0、引言
颚式破碎机在矿物原料生产中，占有十分重要的地位，其发展已有上百年历史。它在矿山、建材和基建部门主要用作粗碎机和中碎机，用于抗压强度不超过320 MPa的各种物料的中碎、粗碎作业，具有破碎比大、产量高、产品粒度均匀、结构简单、工作可靠、维修简便和运营费用经济等特点。颚头是颚式破碎机中挤压、破碎材料的主要部件，因此对其强度、硬度、耐挤压和耐冲击性能要求较高。目前的颚式破碎机颚头在材料选用、形状构造上存在一些缺陷，影响了颚式破碎机的整体性能及使用寿命。针对这一问题，对产品进行精心设计，不断改进完善其性能，研发出了新型颚头和由新型颚头装配生产的适合高原、山区材质特点的新型PE系列颚式破碎机，提高了机械性能，延长了使用寿命。
1、技术原理
颚式破碎机的破碎机构由固定颚板和活动颚板组成，当两颚板靠近时物料即被破碎，当两颚板离开时小于排料口的料块由底部排出，其破碎动作是间歇进行的。
本项目研制的颚式破碎机破碎方式为曲动挤压型，其技术原理如图1所示。工作时，电动机驱动皮带和偏心轮，通过偏心轴使动颚板上下运动。当动颚板上升时，衬板与动颚板之间的夹角y变大，推动动颚板与定颚板接近，使装在两块颚板之间的物料受到挤压、弯折和劈裂作用而破碎；当动颚板下行时，y角变小，动颚板在拉杆和弹簧的作用下，离开定颚板，使动颚板与定颚板之间的开口增大，此时已破碎物料从破碎腔下口排出。随着电动机连续转动而破碎机动颚作周期运动压碎和排泄物料，实现批量生产。
2、研究内容
本项目研制的新型颚头和由新型颚头装配生产的新型PE系列颚式破碎机，是基于拥有自主知识产权的一种破碎机颚头(ZL 200820096694. 3)等专利技术研发而成，其主要研究内容如下：
a．实型（消失模）铸造关键技术。采用消失模铸造技术制造颚式破碎机的动颚、偏心轴、颚板、衬板和定颚等主要零部件，解决其磨损较快问题，提高产品质量和生产效率，降低生产成本。
b．新型颚头的设计，制造及装配技术。对动颚、定颚的衬板齿型、齿条布置、齿板尺寸、材质及制作工艺、工装等均进行了研究改进。
c．装配新型颚头的新型PE系列颚式破碎机整机的设计、制造及装配技术。确保新型PE系列颚式破碎机整体性能的安全、稳定和高效。
d．相关产品质量标准的修订及操作规程的制定完善。
3、创新成果
3.1结构创新
本项目研制的新型颚头与改进前颚头结构对比如图2所示。
a．传统颚式破碎机颚头的材质是Q235，而项目产品颚头的材质是ZGMn13，提高了颚头的强度、耐磨性与冲击韧性。Q235（20#钢）与ZGMn13的化学成份与机械性能比较如表1所示。
从表1可知，ZGMn13含锰11%以上，韧性较好；并且因其具有冷作硬化的特点，在压力作用下零件表面不断被强化，在工作中不断磨损又不断强化，直到磨损至不能使用才报废，所以其抗疲劳、抗冲击和耐用度等性能均有很大提高。
b．将颚头后背上部（C处）辅助面尺寸由原来的465mm改变为现在的296 mm，使得工艺流程简单明快化，同时减少了耗材，节约了成本。
c．将颚头后背下部（D处）尺寸由原来的350mm改变为现在的200 mm，减少了夹角深度，为浇铸制造提供了方便。
d．将螺栓固定方式由以前的斜孔改为现在的直孔（B处），增大了压紧螺栓的受力面，从而提高了齿板的压紧力，使其在使用时不会松动，提高了抗冲击能力和生产定额。
e．增加头部受撞击部位的位体积厚度（A处），有效避免了头部受撞击而引起的传动轴变形，致使机械设备被损坏的现象发生。
f．颚头受挤压面积的高度（E处）比以前减少了164 mm(即1 268-1 104)，在相同齿板下，齿板会被压得更紧，提高了抗挤压强度和抗冲击能力，因此减少了修机时间，从而提高了经济效益。
g．项目产品的主要零部件（如固定颚板、活动颚板、大皮带轮、飞轮、侧护板和衬板等）均以GB5630-85高锰钢l#配方为基础，另外添加配置了新的元素，提高了抗拉强度、耐疲劳性和抗冲击性等机械性能。
从表2可知，项目产品颚板的使用寿命是传统产品颚板的3倍。
3.2工艺创新
本项目产品的主要零部件都是采用先进的消失模铸造工艺一次铸造成型的。该工艺是将泡塑模型粘结组合成模型簇，涂、刷特制耐火涂层并烘干后，埋在特制砂箱中振动造型，在一定条件下浇注金属液，使模型气化消失，金属液占据模型位置，凝固冷却后形成所需铸件。使用该工艺生产的铸件无飞边毛刺。
3.3创新成果
a．由于改进了设计、采用了新技术，在提高工效和质量的同时，也降低了原材料消耗，平均每台可以节约原材料750 kg，按现行市场价位计算每台节约原材料费用5 000多元。
b．项目产品颚板与传统产品颚板加工工艺对比如表3所示。
由表3可知，项目产品加工工艺与传统产品加工工艺相比平均提高功效20倍。
c．由于项目产品生产技术的创新，使得装配新型颚头的PE系列颚式破碎机的整机性能比传统颚式破碎机有了很大的提高，提高了生产效率和产出品的质量。以400×700和500×800型号为例，其新旧机型技术性能指标对比如表4所示。
4、结束语
通过在结构设计和生产工艺等方面的技术创新，使得由新型颚头装配生产的PE系列颚式破碎机整机性能比传统颚式破碎机有了很大的提高。以PE - 500×800颚式破碎机为例，它与同类型的颚式破碎机相比，电机功率减少20 kW，单位电耗下降27%;在破碎比相同的情况下，每小时多处理物料量20 m3，增加了29%;每台颚式破碎机的重量平均减少750 kg，生产成本节约5 000元；据使用现场测算，破碎时的粉尘减少了30%。
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