破碎刀齒加工工藝研究

李東LI Dong；王艷麗WANG Yan-li

（寧夏天地奔牛實(shí)業(yè)集團(tuán)有限公司，石嘴山753000）

1 概述

隨著煤炭工業(yè)的現(xiàn)代化，產(chǎn)煤工藝產(chǎn)生了巨大變革，放頂煤工藝得到了科學(xué)的應(yīng)用。當(dāng)煤的硬度f＞2 時(shí)，煤的強(qiáng)度不易被破壞，極易形成塊狀，當(dāng)工作面塊狀巖石較多時(shí)，塊狀煤和塊狀巖石都不易通過轉(zhuǎn)載機(jī)，并對(duì)運(yùn)輸設(shè)備產(chǎn)生碰、撞、砸等破壞，給井下安全運(yùn)輸帶來困難。破碎機(jī)（如圖1）就是將塊狀煤和塊狀巖石充分破碎，使其順利通過轉(zhuǎn)載機(jī)，保證井下安全運(yùn)輸生產(chǎn)。破碎機(jī)主要由出料槽、進(jìn)料段、動(dòng)力部、破碎軸組、擋簾、護(hù)罩等組成。主要部件之間均采用非金屬嵌件鎖緊螺母進(jìn)行緊固，提高了安全可靠性。破碎軸組整體安裝在破碎架體中間部位，和調(diào)高墊板等與進(jìn)料端底座固定在一起。目前，煤礦井下使用最多的是顎式破碎機(jī)和錘式破碎機(jī)。破碎軸組是錘式破碎機(jī)破碎物料的主要部件（如圖2），以PL500 破碎機(jī)為例，錘頭為分體式結(jié)構(gòu)，錘頭與錘柄為分體式連接。錘頭的材質(zhì)采用高耐磨性材料，錘頭的分體式結(jié)構(gòu)，使得錘頭更換非常方便。破碎矸石和煤塊時(shí)利用該部件較高的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，在額定轉(zhuǎn)速時(shí)儲(chǔ)存的動(dòng)能通過安裝在破碎機(jī)軸上的刀體與被碰物料短時(shí)間接觸作用而形成的沖擊力擊裂煤炭，在轉(zhuǎn)子下部，設(shè)有篩板、粉碎物料中小于篩孔尺寸的粒級(jí)，通過篩孔排出，大于篩孔尺寸的粒級(jí)再由刀齒座與刮板鏈、破碎機(jī)間的速度差進(jìn)一步對(duì)破碎煤炭進(jìn)行碾壓和搓拉，而達(dá)到破碎煤炭的作用，錘式破碎機(jī)的刀齒承擔(dān)著破碎煤炭、礦石等任務(wù)，使用在工作極其惡劣的條件下，刀齒與礦石之間具有強(qiáng)烈的沖擊力，齒面承受沖蝕磨粒磨損非常嚴(yán)重，對(duì)于整機(jī)而言，刀齒屬于易損件，需求量比較大，制造工藝比較復(fù)雜，因此，設(shè)計(jì)一種合理的刀齒加工方法，對(duì)破碎機(jī)乃至整個(gè)煤炭工業(yè)的發(fā)展都起著至關(guān)重要的作用。

圖1 破碎機(jī)

圖2 破碎軸組

2 工藝研究

①刀齒原來結(jié)構(gòu)（如圖3），刀齒前端為圓弧面，上下直段位置相差大，刀齒的尾部為圓柱，有螺紋孔，使用時(shí)尾部圓柱面插入刀體，用防松螺栓緊固，破碎機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，帶動(dòng)刀齒前端圓弧面與被碰物料短時(shí)間接觸作用而形成的沖擊力擊裂物料。刀齒加工時(shí)，需要將尾部E 面加工到ФL2尺寸，及鉆成ФL1 孔。當(dāng)加工E 面ФL2 尺寸及鉆ФL1 孔時(shí)，由于X 距離比較長(zhǎng)，四爪夾盤無法夾到B、C、M、N 面，只能同時(shí)夾到A、M、N 面，而只夾A、M、N 面，又無法夾緊工件，加工時(shí)機(jī)床轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生振動(dòng)，工件裝卡位置出現(xiàn)松動(dòng)，因此加工E 面ФL2 尺寸及鉆ФL1 孔時(shí)加工相當(dāng)困難，影響加工精度。刀齒尾部圓柱面是與刀齒座裝卡部位，尾部圓柱面加工精度影響裝卡的精確性，刀體隨著破碎軸高速旋轉(zhuǎn)，在破碎煤炭時(shí)承受最大沖擊力，刀體屬于易損件，刀齒尾部裝卡出現(xiàn)問題，在旋轉(zhuǎn)受沖擊情況下，刀齒座裝卡位置部分極易受到損壞，部分受損將無法安裝刀體，刀齒座破碎軸失去平衡，破碎軸高速旋轉(zhuǎn)時(shí)強(qiáng)烈震動(dòng)，急劇縮短破碎軸壽命。

圖3 刀齒結(jié)構(gòu)圖

②加工工藝性結(jié)構(gòu)研究。

通過分析產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，當(dāng)加工E 面ФL2 尺寸及鉆ФL1孔時(shí)，由于產(chǎn)品是一個(gè)四面體（如圖3），只能使用四爪夾盤。由于四爪卡盤必須裝卡四個(gè)面，且產(chǎn)品上下面（A、C面）由于位置差X 距離比較長(zhǎng)，所以只能裝卡B、C、M、N面，但因?yàn)榭ūP尺寸有限，四爪卡盤未夾到B、C 面時(shí)，刀齒前端圓弧面就與卡盤底部頂住了，四爪夾盤無法裝夾到B、C 面，而只夾A、M、N 面，無法夾緊工件，機(jī)床高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，產(chǎn)生顫動(dòng)，工件容易脫落，發(fā)生安全事故，同時(shí)加工E面ФL2 尺寸及鉆ФL1 孔時(shí)加工相當(dāng)困難，造成尾部加工困難，影響加工質(zhì)量。

解決方法，考慮到加工需要，可將A、C 面位置相差的部分用工藝方法改進(jìn)過來。如圖4 所示，延長(zhǎng)C 面與A面大致平齊，寬度比卡爪寬度一側(cè)大一點(diǎn)即可，即增加工藝臺(tái)。

③改進(jìn)后的刀齒的結(jié)構(gòu)。

改進(jìn)后的結(jié)構(gòu)（如圖4），在制造刀齒毛坯時(shí)就在產(chǎn)品上增加一個(gè)工藝臺(tái)，加工時(shí)先用四爪卡盤夾住E 面毛坯面，在工藝臺(tái)上與ФL1 孔同軸方向上鉆成一個(gè)工藝孔，之后調(diào)個(gè)，用頂尖頂住工藝孔，同時(shí)四爪夾盤夾住A、D、M、N四個(gè)面，使工件夾緊牢固，以便于車成ФL1 孔，進(jìn)而加工成E 面ФL2 尺寸，使加工工藝變的更加方便，質(zhì)量也得到保證。根據(jù)刀齒的作用，在刀齒加工完成后，工藝臺(tái)不用去掉，可保留到刀齒，并不影響刀齒的使用性能，同時(shí)也省去了去除工藝臺(tái)的麻煩，也不會(huì)因去掉工藝臺(tái)而留下缺陷，減小刀齒座壽命。

圖4 刀齒結(jié)構(gòu)圖

3 結(jié)語

錘式破碎機(jī)設(shè)計(jì)工藝先進(jìn)，結(jié)構(gòu)性強(qiáng)，抗沖擊，入料粒度大，超強(qiáng)破碎，粗、中、細(xì)碎一部到位，是煤礦設(shè)備的重要組成部件，刀齒部分采用高硬度高耐磨性合金鋼，硬度可達(dá)HRC62－65，刀齒柄部采用高韌性的錳鋼材料，因?yàn)閮煞N合金是冶金液液復(fù)合，所以不用擔(dān)心會(huì)脫落。解決了單一合金材料硬度高容易斷、韌性好不耐磨的缺點(diǎn)，從而大大提高刀齒的使用壽命和工作效率。高耐磨雙合金復(fù)合刀齒廣泛用于焦碳、煤炭、煤矸石、冶金、玻璃、礦山礦石、水泥廠石灰石、熟料、磚廠葉巖等多種破碎行業(yè)，在刀齒的加工中，刀齒尾部是與刀齒座裝卡部位，由于其使用特性，尾部加工精度直接關(guān)系刀體、破碎軸壽命。通過對(duì)實(shí)際加工操作的觀察分析，結(jié)合產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及使用方法，在產(chǎn)品上增加工藝臺(tái)，解決了刀齒尾部加工時(shí)，工件無法裝卡牢固的問題，避免了由此帶來的質(zhì)量、安全隱患。質(zhì)量的提高，提高了刀齒的壽命，破碎軸組的壽命也得到提升，所帶來經(jīng)濟(jì)效益也非常可觀。