1、前言
锤式破碎机是矿山、冶金、建材、陶瓷、耐火材料、化工、水泥及环保等工业部门中常见的一种破碎设备，是利用高速回转锤子的打击作用进行破碎的，用于中硬以下物料中碎和细碎作业。目前在生产中使用的环锤破碎机筛条和环锤多为高锰铸钢。又因结构工艺性存在问题，其在实际使用的过程中存在着一些问题，严重影响破碎系统的正常运行。我们通过对多台环锤破碎机进行的设计改进，成功地解决了存在的问题。
2、筛条结构及性能分析
2.1 结构及工艺性方面
环锤破碎机的结构如图1所示，每件筛条主要是由2个筛片组成，靠2道肋来保持其相对距离，同时形成筛孔。多件筛条安装排列后必须是一段圆弧，只有这样才能使其与转子部分有较均匀的间隙，从而达到较好的破碎效果。保证尺寸a>b，c>d是为了使筛条能承受一定的径向冲击力，尺寸e也较大，一般为80～100mm，又由于材质多为ZGMn13，因此在铸造加工工艺方面使得其砂型的分型面、启模以及模型芯子的固定难度都非常大，在浇铸过程中由于尺寸a、6较小，一般为10～13mm，钢水进入空腔时，对空腔的砂壁有一定的冲刷熔化作用，从而使两筛片之间发生粘连或达不到设计的尺寸要求，从而影响了破碎后物料的通过，为了便于铸造，其两片筛片之间的肋也不能过多，这样便使得筛孔成为一条长缝，通过的破碎物料中便有大量片状的大物料加杂其中，从而大大降低了设备的破碎能力。
2.2材质及使用性能方面
高锰铸钢导热性很差，在水韧处理时应缓慢加热，加热温度偏低或保温时间不足则韧性差，加热温度过高屈服点下降，没经水韧处理的高锰铸钢机械性能极差，耐磨性不好不能实际应用，加热至水韧处理温度1050～1150℃，经水韧处理后，硬度通常为HB185～220。在强冲击冷作的条件下，由于加工硬化，表面层的硬度可提高到HB550，心部则仍保持低硬度，因而具有优异的抗冲击磨耗性能，在冲击冷作强度不足的工况条件下，表面硬化层的硬度就不够高，抗磨性也就不太好，在没有冲击冷作的情况下，由于其硬度不高，抗磨性甚至不如碳钢或低合金钢。例如：喷砂机的喷嘴，选用高锰钢或碳素钢来制造，它们的使用寿命几乎是相同的，这是因为喷砂机的喷嘴所通过的小砂粒不能引起高锰钢的硬化所致。
在环锤破碎机中，只有入料端几根筛条在使用中能产生压力和冲击作用，而后面大部分都不能产生冷作硬化，所以其使用寿命与普通低合金钢基本相同，且在使用磨损后无法修补，必须全部更换整根筛条，增加了维修费用。
3、设计改进
针对以上问题，我们对其进行了如下改进设计：
(1)首先将铸件改为铆焊件，采用相同厚度的低合金钢板及圆钢进行焊接，并将原先的两片筛片为一根整筛条改为一片筛片为一根筛条，这样既便于焊接，又省去了铸件分型和砂芯薄而宽造成的麻烦，避免了由于钢水对砂芯的冲刷和熔化造成的粘连及其他铸造缺陷，大大降低了废品率，使生产工期由原来的20 d缩短到2d。
(2)由于低合金钢具有一定的冲击韧性，在受力变形时能够吸收大量的能量，为了使其具有耐磨性，我们在其工作面用高硬度的硬质合金堆焊焊条，堆焊出一定厚度的耐磨层，因而使筛板既具有高锰钢的韧性，又具有一定的耐磨性。
为控制筛下物片状物料的数量，我们则采用增加一定数量的圆钢，使过去的条缝筛孔成为方孔，为防止成型组对时排料道误差造成的堵料，在筛孔尺寸不变的情况下，采用缩短圆钢长度，增大排料空间的方法，从而保证了排料的畅通。
从制造维护检修方面，由于采用了低合金钢为筛条的本体材料，其焊接性能也大大提高，今后一旦耐磨层磨损后，还可以用硬质合金堆焊焊条再进行堆焊修复，且不需进行任何热处理，使一根筛条可多次重复使用，从而也节省了维护检修费用。
4、结语
经改造后的破碎机在肥城矿业集团已有8台，运行良好。其性能和使用寿命不低于高锰钢的产品，这也充分体现了该设计改进的成功。
锤式破碎机是矿山、冶金、建材、陶瓷、耐火材料、化工、水泥及环保等工业部门中常见的一种破碎设备，是利用高速回转锤子的打击作用进行破碎的，用于中硬以下物料中碎和细碎作业。目前在生产中使用的环锤破碎机筛条和环锤多为高锰铸钢。又因结构工艺性存在问题，其在实际使用的过程中存在着一些问题，严重影响破碎系统的正常运行。我们通过对多台环锤破碎机进行的设计改进，成功地解决了存在的问题。
2、筛条结构及性能分析
2.1 结构及工艺性方面
环锤破碎机的结构如图1所示，每件筛条主要是由2个筛片组成，靠2道肋来保持其相对距离，同时形成筛孔。多件筛条安装排列后必须是一段圆弧，只有这样才能使其与转子部分有较均匀的间隙，从而达到较好的破碎效果。保证尺寸a>b，c>d是为了使筛条能承受一定的径向冲击力，尺寸e也较大，一般为80～100mm，又由于材质多为ZGMn13，因此在铸造加工工艺方面使得其砂型的分型面、启模以及模型芯子的固定难度都非常大，在浇铸过程中由于尺寸a、6较小，一般为10～13mm，钢水进入空腔时，对空腔的砂壁有一定的冲刷熔化作用，从而使两筛片之间发生粘连或达不到设计的尺寸要求，从而影响了破碎后物料的通过，为了便于铸造，其两片筛片之间的肋也不能过多，这样便使得筛孔成为一条长缝，通过的破碎物料中便有大量片状的大物料加杂其中，从而大大降低了设备的破碎能力。
2.2材质及使用性能方面
高锰铸钢导热性很差，在水韧处理时应缓慢加热，加热温度偏低或保温时间不足则韧性差，加热温度过高屈服点下降，没经水韧处理的高锰铸钢机械性能极差，耐磨性不好不能实际应用，加热至水韧处理温度1050～1150℃，经水韧处理后，硬度通常为HB185～220。在强冲击冷作的条件下，由于加工硬化，表面层的硬度可提高到HB550，心部则仍保持低硬度，因而具有优异的抗冲击磨耗性能，在冲击冷作强度不足的工况条件下，表面硬化层的硬度就不够高，抗磨性也就不太好，在没有冲击冷作的情况下，由于其硬度不高，抗磨性甚至不如碳钢或低合金钢。例如：喷砂机的喷嘴，选用高锰钢或碳素钢来制造，它们的使用寿命几乎是相同的，这是因为喷砂机的喷嘴所通过的小砂粒不能引起高锰钢的硬化所致。
在环锤破碎机中，只有入料端几根筛条在使用中能产生压力和冲击作用，而后面大部分都不能产生冷作硬化，所以其使用寿命与普通低合金钢基本相同，且在使用磨损后无法修补，必须全部更换整根筛条，增加了维修费用。
3、设计改进
针对以上问题，我们对其进行了如下改进设计：
(1)首先将铸件改为铆焊件，采用相同厚度的低合金钢板及圆钢进行焊接，并将原先的两片筛片为一根整筛条改为一片筛片为一根筛条，这样既便于焊接，又省去了铸件分型和砂芯薄而宽造成的麻烦，避免了由于钢水对砂芯的冲刷和熔化造成的粘连及其他铸造缺陷，大大降低了废品率，使生产工期由原来的20 d缩短到2d。
(2)由于低合金钢具有一定的冲击韧性，在受力变形时能够吸收大量的能量，为了使其具有耐磨性，我们在其工作面用高硬度的硬质合金堆焊焊条，堆焊出一定厚度的耐磨层，因而使筛板既具有高锰钢的韧性，又具有一定的耐磨性。
为控制筛下物片状物料的数量，我们则采用增加一定数量的圆钢，使过去的条缝筛孔成为方孔，为防止成型组对时排料道误差造成的堵料，在筛孔尺寸不变的情况下，采用缩短圆钢长度，增大排料空间的方法，从而保证了排料的畅通。
从制造维护检修方面，由于采用了低合金钢为筛条的本体材料，其焊接性能也大大提高，今后一旦耐磨层磨损后，还可以用硬质合金堆焊焊条再进行堆焊修复，且不需进行任何热处理，使一根筛条可多次重复使用，从而也节省了维护检修费用。
4、结语
经改造后的破碎机在肥城矿业集团已有8台，运行良好。其性能和使用寿命不低于高锰钢的产品，这也充分体现了该设计改进的成功。
