复摆颚式破碎机破碎腔宽度变化规律及工程意义研究

颚式破碎机广泛应用于矿山、建材、冶金等行业，主要负责破碎强度不超过200MPa的石灰石、金属矿石、水泥熟料和白云石等脆性物料的破碎工作。复杂摆动颚式破碎机，即复摆颚式破碎机，该设备因为更加符合破碎原理、生产能力高、颚板磨损均匀和成品为立方体等特点，所以得到众多生产厂家的一致重视。但由于结构复杂的限制和对其深入的研究和使用，尤其是大型化机型的应用，对该设备进行基础性的研究显得十分必要。本文在数值计算平台上对其生产能力有重大影响的因素之一--破碎腔宽度变化规律及工程意义进行研究。

1、研究条件

为方便起见，以具有代表性的机型PEF600X100为例且作为曲柄摇杆机构进行研究。其具体的结构参数为：进料口尺寸600mmX900mm，排料口尺寸80mm，啮角α=20°，动颚的摆动行程为20mm，偏心轴的偏心距e=20mm，曲柄摇杆机构在下极限位置时的传动角y=55°，肘板摆动角Ф=5°，连杆长度L即动颚板上端孔到肘板垫的距离1600mm，推力板长度k=550mm，固定杆长度（偏心轴轴线到调节座上肘垫的距离）是1410mm，其结构简图如图1所示。

2、破碎腔宽度变化数据

在动颚板上取7个点进行破碎腔宽度变化分析。其中，A为动颚上端点，B为下端点，E为中点，C、D、F、成为动颚上的特征点；各部尺寸为：AB=L=1600mm，AF=250mm，FC=250mm，CE=300mm，ED=200mm，DG=300mm，GB=300mm。在固定颚上取与之对应的点分别表示破碎腔相应位置的宽度；将偏心轴即曲柄旋转一周分为18个位置，其中79°和260°为该曲柄摇杆机构的极限点。二者选取如图2和表1所示。曲柄旋转一周时各观测点间的距离即破碎腔宽度数值读取完成。具体数值如表1。

3、破碎腔宽度变化及影响

（1）破碎腔宽度变化

将表1的数据用Excel处理后得到动颚相应点处破碎腔宽度变化趋势如图3所示。由图3可知，在复摆颚式破碎机的偏心轴（曲柄）回转一周过程中，图示右侧动颚上各点距图示左侧固定颚对应点的距离即相应点破碎腔宽度分别达到大值和小值各一次，也就是说在破碎过程中破碎腔任一点宽度是在宽和窄之间交替变化的，这表明破碎机破碎作业时的破碎比和生产能力是变化的，成品颗粒尺寸在理论上都是不稳定的；另一方面，破碎腔任一点宽度的大值和小值出现的位置是不同的，它随研究点位置的下移分别向右移和向左移，即出现的越来越迟和越来越早。为此对表1的数据再进行处理做进一步的研究，处理结果如表2所示。

由表2可知，除BB外，破碎腔宽度的大值约为平均值的1.09倍，小值约为平均值的0.92倍，变化不是很大，变动幅度在20%之内，这在工程上可以认为是不变化的。但实际上破碎机成品粒度是由排矿口所决定的，在本研究中可以近似认为是由离排矿口近的BB所决定，此时的变动幅度约为59%，这表明即使在工程精度的概念下此次变化也是不可忽略的。同时，此现象与复摆颚式破碎机的结构尺寸有着密切的关系。需要说明的是，本研究是在数值分析平台上以特定机型为对象进行的，尽管可以说明研究的变化趋势，但数据量不够大致使研究精度不够，为此应利用解析分析的方法作进一步的研究。

（2）破碎腔宽度与位置的关系

表3

从表1中取出窄点数据，即动颚上对应点短距离和该点与动颚板上端点的距离列如表3所示。以该点与上端点A的距离为横坐标，小破碎腔数值为纵坐标建立直角坐标系绘出关系线图，如图4所示。

由图4可知，给定机型破碎腔各处的宽度极值与对应点到动颚顶点距离的关系为线性关系，即随动颚顶端距离的增加破碎腔宽度极值单调减小。