颚式破碎机机架开裂的原因分析

摘要 颚式破碎机机架是整个设备最重要的部位，机架寿命直接决定设备使用寿命。颚式破碎机机架结构形式颚式破碎机机架按结构分，有整体机架和组合机架，整体机架由于制造、安装和运输困难，故不宜用于大型破碎机，而多为中小型破碎机所采用。颚式破碎机焊接机架上的气孔和裂纹是导致机架开裂的主要原因，整体铸造机架铸造缺陷是导致机架开裂的主要原因。

关键词 鄂式破碎机机架；气孔和裂纹；铸造缺陷；震裂

中图分类号 TD451 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)051-0189-01

从第一台鄂式破碎机问世以来，至今已有140余年的历史。在此过程中，其结构得到不断的完善，而鄂式破碎机的结构简单，安全可靠，石料可供破碎机械来进在基本建设工程中，需要大量的，各种不同粒径的砂、石作为生产之用。在没行加工，来满足工程的需要。所以在生产中广泛的应用。而工程上应用最广泛的是复摆鄂式破碎机，国产的鄂式破碎机数量最多的也是复摆鄂式破碎机。

破碎机是将开采所得的天然的石料按一定尺寸进行破碎加工的机械。鄂式破碎机是有美国人E.W.Blake发明的。自第一台破碎机的出现，生产效率快，又满足安全条件，又能适应生产，大大加快了生产。

复摆鄂式破碎机结构简单、制造容易、工作可靠、使用维修方便等优点，所有在冶金、矿山、建材、化工、煤炭等行业使用非常广泛。20世纪80年代以来，我国对复摆鄂式破碎机的研究和产品开发取得了较大的发展。在充分吸收国外产品特点的基础上，结合国情研制开发了许多新型、高效的设备。上海建设路桥机械设备有限公司率先对复摆鄂式破碎机进行了重大的改进，即通过降低动鄂的悬挂高度，改善动鄂的运动轨迹，减小破碎腔的啮角，增大破碎比，增大了动鄂的水平行程，提高生产能力等，大大改善了机器性能，完成了产品的更新换代。颚式破碎机在矿山、建材、基建等部门主要用作粗碎机和中碎机。颚式破碎机结构简单，制造容易，工作可靠，使用维修方便，鄂式破碎机主要用于对各种矿石与大块物料的中等粒度破碎。破碎机最适宜于破碎抗压强度不高于300 MPa（兆帕）的各种软硬矿石，鄂式破碎机主要由机架、支撑装置、工作机构（定鄂板和动鄂板）、传动机构（偏心连杆、推力板、飞轮、偏心轴）、保险装置、排矿口的调整装置（楔块调整装置、垫片调整装置）等部分组成。

颚式破碎机机架是整个设备最重要的部位，机架寿命直接决定设备使用寿命。颚式破碎机机架结构形式颚式破碎机机架按结构分，有整体机架和组合机架，整体机架由于制造、安装和运输困难，故不宜用于大型破碎机，而多为中小型破碎机所采用。它比组合机架刚性好，但制造较为复杂。组合机架用于大型破碎机，它有两种形式：一种是通过架壁间的嵌销和螺栓组合，如1200X1500颚式破碎机机架分上下两部份，上架体和下架体用螺栓连接，结合面间用键、销钉承受强大的剪力。键和销还起装配定位作用。另一种是用焊接组合，如900X1200颚式破碎机机架。它的刚性比嵌销连接的组合机架好，加工、装配和拆装都比较方便。1500X2100破碎机采用焊接组合机架。从制造工艺来看，整体机架又分整体铸造机架和整体焊接机架。前者制造比较困难，特别是单件小批量生产，而后者便于加工制造，机重较轻，但要求焊接工艺、焊接质量要求都比较高，且焊后要求消除内应力。

颚式破碎机焊接机架上的气孔和裂纹是导致机架开裂的主要原因，机架气孔和裂纹产生的原因有以下几点：

1）环境温度较低：

由于当时焊接是在冬季，环紧温度低于0~C。低温条件下焊接时，由于焊缝金属冷却速度较快，因而裂纹倾向增大。特别是Q345，由于其合金元素含量比低碳钢多，淬硬倾向较低碳钢大，低温施焊时出现裂纹的倾向更大。

2）破碎机焊条烘干：

由于鄂式破碎机机架焊接时，焊缝均采用手工电弧焊，所用焊条为低氢型E5016。要求焊前焊条进行350~400℃烘干2小时，且保温后随用随取。但通过跟踪焊接过程发现，对焊条的烘干温度只有200℃左右，这样使焊条药皮中吸附的水分和药皮组成物中的结晶水未能清除干净，从而使由水分引起的气孔和裂纹倾向

增大。

3）焊件清理：

由于焊条E5016对焊件表面的水、氧化皮、锈、油污等比较敏感，因此，为防止气孔，要求对焊件表面进行较严格的清理。但实际施焊过程中对工艺执行并不严格，因而使气孔和裂纹倾向

增大。

4）拘束应力：

机架主焊缝结构为封闭焊缝，加之焊接顺序采用直通焊，造成较大焊接应力和拘束应力。

5）无后热、消氢措施：

低合金高强钢中焊接冷裂纹的产生，焊缝中的氢是罪魁祸首。焊前预热、后热可以使焊件在焊后降低冷却速度，延长冷却时间，氢可以较充分地释放，从而减少焊缝中的氢含量，减少冷裂与材料硬化现象。焊后及时后热，不但可以使氢充分逸出，还可以在一定程度上降低残余应力、降低材料的淬硬性。选用合适的后热温度可弥补预热温度。

整体铸造机架铸造缺陷是导致机架开裂的主要原因：

1）气孔：

形成原因：①液体金属浇注时被卷入的气体在合金液凝固后以气孔的形式存在于铸件中。②金属与铸型反应后在铸件表皮下生成的皮下气孔。③合金液中的夹渣或氧化皮上附着的气体被混入合金液后形成气孔。

2）疏松：

形成原因：①合金液除气不干净形成疏松。②最后凝固部位不缩不足。③铸型局部过热、水分过多、排气不良。

3）夹杂：

形成原因：①外来物混入液体合金并浇注人铸型。②精炼效果不良。③铸型内腔表面的外来物或造型材料剥落。

4）夹渣：

形成原因：①精炼变质处理后除渣不干净。②精炼变质后静置时间不够。③浇注系统不合理，二次氧化皮卷入合金液中。

④精炼后合金液搅动或被污染。

5）裂纹：

形成原因：①铸件各部分冷却不均匀。②铸件凝固和冷却过程受到外界阻力而不能自由收缩，内应力超过合金强度而产生

裂纹。

6）偏析：

形成原因：合金凝固时析出相与液相所含溶质浓度不同，多数情况液相溶质富集而又来不及扩散而使先后凝固部分的化学成分不均匀

7）成分超差：

形成原因：①中间合金或预制合金成分不均匀或成分分析误差过大。②炉料计算或配料称量错误。③熔炼操作失当，易氧化元素烧损过大。④熔炼搅拌不均匀、易偏析元素分布不均匀。

8）针孔：

形成原因：合金在液体状态下溶解的气体（主要为氢），在合金凝固过程中自合金中析出而形成的均布形成的孔洞。

使用不合格的肘板、肘板垫，当破碎机强力冲击时，肘板没有进行自断保护，造成机架震裂。

固定颚板没有固定，长期发生上下窜动，撞击机架前的墙齿板搭子。

主机底脚基础刚性差、水平超差或发生塌陷，促使机架跳动。

机架轴承盖上二螺栓松动。

固定或活动颚板在齿形磨损后，继续使用。

因偏心轴、销损坏或胀紧套松，使飞槽轮配重块方向错位。

还有一项是比较容易忽视的，加工工艺及精度造成颚破机架轴孔与肘板垫不平行，设备运行时把劲，运行不平稳振动，短期内螺栓松动断裂，反复更换螺栓一年后发现架体开裂。

针对以上故障有如下解除故障的方法：

1）清除原裂缝缺陷，焊补修正，必要时更新机架。

2）修补或更换新的机架，并换上主机厂生产的原装肘板和肘板垫。

3）修补或更换新的机架，并紧定固定齿板螺栓。

4）修补或更换新的机架，并紧定机架底脚螺栓，校正水平，加强基础。

5）修补或更换新的机架，并紧固轴承盖上二螺栓。

6）修补或更换新的机架，并颚板磨损后及时更换。

7）修补或更换新的机架，并换销轴或调正偏心块方向，紧定胀紧套。

8）详细检测颚破主要部件如：架体，偏心轴，动颚几何精度及形位公差，找出发现问题，将问题件严格按图纸尺寸修复。

参考文献

[1]郑鸣皋.破碎机综述[J].机械工业出版社,2001.

[2]陈兰芬.机械工程材料与热加工工艺[J].机械工业出版社,1985.

[3]廖汉元等编著.颚式破碎机[J].北京机械工业出版社,1998.