有一些较大块，这些大块或超大块成为装载与运输的棘手问题。因此，近20年来，许多矿山将矿石的粗碎工序从选厂移到井下进行，使采、选相融合。这种趋势正成为当前地下矿山采选技术发展的新方向。
然而，井下破碎系统可采用的破碎设备，只有两种选择：要么用大型颚式破碎机，要么用旋回破碎机。传统颚式破碎机不是简摆就是复摆，它们结构老化，高度高，致使破碎硐室容积增大，高度增加，一般容积在3000 mz左右，高度10～14 m。若采用旋回破碎机，其破碎硐室容积更大，高度更高。这样大的硐室，其施工难度大，工程投资大，工效低，工期长，是矿山建设中最困难、最危险的工程。特别是在某些地质结构复杂、断层纵横交错的破碎地层，开凿难度和危险性更大。因此，特别需要满足地下硬岩矿山要求的低矮破碎设备。
近年来，北京矿冶研究总院先后研制成功了PEWA75106和PEWA90120等外动颚低矮破碎机，高度比同型号传统颚式破碎机低30%，特别是喂料高度比同型号传统颚式破碎机低50%以上。这种破碎系统的高度降低1/3以上，大大减少了井下破碎硐室的开凿量。同时这种破碎机还具有破碎力强大、衬板磨损小及能量消耗低等特点，是井下初碎的理想破碎设备。
1、井下破碎系统对破碎设备的要求
1.1 高度低矮、结构紧凑、外形尺寸小
井下破碎设备安装在硐室中，其外形尺寸决定了硐室的大小。硐室尺寸越小，安全性和经济性就越好。硐室的稳定性与硐室的断面积直接相关，主要由跨度和高度决定。在跨度一定的条件下，通过降低高度可以减小断面面积，从而控制硐室的稳定性。高度低矮、结构紧凑、外形尺寸小的破碎设备安装维护所占用空间小，因而就能减小开挖工程量，加大硐室的稳定性。
1.2抗冲击、耐磨损、破碎力强大
地下金属矿山，特别是深部开采中破碎的多为坚硬物料。矿岩硬度大，普氏系数达到15～20。因此，要求设备在提供强大破碎力的同时，必须具有足够高的强度、刚度以抵抗坚硬物料对动颚、静颚及机架的冲击。同时，颚板应坚固耐磨，以延长颚板的使用周期。
1.3操作维修方便、安全可靠
地下矿山深部开采中，湿度较大，物料中泥水含量较高，工作环境恶劣、空间狭窄。因此，要求破碎设备简单可靠和操作维修方便。
2、工作原理及结构特点
2.1工作原理
PEWA90120外动颚低矮破碎机由传动部1、机架部2、动颚部3、调整部4、可调颚部5、拉紧部6及润滑系统等组成，其结构简图见图1。
电动机经三角皮带将运动传到大皮带轮和飞轮蓄能。大皮带轮和飞轮分别固定于偏心轴的两端，与偏心轴组成偏心轴系。偏心轴系和动颚分别位于破碎腔及可调颚两侧，通过动颚两侧的边板将偏心运动传递给动颚，使动颚随边板作复杂的平面运动。进入动颚与可调颚组成的破碎腔中的物料受到挤压、劈裂和弯曲的联合作用而被破碎，破碎后的物料随动颚的运动由排料口排出。该机型在结构上有独特之处，它一改传统复摆颚式破碎机的偏心连杆套环装置，将破碎腔倾斜布置，偏心轴的运动通过动颚边板传到动颚，动颚的往复运动补偿了因动颚倾斜布置而减少的重力进料作用，其喂料高度仅为同规格的传统复摆颚式破碎机的60%。
2.2结构特点
1)该机型破碎腔倾斜布置，以动颚在下、可调颚在上构成破碎腔，有效地降低了喂料高度。
2)动颚板和偏心轴分别位于破碎腔及可调颚两侧，通过动颚两侧的边板实现运动的传递。
3)负悬挂机构、皮带轮及飞轮不在机器的上部而在设备中部两侧，降低了整机重心。
4)可调颚通过悬挂轴悬挂在机架上，下部以衬板支承于机架上，通过调整肘板，可调颚可绕悬挂轴旋转以改变排料口大小，控制排料粒度。
5)机架为上下箱可拆卸式机架，上下箱均为箱型结构，独立焊接，大大减轻了最大件重量，便于井下狭小空间运输安装。
3性能优点与技术指标
3.1外形低矮
外动颚低矮破碎机的破碎腔倾斜布置，采用动颚在下，可调颚在上的结构，大大降低了喂料高度。动颚和偏心轴系分别置于破碎腔及静颚两侧，并采用负悬挂结构设计，降低了皮带轮和飞轮的安装高度，进一步降低了设备的整体高度。由于喂料高度较低，所以外动颚低矮破碎机可与振动放矿机紧密结合实现水平布置工艺，从而使破碎系统的整体高度大幅降低。与传统的阶梯布置的破碎工艺系统相比，洞室高度降低成1/3，洞室开凿量大大减少。
3,2动颚运动轨迹理想
外动颚低矮破碎机，从根本上改变机构设计原理人手，使动颚与连杆分离。连杆的运动特性，已经不再约束动颚的运动特性。只要改变机构参数，就可以很灵活地调整动颚运动轨迹，从而获得理想的动颚运动特性。
3.3衬板寿命长
动颚运动轨迹决定了被破碎物料在破碎与排料过程中与衬板之间的相对运动及受力状况。破碎机不同的结构设计，不同的结构参数及不同的腔形会得到不同的动颚轨迹。PEWA90120外动颚低矮破碎机动颚运动轨迹的磨损方向及行程比远远小于传统PEF90120颚式破碎机，从而大大降低了衬板磨损。
3.4生产能力高、能耗低
由于新机型动颚与可调颚的位置与传统复摆颚式破碎机正好相反，动颚的往复运动为破碎机提供了可靠的进料保障，并促进了排料，所以生产能力比传统颚式破碎机高。另外，新型PEWA90120破碎机以较小的偏心距就可获得比同规格传统颚式破碎机PEF90120大的动颚破碎行程，因此设备转速提高10%，单位时间内破碎次数和排料次数增加，从而提高了生产能力。
新型PEWA90120破碎机小的磨损行程大大减少了无用功，能耗低；单机比传统设备节能15%～30%，破碎系统节能1倍以上。
3.5运行平稳、噪音小
由于动颚外置使动颚上各点的运动轨迹长轴与偏心距成二倍的关系，因而外动颚破碎机可以较小的偏心距获得传统颚式破碎机相同的动颚破碎行程。因此设备运行平稳，转速提高。
4、生产应用
安徽铜都铜业股份有限公司安庆铜矿生产能力3500 t/d，随着矿体开采，上部资源逐渐消失，生产能力逐渐下降，达2500 t/d。深部- 580 m以下，探明矿石储量：铜1000万t，铁15000万t，铜金属量7万t，铁金属量8000万t。为稳定矿山生产，保持矿山规模，保证矿山效益，延长矿山寿命，安庆铜矿决定进行“- 580m以下深部开拓工程”重大基本建设，以保证深部接替产量1000 t/d，从而实现矿山稳定3500 t/d的生产任务。在深部开拓工程中，投资500万元进行“深部开采井下破碎机系统改造”，包括在- 616m新开挖一个破碎硐室、建设卸载、运输及装载系统，新增两台900×1200颚式破碎机、相应的装、运、卸及配套设备。
为减少井下破碎峒室的开凿量，北京矿冶研究总院研制的外动额低矮型颚式破碎机是井下初碎设备的理想选择，但已有型号不能满足安庆铜矿破碎块度和生产能力的要求，为此，安庆铜矿委托北京矿冶研究总院研制首台最大型号的PEWA90120新型外动颚低矮颚式破碎机。同时在一个峒室安装一台传统的复颚式破碎机，一台新研制的PEWA90120
新型外动额低矮颚式破碎机，通过现场工业试验进行性能对比。
结果表明：新型PEWA90120外动颚低矮破碎机各项性能指标大大优于传统PEF90120复摆颚式破碎机。井下工业试验成功后即转入生产，至今设备运转良好，各项性能指标达设计要求。生产实践表明，该机性能优良，操作维修方便，运行可靠，成本低，设备开工率达97%。
5、结语
PEWA90120外动颚低矮破碎机是一种新型高效、外形低矮的硬岩破碎设备，具有外形低矮、破碎力大、生产能力高、衬板寿命长等优点。其独特的机构设计使动颚获得了理想的运动轨迹，从而根本上改变了传统颚式破碎机破碎效率低、衬板寿命短的缺点。该机结构新颖、整机低矮可拆，便于井下运输和装配。除可用于组建井下破碎系统集中破碎外，还可用于主井破碎硐室形成之前，在竖井下延同时在上部中段进行破碎作业，或通过斜进在矿山基建期内将矿石运出，产生效益，这将大大减少整个地下矿山的基建资金投入，对新建矿山和老矿山改造具有极其重要的意义。PEWA90120外动颚低矮破碎机的研制和成功应用还将促进我国地下金属矿山采选融合化的进一步发展，实现合理集中破碎和连续出矿技术路线的形成，实现矿山强化开采，促使采矿设计思想的更新，对推动我国矿业技术进步产生深远的影响。
