論：颚式破碎機現狀與發展

目前，國内颚式破碎機類型很多，但得到廣泛使用的還是傳統複擺颚式破碎機。各制造廠的産品技術水平相差懸殊，有少數廠家的産品已接近世界先進水平，大多數廠家的産品差距很大。為縮短差距和趕上世界先進水平，發展和提高現有颚式破碎機技術水平是當務之急。

1.颚式破碎機現狀

颚式破碎機是由美國人K.W(布雷克（Blake）發明的。自首台颚式破碎機問世以來，已有140餘年的曆史。在此過程中，其結構得到不斷地完善。

由于颚式破碎機結構簡單、制造容易、工作可靠、使用維修方便等優點，所以在冶金、礦山、建材、化工、煤炭等行業使用非常廣泛。

為了改善颚式破碎機性能和提高工作效率，國内外曾研制過各種異型颚式破碎機。早年，德國和前蘇聯都曾研制過液壓驅動的颚式破碎機。其特點是提高動颚擺動次數借以增加産量，同時能實現液壓調整排料口、液壓過載保護以及能負荷啟動。

原西德制造過沖擊式颚式破碎機，而原蘇聯也制造了振動颚式破碎機（也叫慣性颚式破碎機）。它們都靠動颚振動沖擊破碎物料，借以提高破碎機性能。前者國内曾經試制過，由于某些原因沒能繼續研制。原東德曾制造過一種簡擺雙腔颚式破碎機，美國生産過複擺雙腔颚式破碎機。國内北京某設計院以及湖南某大學都曾與工廠合作研制了雙腔颚式破碎機。其特點是使間歇工作變成連續工作，借以提高破碎機工作效率。安徽某設計院曾發明一種雙腔雙動颚複擺颚式破碎機。它除了提高工作效率，同時又能降低破碎機負荷，使機重減輕很多。

原蘇聯早年曾制造一種雙動颚颚式破碎機。國内遼甯某學院與礦山合作開發了雙動颚颚式破碎機。這種破碎機就是将原來兩個破碎機去掉前牆對置後而成。為了兩動颚同步運轉，在偏心軸一端增設一對開式齒輪。由于它的結構太複雜，近年又研制一種單軸倒懸挂的雙動颚破碎機。國内上海某學院曾研制過此種颚式破碎機。這兩種破碎機的特點，其動颚同步運轉，使破碎機強制排料。這樣，靠提高轉數增加破碎機産量，同時由于物料與動颚沒有相對運動，減少襯闆磨損延長使用壽命。近來又研制了單動颚倒懸挂颚式破碎機。

早年，美國、英國、德國相繼生産了Kun-Ken簡擺颚式破碎機。該機特點是，動颚懸挂高度很高并且前傾。連杆下行為工作行程、主軸承為半圓滑動颚軸承。山東招遠黃金機械廠曾引進了這種破碎機，并在此基礎上研制了Jc颚式破碎機。

國外制造過一種肘闆向上放置的颚式破碎機。國内有幾家設計院和制造廠生産了這種破碎機。它的特點是靠增大傳動角改善動颚運動特性，提高破碎機性能。在國内該機有叫負支承、上斜式、上推式和上置式破碎機。筆者認為叫大傳動角（包括傾斜式）破碎機更合适。

美國鷹破碎機公司制造一種傾斜式颚式破碎機。其傳動角大約70°以上。它的特點是低矮，适于井下或移動式破碎機上工作。北京礦冶研究總院與某廠合作生産了幾個規格的這種破碎機，其中大為900X1200颚式破碎機。

國内山西某煤礦引進德國WB8/26颚式破碎機。該機置于皮帶機上方，借助曲柄連杆機構驅動動颚壓碎煤塊。實踐證明使用效果較好。

以上各項異型破碎機的研制都取得了一定的效果并對國内破碎機行業的發展起到了一定的推動和促進作用。但是，都沒能得到大面積推廣使用。國内絕大多數制造廠生産的和現場使用的都還是傳統複擺颚式破碎機。就近兩年國外機械設備展覽會上展出的颚式破碎機來看，也都是傳統颚式破碎機，沒有異型颚式破碎機出現。

國内各廠家所制造的颚式破碎機技術水平相差很懸殊，有少數廠家的産品基本接近世界先進水平，而大多數廠家的産品與世界先進水平相比差距較大。

2.颚式破碎機的發展

綜上所述，改善國内颚式破碎機落後的狀況，全面提高颚式破碎機技術水平，趕上世界先進水平，創造世界品牌的颚式破碎機是當務之急。

保證颚式破碎機性能的根本因素是動颚有運動特性。這個特性又是借助機構優化設計所得到的。因此，颚式破碎機機構優化設計是保證破碎機有根本方法。

我們與河南紅星機械設備有限公司（簡稱紅星）合作開發了颚式破碎機CAD軟件，借助其中機構優化設計模塊對各種規格的破碎機進行優化設計，得到了動颚運動特性。實踐結果表明，破碎機性能有顯著提高。該廠山寶牌颚式破碎機銷往歐美各大洲以及東南亞各國，産品基本上達到世界先進水平。目前，計算機在國内各廠家已基本普及，但颚式破碎機機構優化設計尚未得到廣泛應用。我們相信，在紅星實踐結果的拉動下，各廠家會積極采用破碎機機構優化設計的好辦法。

國内颚式破碎機的機重普遍高于國外同規格的破碎機。減輕機重也是一個重要課題。

颚式破碎機機架占整機重量很大比例（鑄造機架占50%、焊接機架占30%）。國外颚式破碎機都是焊接機架，甚至動颚也采用焊接結構。國内前幾年掀起一股用鑄造機架代替焊接機架的勢頭，這無疑是一種倒退行為。此外，鑄鋼是一種高能耗的工藝過程，從節約能源的角度也應大力發展焊接機架。颚式破碎機采用焊接機架是發展方向。

機架結構設計不合理也是使機重增加的重要原因。機架結構設計首先應以受力為依據，在滿足強度、剛度的條件下，力求減輕重量。機架前壁載荷主要是由橫向筋闆所承受。一般情況下，破碎機都不需要加縱向筋闆1、2，如圖所示。該機側壁加強筋布置不合理，數量又太多，緻使它的機重達7.5t（6同規格破碎機機重為5.5t）。當然，該機過重不完全是由這兩個因素所造成。側壁筋闆位置和方向也應根據受力情況而定。

圖所示為英國某公司生産的大傳動角（負支承）颚式破碎機機架簡圖。該機架側壁布置有1,2,3三根筋闆，筋闆1設置在主軸承側面，筋闆3設置在主軸承後下方，這兩塊筋之間用筋闆2連接起來構成一個"A"形框架。圖3所示為該機受力分析。

圖中軸承所受力Rmax作用方向為HA,，正是圖2側壁加強筋1的方向。從而說明圖2中側壁筋闆布置完全符合受力的要求。

動颚也是破碎機重量較大的零件，而且結構複雜。動颚結構設計也應以動颚受力為依據，在滿足強度、剛度要求的條件下，盡量減輕重量。根據動颚受力分析可知，破碎力作用在動颚軸承偏上處，由此往上（頭部）受力越來越小。原200X400、400X600颚式破碎機（後者目前尚有多家生産）動颚結構剛好與其受力要求相反，即軸承附近處截面小，越向頭部截面越大，而且相差太懸殊。結果導緻動颚強度低而重量又很大。這兩種破碎機都是在軸承偏上處被折斷而損壞。

動颚的加強筋布置方式，也應按上述受力要求設計。已有的颚式破碎機加強筋橫向厚度從上到下厚度一樣。為符合受力條件，又滿足重量輕的要求，可采用變厚度加強筋。即靠上部（頭部）的加強筋厚度應小，越往下厚度越大。就是說，改原來矩形加強筋為梯形加強筋，這樣會減輕動颚重量又保證有足夠的強度。動颚兩軸承之間部位的壁厚可适度減薄，借以減輕重量。

此外，應加強機架、動颚有限元的研究，進行動鄂、機架的優化設計，達到機架、動颚重量輕又有高度的可靠性。其它，還有破碎腔、破碎機動力平衡等等都可以借助計算機進行優化設計。總之，應采用現代的設計方法代替原有的常規設計方法。

再者，由于焊接、鑄造、熱處理工藝等因素也都會對破碎機産生影響。所以，我們應提高設計制造工藝等綜合水平以及采用液壓調整排料口和液壓保險，逐步使國産颚式破碎機達到世界一流水平。