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1、引言

破碎机锤头可逆锤击式破碎机是煤矿、冶金、矿山、建材和电力等行业常用的破碎设备。锤头是其中主要的易磨损件，目前主要用高锰钢制作。但其抗磨性差，使用寿命短，需要频繁更换，这不仅浪费了人力和财力，而且影响正常工作。因此，提高锤头的寿命成为亟待解决的问题。

2、锤式破碎机的工作原理及锤头失效分析

(1)锤式破碎机的工作原理如图1所示，

物料从喂料口落下进人破碎腔，与高速旋转的锤头相撞击，被破碎的物料以很高的速度撞击在有一定间隙的蓖条上，粒度较大的物料经过反复破碎，破碎后符合要求的细小物料通过蓖条缝排除。

2)锤头失效分析

锤头在工作期间，除受到撞击外，还受到物料的冲刷，这样长期反复使用，锤头的工作面就会受到破坏，使表面形状发生变化，如果用在可逆式破碎机上，锤头两侧的棱角就都会被磨成光滑的圆弧面，如图2所示。锤头在工作初期表面形状未发生改变时，锤头主要受到撞击磨损，物料以正向力撞击金属表面产生塑性变形和撞击坑。当锤头的工作面磨成圆弧后，此时其表面受力发生了变化，原来锤头锤面受力F，现在作用在磨损面上的力F可分解为2个分力，一个是垂直于锤面的法向力 Fr=Fsina，一个是平行于锤面的切向力Fq=Fcosa。前者对锤头产生撞击作用，后者对锤面造成切削、冲刷。二者的大小取决于冲击角a。在锤头工作初期，冲击角a=90度，这时要表现为撞击磨损，当锤头磨损后，a角变小，F，变大，这就使金属从锤面上迁移，表现为冲刷磨损，此类磨损是锤头失效的主要形式。尽管物料的撞击可产生一定量的加工硬化，但冲击力还不足以使锤头的工作面形成坚固的硬化层，造成锤头的耐磨性不够，最终使得锤头在工作初期失效。因此提高锤头的硬度，可提高其耐磨性，从而减轻撞击磨损;提高材料的韧性有助抑制裂纹的产生和扩展，有利于减轻冲刷磨损。因此，选择合适的材料是提高锤头寿命的基本途径。

破碎机锤头锤式破碎机锤头材料的选择

(1)锰钢锤头

目前国内的破碎机锤头大部分使用高锰钢材质，其耐磨性不够，使用寿命非常短。破碎石灰石的锤头一般可使用60一90d，在某些特殊条件下，使用不到7d。同时由于锤头在工作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，其抗冲刷磨损能力差。由于Cr能起到强化奥氏体，提高钢的硬度、强度和耐磨性的作用，因此在高锰钢中加人Cr元素，可使锤头大大强化。在破碎铁矿石时，锤头的使用寿命比普通高锰钢提高50%,

(2)锤式破碎机双金属复合锤头

传统的高锰钢锤头耐磨性差，使用寿命短，耗材量大。为此，我们用双金属工艺生产的双金属复合锤头把高铬铸铁的耐磨性和钢的韧性集于一体，开辟了抗磨铸铁应用俄新领域，是目前国内外高应力冲击载荷条件下抗磨件的最佳选择。 本公司生产的破碎机、细碎机双金属复合锤头，针对不同材料、不同的服役条件进行各种合金元素组合，通过炉前特出的净化处理、不同材质液体的界面处理，达到提高锤头使用寿命的目的。锤头的抗磨部分硬度HRC60-65，与锤柄连接处为高强韧结构钢。为什么我们的产品硬而不脆呢?答案是我们加入了均质剂—我们的核心技术。大家知道钢铁的各种性能取决于其组织的均匀性。许多诸如硫、磷、氮、氧、锡、铅等微含量元素[原则上为杂质元素]的存在，导致钢铁组织中晶粒边界的富集效应，不同程度的晶界偏析，组织均匀性差严重影响钢铁在各种服役下的使用性能。我们经过多年的实验，研究，消化吸收了国际尖端技术，成功将活泼元素引入钢铁材料，解决了钢铁材料基体组织的净化和第二相的富集效应等技术难题，研制出了钢铁组织净化剂。加入均质剂，净化了基体组织，增加了内部的润湿性和湛透性，使金相组织结合更加细密，因而我们的双金属复合锤头中合金层硬度高而有韧性，解决了硬而脆的问题。

3其他因素

(1)锤头的结构设计及制造质量

锤头的结构设计和几何形状对其热处理后的力学性能和内部金相组织有很大的影响。特别是厚度尺寸大的锤头，影响更为突出。通过对不同材质锤头断裂失效形式分析可知，造成锤头断裂的主要原因是其内部或表面存在不同程度的缺陷。由于缺陷的存在，使大部分锤头在使用初期发生断裂现象。因此，在锤头生产中，必须制定合理的铸造和热处理工艺。

(2)破碎机的技术参数

破碎机技术参数也会影响锤头的使用寿命，其中主要的是转子的功率和转速。它们不仅关系到破碎机的生产能力，也关系到锤头冲击硬化的程度。锤头冲击硬化程度良好，其使用寿命就会有所延长。

(3)所破碎物料的块度与硬度

物料块度越大，对其韧性要求越高，而物料硬度越高，对锤头材料硬度要求越高。具体型号的破碎机应采用适宜的给料粒度，这会在一定程度上延长锤头的使用寿命。

(4)破碎机内部间隙的调整

破碎机内部间隙主要是指转子体与反击板、蓖条以及锤头之间的间隙。这些间隙的尺寸，会关系到蓖条及安全门附近是否有积料。如果积料存在，而锤头无法将积料从蓖条上压下时，锤头就会受到严重的摩擦磨损。因此，在使用的过程中，必须经常调整各部分间隙，使其处于适当范围之内。

我们常见的破碎机锤头生产工艺有两种：锻造和铸造。锻造锤头：就是将金属加热温度达700—1300℃，利用锻压机械对金属坯料施加压力，使其产生塑性变形以获得具有一定机械性能、一定形状和尺寸锻件的加工方法。锻压(锻造与冲压)的两大组成部分之一。通过锻造能消除金属在冶炼过程中产生的铸态疏松等缺陷，优化微观组织结构，同时由于保存了完整的金属流线，锻件的机械性能一般优于同样材料的铸件。相关机械中负载高、工作条件严峻的重要零件，除形状较简单的可用轧制的板材、型材或焊接件外，多采用锻件。铸造锤头：铸造可以按金属液的浇注工艺分为重力铸造和压力铸造。

锤头的制造工艺也是决定其使用寿命的关键因素。如果锤头表面或内部制造中存在缺陷，如缩孔、裂纹、穿晶等，不仅会降低锤头性能，甚至会造成锤头断裂。因此，在锤头生产中必须制定合理的铸造和热处理工艺。例如对高铬铸铁锤头，应采用立浇和合理使用外冷铁，并严格控制浇铸温度等措施，这样可使锤头在铸造有良好的凝固顺序和补缩条件，进而得到致密的内部组织，并减弱晶粒粗大的现象。锤头的热处理工艺则决定了其力学性能的实现和碳化物的分布形态。由于在锤头的成分中都含有一定量的铬和其它合金元素，因此如何使这些合金元素形成硬质点碳化物的作用充分发挥出来，也是制定热处理工艺时考虑的一个因素。总之，制定合理的生产工艺和严格的质量检验手段，是保证锤头达到使用性能的先决条件。

65Mn锻造锤头，道轨钢锤头（已淘汰），高锰钢锤头，高铬合金锤头，高锰合金锤头，双金属复合锤头，复合锤头等。

　　1.根据设计型号，适当控制进料尺寸，严禁超出设计最大限定尺寸的物料入机。

　　2.选用合适的给料设备，如采用板式给料机或振动给料机等进行喂料，保证进料均匀稳定，避免因喂料不均匀对设备造成冲击和发生无效运转。

　　3.由于锤头铸造时质量有误差，锤头使用过程中应根据电流的情况，按时倒眼、翻个，以使锤头均匀磨损和转子运转平衡。

　　4.更换新锤头时最好进行称量，根据质量平均分成几组，每组的质量要求相等，否则开机时转子不平衡容易引起振动。

　　5.停车时要检查锤头与筛条之间、筛条与筛条之间的间隙，必要时进行调整，并定期更换筛条。因为锤头的成本比筛条高，新筛条与旧筛条相比，锤头能多用4—5个班。

　　6.锤式破碎机的锤架是铸钢材质，与物料接触较少，但当破碎机内进入金属物或衬板脱落时，容易造成中锤盘损坏或弯曲，这时要及时将其换掉，否则容易丧失锤头引起振动。

　　7.锤架的边锤盘与机壳侧板间由于受到物料冲击，边锤盘的磨损较为严重，为了延长边盘的使用寿命，可在边盘的圆周面以及靠近侧板的一面堆焊出耐磨层。

　　8.由于运转中的摩擦，主轴两端轴径容易磨损，安装时要在轴径处加上两个护轴套，使其包在轴上保护轴径。

　　9.轴承磨损后要及时进行修复和凋整。轴承磨损后一般应根据新尺寸刮研轴瓦，调整垫片厚度，使之保持合理间隙，以便形成有效润滑油膜。

　　10.转子的功率和转速，除了直接关系着破碎机的生产能力，同时也关系着锤头冲击硬化的程度，要延长破碎机锤头使用寿命，还要区分锤头的材质，对于高锰钢材质的锤头，要确保其有足够大的冲击力，而对于高铬小锤头，却恰巧相反，就要控制其不能有过大的冲击。

　　11.要定时清理破碎机部积料，因为积料的存在，破碎机锤头就会受到严重的摩擦磨损而急剧降低使用寿命。

锤头锻造，就是将金属加热温度达700—1300℃，利用锻压机械对金属坯料施加压力，使其产生塑性变形以获得具有一定机械性能、一定形状和尺寸锻件的加工方法。锻压(锻造与冲压)的两大组成部分之一。通过锻造能消除金属在冶炼过程中产生的铸态疏松等缺陷，优化微观组织结构，同时由于保存了完整的金属流 线，锻件的机械性能一般优于同样材料的铸件。相关机械中负载高、工作条件严峻的重要零件，除形状较简单的可用轧制的板材、型材或焊接件外，多采用锻件。