矿山圆锥破碎机衬板的性能分析与优化

现今液压圆锥破碎机在矿山等工程领域越来越受欢迎和重视，国内关于液压圆锥破碎机的制造产商也是遍地开花，但大部分都是一些中小企业，主要依靠经验值国外的产品，缺乏自己的技术研巧，因此无论在质量上还是技术水平与国外的产品还是有一定的差距的，只有少部分大型企业和研巧院会投入大量的研究分析，Ｗ此完善提高液压圆锥破碎机的工作性能，提高其生产效率Ｗ及使用寿命。在所有类型的破碎设备中，不论是飄式破碎机还是圆锥破碎机亦或是反击破等，其中磨损快、更换频繁的均是衬板，因此衬板的耐磨性一直是用户和制造商为关也的指标，那么提高衬板的使用寿命，则是对液压圆锥破碎机作出优化改进的首要任务。

圆锥破碎机衬板的性能分析

由于衬板是主要的并且是直接接触破碎物料的零件，因此也是破碎机中磨损快速的零件。影响破碎机衬板磨损的因素主要包含：
（１）被破碎物料的体积。体积越大，衬板磨损越快；
（２）被破碎物料的硬度。硬度越商，衬板磨损越快；
（３）破碎机的规格尺寸；
（４）动锥体摆动一次作为一个破碎周期，周期内被破碎物在破碎腔内走的路程。路程越长，衬板磨损越快；
（５）动锥衬板与定锥衬板工作表面间距离，距离越小，衬板磨损越快；
（６）衬板本身的机械性能，包括尺寸大小、硬度、初性等。

衬板磨损之后，为保证生产的继续进行，必须要进行更换。但是更换衬板，会影响生产的连续性，影响生产效率，要是频繁更换，更会严重影响了企业运行的经济效益，对衬板的耐磨性能的提高是破碎机设计中的重要问题之一。优化设计是一种新的设计方法，通过集合众多因素组成各种方案，然后综合考虑进而给出方案，可Ｗ极大地提升设计效率，在机械设计中得到了广泛的应用。为提高衬板的耐磨性，通过应用优化设计方法，从衬板的材质、厚度Ｗ及动锥与定锥两者间的距离Ｈ个方面对圆锥破碎机的衬板进行优化改进，并采用惩罚函数法对影响衬板耐磨性能的参数进行了描述，提髙衬板的使用寿命。

圆锥破碎机衬板材质的改进

衬板是圆锥破碎机中主要工作元件之一，直接接触矿石物料，对物料起到破碎作用，由于在作中受到破碎力和摩擦作用，极易产生磨损。由于破碎机破碎的物料都是硬度较高的矿石类，因此对衬板材料的性能提出了很高的要求，要具有高硬度、高强度、高抗冲击性，并且具有良好的耐磨性，保证一定的使用寿命。

分别体现在对材料的组织要求和性能要求方面：
（１）组织要求金属材料的显微组织决定了其性能。通常情况下，衬板磨损属于磨料磨损，因此，在此工况下工作的衬板，要求具有高硬度和高强度，能尽量减少磨料磨损程度。一般情况下，破碎机衬板采用的材料是猛合金钢，因此，在显微组织结构呈马氏体与少量贝氏体共存的情况下，材料会具有较髙的硬度和冲击初性，能较好的实现抗磨和抗冲击，满足衬板的显微组织要求。
（２）性能要求
（ａ）高硬度和高强度硬度可Ｗ反映材料的耐磨性。一般来说，材料的耐磨性随着硬度的增大而提高。对于磨料磨损环境中的材料来说，要提高其耐磨性，必须合理选择材料的硬度和冲击初性，使两者达到平衡。但是通常情况下，金属材料的硬度越高，初性越差，硬度越低，初性则越好，两者是相互矛盾的。当金属材料的硬度达到并超过６０ＨＲＣ后，材料的初性快速下降，使得材料在工作中产生脆性断裂、剥落等现象，大大影响的工作过程的稳定性和安全性。因此，为保证材料的硬度和耐磨性，破碎机衬板的硬度一般在４０ＨＲＣＷ上，同时采取相应的措施，如通过微合金化手段和相应的热处理工艺来増强材料的强度，从而提高材料硬度和耐磨性，保证其使用寿命，使衬板满足设计与使用要求。
（ｂ）良好的初性初性在材料性能中扮演着重要的角色，使材料拥有良好的抗弯性能，防止材料出现断裂失效，通过和材料硬度的合理搭配，使材料性能实现化。材料的初性可Ｗ通过合理的热处理工艺来实现。随着回火温度的提高，钢的强度、硬度下降，而塑性和初性提高。一般情况下，对于破碎机使用的衬板材料，要求冲击初性达到１６Ｊ／ｃｍ２Ｗ上，才能保证衬板不会在工作中出现突然断裂失效现象，保证生产的安全进行。
（c）良好的铸造和加工性能,衬板的制造是采用铸造结合机加工的方式，因此，为获得良好的衬板，材料的铸造性能和可加工性需要关注。要保证掩注过程中尽量减少出现气泡、夹杂、缩孔等铸造缺陷，保证清晰的轮廓，同时要保证晶粒细化，提高材料的致密程度。在机加工过程中，则要在保证尺寸和凡何精度的前提下，尽量减少残余应力，不必过度在意加工硬化。
（ｄ）优良的浑透性除了要保证衬板材料的硬度、初性和良好的铸造和加工性能之外，还要求衬板材料有良好的萍透性。即在浑火时能形成一定深度的沮织结构理想的马氏体，对于提高衬板的耐磨性有重要的影响。