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锤式破碎机是矿山、冶金、建材及电力行业广泛使用的破碎设备,用于将开采的矿石破碎成适于粉磨的物料,其工作量极其繁重,而工作条件又极其苛刻。锤头是其主要的易磨损件,消耗量极大,如何提高锤头的使用寿命,关键在于分析其工况条件及磨损机理, 根据工况条件合理的选择材质。本文简要介绍锤头研究及使用情况,为合理选材提供参考。 1.锤式破碎机的工作原理 锤式破碎机破碎物料时, 主要是利用高速旋转的锤头将由高处落下的物料破碎。被破碎的物料以高速度向篦条方向冲击, 粒度较大的物料经过反复破碎, 当粒度合乎要求时, 即从篦 缝中排出, 锤式破碎机工作频率高, 运行速度快, 但冲击力并不太大,因此传统使用的高锰钢锤头的加工硬化效果较差, 尤其是小型锤头(610kg 左右) 加工硬化效果更差。虽然表面最高硬度可达Hm500 左右,但加工硬化层深度仅为015mm ,而距表面011mm处硬度最高值仅为Hm380 左右。 2. 锤头的磨损机制 锤头在工作期间,并不是整个锤面全部用于破碎物料,只有靠近边缘的区域进行破碎,我们称之为工作区,随着锤头不断磨损, 工作区不断发生变化, 如图2 所示, 物料对锤头的磨损方式也随之发生变化。前期以撞击磨损为主,逐渐地转变为后期以冲刷磨损和显微切削为主。当锤头被磨损到一定程度时,破碎效率降低很多,只好倒换锤面或更换锤头。从SEM 电镜分析可以看出[1 ] ,物料撞击锤面产生较大的撞击坑,其冲击力全部转换为对锤面的压应力,造成了锤头表面的加工硬化, 形成硬化层。物料对硬化层的多次撞击产生疲劳裂纹,裂纹扩展交割形成磨屑,磨屑脱离锤面而造成磨损。 实际上, 物料的形状为不规则的多面体, 在与锤头相互撞击时,以尖角与锤面接触的几率为最大。当进行正向撞击时,物料尖角压入锤面形成撞击坑,冲击力F 全部转换为对锤面的压应力,使锤面产生变形硬化。当冲击力F 以冲击角α打击锤面时,物料对锤头的磨损方式发生了变化。事实上女性创业故事。F 可以分解为两个力 3. 锤头材质 由上述可知,锤头的磨损机理是以冲刷磨损为主,并伴有低应力的撞击磨损。因此锤头材质的选择不仅要求从磨损机理考虑, 而且要根据工况条件及锤头的大小来考虑。从小型锤式破 碎机锤头材质来分析,通常使用的材质有以下几种: 311 高锰钢锤头 高锰钢仍是锤头传统材质, 经多年使用观察发现高锰钢锤头并不耐磨, 使用寿命短,破碎石灰石的锤头一般可工作2～ 3个月, 在有些工况条件下, 使用不到一个星期, 高锰钢锤头之所以不耐磨, 如前所述, 一是锤头的磨损是以冲刷磨损为主, 二是锤式破碎机锤头在运转过程中所受的冲击力并不大, 使高锰钢锤头的加工硬化效果不显著,如图3所示。由图3可见,锤头重量越大, 所受的冲击力越大, 其强化效果越显著。因此, 作为大型锤头的材质,强化高锰钢仍是可供选择的材质。加入Cr的强化高锰钢锤头,在破碎铁矿石时,锤头的使用寿命比普通高锰钢提高50 %,另外也可采用含锰量为17～ 19 %的超高锰钢, 同时增加Cr、Mo等元素, 提高其屈服强度和初始硬度等性能,在实际生产中也得到了较好的使用效果。表1高碳锰合金铸钢锤头与高锰钢锤头对比试验[ 2 ] 312 中锰钢锤头 为了不增加锤头的价格, 又能达到ZGMn13锤头的使用效果, 根据锰量降低后, 奥氏体稳定性下降, 从而提高奥氏体形变硬化效果的理论基础, 人们开发了中锰钢锤头(锰含量为5～ 9 %) , 其实际使用寿命比ZGMn13提高了50 %以上, 如表2所示,取得了较好的使用效果。我们研制的铸态中锰钢锤头在破碎钠长石时,其使用寿命比ZGMn13提高60 %以上[ 3 ] 。创业故事。同时铸态中锰钢锤头最大的优点在于其有磁性, 可通过磁选除去矿石中的铁屑, 保证陶瓷制品的烧结质量, 而高锰钢因无磁性, 其磨屑混杂在钠石粉中,就会影响陶瓷制品的烧结质量。中锰钢锤头的使用效果[ 4 ] 313 高铬铸铁复合锤头 众所周知, 高铬铸铁是一种具有优良抗磨性能的耐磨材料,但韧性较低, 易发生脆性断裂, 为使高铬铸铁锤头安全运行, 人们开发了复合锤头, 即将高铬铸镶铸在高锰钢或低合金钢锤头头部, 或者锤头工作部分采用高铬铸铁, 锤柄部分采用碳钢, 将两者复合起来, 使锤头头部具有高硬度, 高耐磨性, 而锤柄部具有高韧性, 充分发挥两种材料的各自优点而克服单一材料的缺点,满足使用性能要求。立式冲击破碎机。在水泥行业破碎水泥熟料,其使用寿命比高锰钢锤头提高2 倍以上,;破碎石灰石和白云石提高5 倍以上;在立式破碎机上破碎硅石时可提高10 倍以上,但复合工艺要求较高,复合部位或镶铸块需仔细处理,否则易出废品。复合锤头与Mn13 锤头对比[6 、7 ] 低合金钢锤头 高铬铸铁复合锤头,虽具有较高的使用寿命,但其制造工艺复杂, 工艺要求较严格, 同时严禁铁块进入破碎机, 一般要求在喂料前端有二级吸铁装置。为此, 近年来研制开发了多种多元低合金钢锤头,其基体组织有马氏体,贝氏体或贝氏体+ 马氏体复合组织。锤头硬度HRC E 45 ,冲击韧性dk ≥15J / cm2 。在同等工况条件下,其使用寿命至少比高锰钢锤头提高1 倍以上, 4. 锤头材质选择的几点建议 综上所述, 锤头在使用中不同程度地承受撞击磨损与切削磨损, 对使用的材质提出高韧性与高硬度的要求, 但众所周知,韧性与硬度是一对矛盾。因此在实际选择材质时,一定要充分了解工况条件及其磨损机制,合理选用材质。 4. 1锤式破碎机的大小及锤头的重量。 破碎机规格越大,锤头重量越重, 其所破碎物料的块度越大, 因此, 锤头受到的冲击载荷 也越大。为此,在选择材质时应首先考虑在保证锤头韧性的前提下提高其硬度。 4. 2 所破碎物料的块度与硬度。 物料硬度越高,对锤头材质的硬度要求越高;而物料块度越大,对其韧性要求越高。 4. 3 在选用锤头材质时, 还应考虑到技术经济效果, 力争做到优质价廉,具有市场竞争力。同时还应考虑其工艺合理性,使生产厂易于组织生产与质量控制。与应用, 河南源通机械设备有限公司电话：0371- 传真：0371- 手机 联系人：张先生 邮箱：zzytjx@ 网站地址： 公司地址：河南省郑州市巩义市东区 (责任编辑：admin) |
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