欢迎光临郑州东恒机械设备有限公司官方网站!
服务热线
全国客服热线:

15638239919

破碎知识

首页 >> 破碎知识

锤式破碎机锤子材质和质量的选择

发布日期:2019/3/6  来源:www.dhposuiji.com

锤式破碎机是砖厂的原料处理设备。它是布置在制砖生产线较前面的设备,与页岩、煤矸石等硬质物料打交道,而且运转的转速比较高。靠它将这些块状物料破碎后流入后续工序,最后经真空挤出机挤出成泥条,再经切坯机、切条机切成所需要的砖坯。由于锤式破碎机工作环境恶劣,处理的又是硬质物料,起破碎作用的锤子对工作效率影响最大。因此,锤子是锤式破碎机一个非常重要的关键零件。

锤式破碎机的锤子由锤头和锤柄组成。锤式破碎机按锤子的结构形式,可分为整体式和分体式两种形式,图1、图2、图3为常见三种锤子形态。

图1

图2

图3

整体式锤子是采用复合铸造即锤头和锤柄为一体所铸造成型的,其锤头是用耐磨、抗冲击、有韧性的合金材料制造成型,锤柄是用中碳钢或低碳钢制造成型。

分体式锤子的锤头和锤柄的材料跟整体式的一样,它与整体式锤子的区别是锤头和锤柄没有铸造在一体,而是分开的,靠螺栓等紧固件把锤头和锤柄连接为一体。

整体式锤头虽然不能更换锤头,但是将其制作成长方体,工作面磨损了,还可以调个面,用其另外的一个面继续工作。分体式锤头组成虽然比整体式要复杂一点,但有其优点,锤头在其破碎硬质物料磨损和损坏后,只需要更换锤头就行了,锤柄还可以继续使用。有的整体式做成长方体的锤头,跟分体式的一样,也可以调换另一个面继续使用。

对于锤式破碎机的锤子,我们机械制造厂家与制砖生产厂家一样,希望它耐磨耐用,使用寿命长,工作时间越长越好。但是,由于现在很多机械制造厂家没有铸造能力,锤子铸造都要通过协作厂家来完成,协作铸造的锤子质量好坏直接影响锤式破碎机的质量。若锤子易于断裂和磨损,对机械制造厂家来说,会造成不好的影响,对砖厂来说,是件非常头疼的事,锤子要经常更换和维修,费时费工还影响了生产。因此,对锤子的铸造一定要把好关,不合格达不到要求的铸件成品,决不能将其装配在机械上,免得影响机械产品的质量和给砖厂造成后患。这也要求协作厂家密切配合好,严格按照制作工艺来生产锤子,把好产品的质量关。

为了提高锤式破碎机锤子的质量和使用寿命,设计制作锤子时应注意以下几方面事项。

锤子(锤头)的材质对锤子质量来说非常重要,决定了锤子的破碎效果和使用寿命。不管是整体式锤子或分体式锤子,它选用的材质都很重要。大家知道,锤子是由锤头和锤柄所组成的。

有的制作企业在锤头部分选用中碳钢(如45#钢)与高铬铸铁(如Cr20-28)进行有机的复合,采用固一液砂型复合铸造,高铬铸铁釆用高碳铬铁、钼、铜、废钢等配料,在熔炼过程中对Cr、C、Mo等成分进行优化控制,实施强化熔炼。这样制造出来的复合锤头是以碳钢为基体,硬质合金块在基体内间隔分布,硬质合金块的材质为4Cr22MoCu。砖厂使用这种材质的复合锤头后,效果不错,锤头的使用寿命也较长。要着重说明的一点是,复合锤头的组成是软硬相间的,锤柄部分为45#碳钢,具有良好的冲击韧性,在工作过程中锤头不会断裂,不仅保证了生产顺利进行还保证了安全不出事故。破碎物料的锤头部分硬度高,具有比较好的耐磨性能,提高了锤头的使用寿命,也降低了生产成本,还提高了生产效率。这种锤子整体耐磨性高,使用寿命长,因此,减少了砖厂用户停机维修时间,降低了维修劳动强度。

若用普通碳素钢来制作锤子,破碎石灰石一类的物料,用不了几天就会磨损掉。

若选择高锰钢铸造锤子,再经过热处理,使它的表面硬化,则可以使用较长时间。比如材质为ZGMn13的高锰钢,具有较高的耐磨性,还可以承受一定的冲击载荷,其化学成分为:碳0.9%-1.3%;锰11.0%-14.0%;硅0.3%-0.8%;磷≤0.10%;硫≤0.05。机械性能:抗拉强度≥56kg/mm2;屈服强度≥30kg/mm2;延伸率≥15%;收缩率≥15%;布氏硬度为179HBS-229HBS;冲击值为3kg·n/mm2。这种材质的高锰钢铸件要求必须水韧处理,就是铸件要经过1050℃左右加热水淬处理。水韧处理后的力学性能必须符合上面机械性能的各项指标。水韧处理后锤子有高的抗拉强度、塑性、韧性以及无磁性。使用中受到剧烈冲击和强大压力变形时,表面产生加工硬化,并有马氏体形成,从而形成高的耐磨表面层,而内层保持优良的韧性,即使零件磨损到很薄,仍能承受较大的冲击负荷。高锰钢铸件经过水韧处理后试样的显微组织应为奥氏体。要是选高锰钢铸件制作锤子时,必须按照它的工艺要求来生产,否则起不到作用达不到所要求的效果。

其实,锤式破碎机的锤子不只是它所选用的材质很重要,它的大小即质量也一样很重要。多大规格的锤式破碎机,要选用匹配质量的锤子,这对锤式破碎机的生产能力和破碎效果都有较大的影响。

锤子的大小与锤子的质量是成正比的,锤子质量越重,锤子的动能就越大,它的破碎效率就会越高。但是,锤式破碎机的锤子也不是越大越好。锤子小了显然是不行的,不光是破碎效果差,由于动能小对有些物料根本就破碎不了。锤头太大了,旋转起来产生的离心力也会很大,对其转子以及所相关的其他零件都会产生影响和损坏。所以锤子的质量不能过大也不能太小,要在一个相对适合的范围内,才能有一个比较好的破碎效果。

锤式破碎机转子的转速n与锤子的质量m是有相互关联的。锤式破碎机完全是靠锤子的动能做的功来完成物料破碎的。我们把锤子的动能用E来表示,则就有公式:

E=mv2/2   (1)

式中:

E-锤子的动能,J;

m-锤子的质量,kg;

v-锤子圆周速度,m/s。

由于转子的圆周速度为(其实锤子打击物料时,速度会有较大的损失,这是不能忽略的,这里计算把它看成速度是没有损失的):

v=πDn/60 (2)

式中:

n-转子速度,r/min;

D-转子旋转时锤子成辐射状的外端直径,m。

将上面的式(1)代入式(2)中,得到单个锤子一次产生的动能为:

E=mπ2D2n2/7200(N·m)   (3)

锤子的质量对破碎效果和能量消耗有很大的影响。我们选择锤子质量时一定要满足锤击能够一次性使物料块破碎,且还要使无用功率消耗达到最小,再还必须使锤子不向后偏倒。就是说,必须使锤子运动起来产生的动能等于破碎物料时所需要的打击功。我们用K来表示转子上锤子的总数,那么,转子上全部锤子一次所产生的动能Ea

Ea=mπ2D2n3K/7200(N·m)       (4)

转子每分钟n转时全部锤头所产生的动能Eh为:

Eh=mπ2D2n3K/1000×60×7200(N·m)  (5)

由于锤式破碎机工作时,有时给料不是均匀的,也有一些松散的物料,锤子在运转过程中有的在破碎物料,也有的在空转没有破碎物料,再者,由于锤子工作时每分钟所产生的动能Ea是由电动机直接供给的,因此,我们可以把转子每分钟n转时锤子所产生的能量Eh与电动机每分钟所发出的功率看成是相等的,那么就有:

Ea=Eh=mπ2D2n3K/1000×60×7200(kw),由此式可以得到:

m=437.7×105Eh/D2n3K(N)  (6)

Eh—锤式破碎机电动机功率,kw;

D—锤式破碎机转子成辐射状时的外端直径,m;

K一锤式破碎机锤子的总个数;

n—锤式破碎机的转速,r/min。

通过此公式我们知道锤子的质量与电机的功率、转子的直径(锤子成辐射状时)和转子的转速以及锤子的个数都有关系,能推算出锤子在速度没有损失时的质量来,使我们在设计锤子时有个数字做为参考,知道锤子应该在个什么样的质量范围之内。然后,再根据使用效果进行适当地调整,使锤子的质量更加合理,使锤子的破碎效果达到更好。

当然,锤式破碎机锤子不光是材质和质量重要,还有它的形状、锤子销孔的位置都很重要,都是要注意的地方。只要我们认真去做,是可以把事情做好的。我们的目的只有一个:就是让锤子耐磨使用的时间更长一些。