本文關鍵詞：顎式破碎機顎板磨損及抗磨方案研究

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【摘要】：本文針對新開元復擺顎式破碎機顎板磨損加劇問題,分析了顎板磨損失效方式,揭示了新開元顎板磨損加劇的原因,利用離散元軟件EDEM模擬顎式破碎機顎板破碎礦石,進一步分析顎板磨損規(guī)律,并探討破碎機嚙角、充填率、礦石含水率對顎板磨損的影響。運用超景深三維顯微鏡,分析失效顎板磨損表面形貌,得出顎式破碎機顎板的磨損機制為:鑿削式磨損、疲勞磨損與腐蝕磨損3種共存。顎板受到礦石強烈的沖擊擠壓應力,顎板表面承受巨大的鑿削作用,使顎板表面產(chǎn)生嚴重的塑性變形,出現(xiàn)很深的劃痕、致密的溝槽以及大面積的深坑,顎板磨損以鑿削式磨損為主。顎板受到礦石長期反復的沖擊擠壓作用,引起接觸疲勞,產(chǎn)生疲勞裂紋,裂紋不斷擴展延伸,造成脆性斷裂,顎板存在疲勞磨損。除此之外現(xiàn)場抑塵噴水使破碎機入料礦石含水,顎板與含水礦石接觸后,在空氣中易發(fā)生復雜的化學反應,產(chǎn)生氧化銹蝕,引起顎板表面材料翻起,并與礦石相互摩擦脫落,而新的金屬表面繼續(xù)發(fā)生腐蝕,加劇了顎板磨損。運用OBLF-1000-Ⅱ型X射線光譜儀檢測動顎板和定顎板的化學成分,其中合金元素Mn含量均高于10%,屬于高錳鋼。采用HV-1000顯微硬度計對顎板材料表面磨損部位進行不同深度的硬度測試,得出顎板正面硬度高且硬化梯度明顯,加工硬化效果好,耐磨性高�，F(xiàn)場采集新開元工作面遷轉(zhuǎn)前后所開采礦石試樣,分別分析礦石礦相組成及抗壓強度,結合顎板使用壽命,得出礦石含硬礦相越多、抗壓強度越大,則越難破碎,顎板磨損越快,使用壽命越短,揭示新開元顎板磨損加劇的主要原因是由入料礦石成分及性質(zhì)發(fā)生變化所致。利用離散元方法,運用EDEM軟件,依據(jù)新開元PE900×1200復擺顎式破碎機及入料礦石性質(zhì)建立破碎機幾何模型和礦石模型,模擬顎式破碎機顎板破碎礦石,獲得仿真時間分別為1s、1.5s、2s、2.5s時動顎板法向受力分布及切向受力分布,根據(jù)受力特征將動顎板分為H區(qū)、M區(qū)、ML區(qū)、L區(qū)四個區(qū)域:H區(qū)是礦石入料接觸區(qū),主要受到具有一定初速度礦石的沖擊作用,M區(qū)和ML區(qū)是礦石破碎區(qū),礦石主要在此區(qū)域被破碎,受到擠壓和切削共同作用,L區(qū)是礦石排料區(qū),此區(qū)域既受到礦石擠壓作用,又受到礦石下落的滑動摩擦作用。模擬得到礦石對動顎板各區(qū)域最大法向力為H區(qū)1.53×104N、M區(qū)6.21×106N、ML區(qū)6.65×106N、L區(qū)6.33×106N,最大切向力為H區(qū)9.2×102N,M區(qū)4.53×106N,ML區(qū)5.78×106N,L區(qū)5.98×106N,對比各區(qū)域最大法向受力和切向受力,結合顎板磨損表面形貌分析,得出H區(qū)法向受力較大,表明此區(qū)域長期受礦石正面沖擊作用,易產(chǎn)生疲勞裂紋,出現(xiàn)疲勞磨損;動顎板破碎礦石的區(qū)域主要集中于M、ML、L三個區(qū),礦石同時受到顎板的法向力和切向力,在壓應力和切應力的共同作用下完成破碎,各區(qū)域法向力大于切向力,表明顎板破碎礦石以壓碎為主,研磨為輔,顎板磨損以鑿削磨損為主。仿真破碎機嚙角、充填率、礦石含水率對動顎板受力的影響,得出嚙角越小H區(qū)受到?jīng)_擊作用的切向力越大,切削作用明顯,而M區(qū)和ML區(qū)法向受力越大,鑿削磨損越嚴重;破碎機充填率越大,ML區(qū)和L區(qū)切向受力越大,切削磨損越嚴重;動顎板切向受力基本不受礦石含水率的影響,水分對顎板造成的磨損主要是以腐蝕磨損為主,是加劇顎板磨損的重要因素。通過上述分析提出增強顎板耐磨性方案:開發(fā)組合式顎板,由H板、M板、ML板、L板四塊板組成,每塊板根據(jù)不同受力特征及磨損規(guī)律確定耐磨材質(zhì);減小破碎機嚙角,降低顎板切向受力,改善顎板鑿削磨損,現(xiàn)場的顎式破碎機要調(diào)節(jié)嚙角是通過調(diào)節(jié)排礦口寬度來實現(xiàn)的,為了減小嚙角,應該在保證排料粒度的前提下,盡量增大排料口寬度;顎式破碎機充填率的選取應在保證設備受到合理沖擊振動的前提下,盡量減小礦石充填率;在爆破點及沖擊錘二次破碎點取消直接噴水作業(yè),采用水霧抑塵,在有效除塵的前提下盡量減少用水量,并建議在顎式破碎機作業(yè)區(qū)將噴霧抑塵點選在顎式破碎機落料處,保證顎式破碎機進行干法破碎。
【學位授予單位】：中國礦業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TD451

【參考文獻】

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本文編號：1196471