圆锥破碎机广泛应用于冶金、矿山、水泥等各种行业的中碎和细碎破碎设备。目前使用的圆锥破碎机中的破碎壁、轧臼壁存在的问题是：一方面，破碎机中的破碎 壁、轧臼壁采用单一高锰钢材质制造，衬板的使用寿命短，破碎性能差，能耗大，破碎产品粒度大、片状物料多等。另一方面，破碎机腔形为倒圆锥腔形，这种腔形 的结构设计与沿破碎高度各个截面的通过能力的要求不协调，且破碎时在沿破碎腔高度各个截面的通过能力不尽相同，直接影响着破矿产能。根据以上存在的问题， 采用双金属复合材料代替单一高锰钢材质，可以达到延长衬板使用寿命的目的。同时按照物料层压机理对破碎机破碎腔形进行改进可以提高破矿产能增大破碎比。
1.新型破碎壁、轧臼壁结构的改进与双金属复合生产工艺
1.1新腔形结构改进
1650短头型圆锥破碎机在 改造前，其啮角为2°，平行区长度为275cm，动锥的摆动次数为240r/min左右，锥角为48°。当排料口调至于14mm时，开路破碎有 40-45%的物料大于15mm。其原因在于矿石在破碎腔内的停留时间较短，腔内所容纳的物料量较少，物料之间的相互挤压、碰撞次数少，致使一些长条形和 薄片状的物料未经破碎就从破碎腔滑落，造成产品粒度过粗。为了得到更多的细料度物料，需增加破碎腔内物料的填充率和提高物料的压缩比，故应选择较大的偏移 量和适当的排料口间隙,在保证产能的基础上不影响破碎粒度。
为此，在不改变破碎机原有的其它结构、技术参数和传动系统的前提下，只将其腔形改为“阶梯腔形”（如图1），这一腔形结构较好地满足了以上要求。改造后的 破碎腔上部为阶梯形，下部的平行区适当加长。由于上部为台阶形状，可以阻碍物料进入平行区，致使物料在该区域作短暂停留，增加了破碎腔中的充填率和压缩 比，以形成层料破碎。由于平行区的适当加长，使得物料在该区域受到多次挤压，从而降低了物料的粒度。
这种破碎腔形有以下特点：破碎腔啮角大，可提高矿石的处理能力；上部给料口尺寸大，可增大破碎比；上腔容积大，可形成物料层间破碎。由于对圆锥破碎机旧 腔形的改进，改造后的新腔形与改造前的旧腔形相比， 破碎物料中大于18mm 粒级的量降低了50%，小于15mm的物料增加了40%、小于15mm 粒级的处理量由原来的120t/h提高到160t /h左右，产能提高了30%以上；而小于15mm粒级的单位电耗与腔形改造前相同。
2.新型破碎壁、轧臼壁的双金属复合生产工艺
新型破碎壁、轧臼壁的双金属复合生产工艺是，先将加铸的37块耐磨合金镶块衬板按图纸尺寸及材质要求铸造成毛坯，打磨清理后，在铸造母体衬板时按图纸上要 求镶块的相对位置，设计一套工装卡具进行限位、定位，然后按照特定的排列间隔和排列角度铸入衬板的母材中。由于高铬铸铁耐磨材料镶块在硬度和耐磨特性上与 衬板母材（zgmn13）存在较大的原始差异，母材（zgmn13）衬板因原始硬度较低在工作很短的时间后表面就会存在浅槽，这种浅槽可以一直保持到衬板 报废为止。在衬板工作表面上加铸高铬铸铁耐磨合金镶块后，圆锥破碎机的使用寿命是单一高锰钢平形衬板的1.5倍以上。（如图2）。
圆锥破碎机改进后，新型破碎壁、轧臼壁与原有破碎壁、轧臼壁相比较，有以下技术特点：
（1）腔型更加合理，增加了两个凸台。物料在破碎腔内不再是直接沿破碎壁下滑至平行带，而是在经过凸台时产生碰撞与跳动，这样物料在平行带内的分布将更加均匀。另外，由于凸台的缓冲作用，物料经凸台后自由坠落速度将减慢，通过平行带的时间延长。
（2）平行带加长。原破碎壁、轧臼壁平行带长度为275mm，新型破碎壁、轧臼壁长为315mm，加长了40mm。在破碎壁、轧臼壁的直径和高度等基本尺寸没有变化情况下，提高了破碎壁、轧臼壁的工作效率。
（3）平行带表面预置镶块（315mm×30mm×50mm）各37块。利用双金属原始硬度差形成凹槽，破碎壁、轧臼壁各37块镶块，分别呈左倾、右倾 15°分布。使物料在运动中受到剪应力作用，有助于降低粒度及片状物料的存在，并显著增加其使用寿命（见图3）。
2 试验及结果分析
2004年5月，新型破碎壁、轧臼壁在 公司氧化铝分厂一车间1650圆锥破碎机中装机试验，通过一年多的运行结果表明，该设备运行稳定、可靠，技术先进，产能有较大幅度的提高，有利于生产的组 织和保证，挖掘了设备的潜能。改进后设备不但产量高，加工安装简单，而且其磨矿产品质量各项技术指标均符合要求。从产品质量，安装操作和动力消耗上均优于 原设备，具有广泛的推广应用前景。另一方面破矿粒度明显下降，片状物料大量减少，粒度合格率提高约10%（由原来的65.97%提高到现在的 75.25%。产能由120t/ h增加到现在的160吨/小时，增幅约30%。从使用效果来看，新型破碎壁，轧臼壁技术成熟可靠，并且投资较少，效果显著，使用寿命是原设备的1.5倍。 目前公司圆锥破碎机中破碎壁，轧臼壁已全部更换成新型结构。
（1）在圆锥破碎机中破碎壁，轧臼壁zgmn13衬板工作表面上加铸高铬铸铁耐磨材料镶块，使用寿命是原来的1.5倍。
（2）改进后的腔形结构可实现物料层压破碎，因而可提高产能和增大破碎比，改善了设备的破碎能力，其产能与传统圆锥破碎机相比可提高30-35%。
（3）因不改变圆锥破碎机原有的其它结构和参数，破碎壁，轧臼壁衬板的安装及维修方便，改造成本较低，在提高产能的基础上圆锥破碎机的运行费用基本保持不变。
（4）本机型1650的腔形改造经验，可为其它类型的圆锥破碎机的的改造提供技术支持。
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