常用立式沖擊破碎機合金錘頭質量差，使用壽命短，消耗量大，影響了設備的運轉作業(yè)率。對錘頭材料和質量進行了研究.在錘頭材料方面，選擇高鉻合金作為錘頭的材料，經熱處理后，其抗磨性能高、韌性好、使用壽命長，是一種較為理想的錘頭材料;在錘頭質量方面，根據錘頭動力學分析和破碎的能量條件，導出了錘頭質量的計算公式，為錘頭質量的確定提供了理論依據。

立式沖擊破碎機是國內外近20多年所發(fā)明的一種新型、高產多段沖擊破碎設備。它主要是利用高速回轉錘頭的沖擊、擠壓和研磨作用使物料粉碎。由于該機型具有結構簡單、處理能力高、破碎比大、能耗少等一系列優(yōu)點，目前在工程上中等硬度脆性物料破碎中得到了廣泛的應用。但由于原合金錘頭質量差、使用壽命低，不僅限制了圓盤線速度的提高，增加了原合金錘頭的消耗量，而且因為需要經常更換易損件或因備品備件供應不及時，從而降低了設備的運轉作業(yè)率，這種局面嚴重影響和制約了立式沖擊破碎機在我國進一步的應用和發(fā)展，故對錘頭材料和質量進行研究有著十分重要的理論意義和實用價值。

l錘頭材料的研究

1.1錘頭材質選擇

隨著新的耐磨材料不斷研制，高鉻鑄鐵作為第三代抗磨材料，已廣泛用于冶金、礦山、材等工業(yè)部門的破碎設備。如：球磨機磨球，各種破碎機的錘頭、板錘、襯板等，尤其是由美國Clmax公司研制的15cr3Mo合金，以其抗磨性高而出名。但由于國內Mo合金資源缺乏且價格昂貴，推廣應用受到一定限制。我國W，Mn資源豐富，且w與Mo的性質相似，它與碳的結合力稍低于Mo，但強于Cr，Mn，W與Mo一樣能提高過

冷奧氏體的穩(wěn)定性，顯著抑制珠光體轉變，且在碳化物與基體中的分配較Mo均勻，抑制珠光體的作用發(fā)揮較好。Mn具有促進珠光體向奧氏體轉變作用，且冷卻時使奧氏體形成馬氏體的傾向增強。為此，我們選擇高鉻錳鎢合金作為錘頭的試驗材料，其成分范圍見表1。%

表1高鉻錳鎢合金成分1.2材質的熱處理工藝為了增強高鉻錳鎢合金錘頭的耐磨性和沖擊韌性，延長其使命壽命，其熱處理工藝如圖1所示。高鉻錳鎢合金經淬火后，進行低溫回火處理以消除鑄件的殘余應力，使淬火馬氏體轉變?yōu)榛鼗瘃R氏體，以改善其沖擊韌性。1.3材質的金相組織及機械性能高鉻錳鎢合金經熱處理后，金相組織如圖2所示，其組織為：馬氏體+一次碳化物+鑄鐵少量粒狀二次碳化物+少量殘余奧氏體。一次碳化物呈分散、孤立狀，且塊度較小，體積比值達27%左右，起到了抗磨損的骨干作用;支撐一次碳化物的馬氏體基體，由于其上析出高度彌散的二次碳化物的緣故，進一步強化了馬氏體，提高了基體組織的抗磨性能;少量的殘余奧氏體減緩了裂紋擴展的趨勢，從而使高鉻錳鎢合金抗磨性能高且韌性較好。圖2高鉻錳鎢合金熱處理后的金相組織高鉻錳鎢合金的機械性能經反復測試后見表2，由表中數(shù)據可知，高鉻錳鎢合金的硬度高且韌性較好?！?24·表2高鉻錳鎢合金的機械性能沖擊值ak 硬度 礦。

1.4錘頭使用壽命的對比

用高鉻錳鎢合金生產的錘頭裝機進行了生產運行試驗，其試驗結果與原合金鋼錘頭使用情況對比表3錘頭使用壽命的對比錘 頭 平均使用壽錦o/h原合金錘頭 366995高鉻錳鎢合金錘頭l 12015Cr3Mo合金錘頭從表3可知，用高鉻錳鎢合金生產的錘頭，其使用壽命與美國的15Cr3Mo合金錘頭相當，是原合金鋼錘頭的2.7倍左右。

2錘頭質量的研究

2.1錘頭動力學的分析

在立式沖擊破碎機中，其錘頭與單顆粒物料的碰撞過程如圖3所示。由于碰撞過程極為復雜，為了便于研究，對它的碰撞過程進行如下幾點假設：①錘頭與物料的碰撞發(fā)生在錘頭碰撞中心上，即錘頭與銷軸間的碰撞反沖量S：=0;②錘頭與物料的碰撞是彈性正碰撞;③在碰撞過程中，忽略摩擦力和風阻等影響。圖3錘頭與單顆粒物料碰撞的力學模型根據上述假設，錘頭對單顆粒物料碰撞過程可簡化為圖3(b)所示的力學模型。

2錘頭質量的確定

根據設計要求，在確定錘頭質量時，一方面應使其能破碎物料，另一方面應使錘頭不致于過度偏倒據有關資料介紹心]，錘頭的偏轉問題主要與轉子的轉速有關。根據破碎理論可知，欲破碎物料，必須滿足能量條件和受力條件。能量條件是指錘頭質量產生的能量E，必須大于或等于破碎物料時所需的功A。受力條件是指錘頭質量與物料碰撞產生的沖擊力必須大

于物料破碎時所需的力。一般情況時，錘頭質量與物料碰撞產生的沖擊力遠遠大于物料破碎時所需的力，在此不作考慮。

(1)在錘頭材料方面，選用高鉻錳鎢合金作為錘頭材料，經熱處理后，其金相組織為：馬氏體1“次碳化物+少量粒狀二次碳化物+少量殘余奧氏體，經生產運行試驗證明，其使用壽命與美國的15Cr3Mo合金錘頭相當，是原合金鋼錘頭的2.7倍左右，因此高鉻錳鎢合金是目前工程上較為理想的}等P;Z蠢.(10)破碎機材料之一。

(2)在錘頭質量方面，正確確定錘頭質量的大

小對提高該機型生產率、降低功耗有著十分重要的意義。本研究根據錘頭動力學分析和破碎的能量條件，導出了錘頭質量的計算公式，為錘頭質量的確定提供了一定的理論依據。