锤式破碎机锤头失效的原因分析及处理办法

锤式破碎机的主要易损件是锤头。一般认为，90—125kg的锤头为大型，25kg以下为小型，其余为中型。大屯水泥厂一般使用25—50kg锤头。锤头磨损失效方式多以冲击凿削为主，伴有冲刷显微切削磨损。

锤头失效的宏观特征是锤头磨损和断裂。锤头磨损是正常现象，它发生在锤头的表面、顶端及锤孔和锤轴间的摩擦面。磨损的微观形貌表现为冲击坑和切削犁沟。锤头的断裂破坏是不正常的。

(1)原因分析

被破物料与高速旋转的锤头相冲击，如以正向冲击时，其冲击力全部转化为对锤面的压应力，使锤头金属表面产生塑性变形和微裂纹，在反复多次塑变情况下裂纹扩展，金属受挤压形成碎片脱落，导致冲击磨损，冲击力大时，锤头表面可产生加工硬化，硬度较大，硬化层较深。如以一定冲击角度进行冲击，则冲击力分解为垂直于锤面的法向应力和平行于锤面的切向应力，对锤头表居金属产生显微切削、印刷，使金属表面磨损，形成切削沟槽。

新一代单段冲击式锤式破碎机锤头在工作时本身承受着离心力、承受着矿石的强烈的反作用力，还有锤孔与锤轴之间接触的摩擦应力和拉伸刀，这些力都会对锤头产生破坏作用。

锤头磨损属正常现象，锤头的断裂破坏是非正常的。其原因主要是材质选择及制造工艺的缺陷，使锤头本身强度及塑性不足，产生应力集中，或使用不当等因素造成。

(2)处理办法

①根据捶头大小不同及使用的工况条件不同，选择适宜的材质制造锤头。对于12kg以下的锤头，应选择有一定韧性，以硬度大为主导的材料；对于50kg级锤头，应选择高韧性超强高锰钢制造锤头，其屈服强度要达到450N／mm²，初始硬度要达到HB260-300；对于大型破碎机90kg和125kg锤头，必须选用高韧性材料，并辅以其他综合性能。当今锤式破碎机使用的村质及制造工艺方法很多，但基本属于铸造、锻造、堆焊、组合四大类若干种材质。简介如下：

a)复合型高锰钢锤头：在普通高锰钢锤头的主要磨损部位加入GT35合金块(含C0.6％，Cr2.0％，Mo2.0％，TiC35％，Fe60.4％，HM=1030，αk=3-5J／cm²)，利用高锰钢的高韧性和CT35合金块的耐磨性的良好匹配，延长锤头使用寿命，制成复合型高锰钢锤头。

b)高锰铬钢铸造锤头：在高锰钢的基础上，加入一定量的铬，提高其原始硬度，特别是提高屈服极限而无损于抗拉强度和延伸率，提高耐磨性而避免其塑性变形。德国O＆K公司产CXl20Mn12CDIN.N.13401高锰铬钢含有C1.10％—1.30％，Si0.30％一0.50％，Mn12.0％—13.0％，Cr1.5％—2.0％，热处理硬度(HB)为200—260；丹麦FLS公司产Maf330+1％Cr高锰铬钢含有C≤1.20％，Si≤0.40％，Mn≤12.0％，Cr≤1.0％，HB≤229；日本粟米铁工所产SM高锰铬钢含有C0.30％—0.90％，Si＜0.80％，Mn11.0％—14.0％，Crl.5％—2.5％，HB＞190。

c)合金钢锻造锤头。德国O＆K公司选用450钢，洪堡(KHD)则选用30crMo9v，美国ESCO公司选用12S。这三种合金结构钢材料都不同程度自有铬(cr)，钼(Mo)等合金元素。锻造工艺过程大体是：精炼合金钢水注成钢锭一锻造开坯—模锻成型—调质处理一锤孔等加工—锤头打击区热处理—无损探伤。

d)复合铸造的高铬铸铁锤头。它是在合金结构锻造的锤柄上，复合浇铸上高铬铸铁，使锤头受冲击摩擦的部位为高铬铸铁树料，使锤柄部分有足够塑性，睡头端部有极高硬度和耐磨性能。

e)组合式锤头。设计者将锤头端部受冲击易磨损部分制成活动件，使维修者不必卸下整个锤头，只要拆装冲击头部的销轴，即可快速更换锤头端部易损件。该锤头的材质以选用高铬铸铁为多，也可选用其他耐磨材料。组合式锤头式样如图1.14所示。

②锤头延寿方法：

a)为了提高锤头耐磨性，在其工作面上涂焊一薄层硬质合金。

b)锰钢制的锤头磨损后，可用锰钢焊条堆焊的方法进行修补。中铬、高铬材质锤不易修复。

在锤头顶部堆焊过程中，可向堆焊金届中引入成分为1.2—1.5mm不等轴颗粒状列立特加固硬质合金，而基础合金为专用的高铬铸铁。添加列立特时，沿锤头顶部填入，使锤头顶部获得较多硬质颗粒。

也可采用堆焊膏堆焊。即在堆焊表面敷上一层厚度为5mm的堆焊膏，经5—12h的干燥后，用φ10mm的镀铜碳极使之熔化，锤头接正极，用直流正接法堆焊，电流为400—450A，堆焊层厚度为2.5-3.5mm。

c)对破碎机转子部的端部圆盘和中间圆盘进行改进，提高锤头的利用率，相对延长远头的使用寿命。以PC800mm x 800mm型锤式破碎机为例，可在端部圆盘和中间圆盘上配钻6个φ40mm销轴蚀孔，均布在φ450mm的圆周上，与原销轴孔错开30°圆心角布置，见图1.15。把经过正反两次交替使用后不能在原来位置上继续工作的空套锤头、销轴及间隙竟拆下，与新配站的6个φ40mm轴孔组装起来，以保证转子平衡。重新调整锤头与筛条、破碎板和筛条与筛条之间的间隙后继续使用此时锤头顶点位置在φ820mm圆周上，锤头线速度略高，打击力略降，但可通过调整进机物料粒度加以解决。即：将入料粒度由≤120mm调至≤100mm就可以正常工作。据介绍，改进后锤头可正反交替使用4次，睡头寿命延长13d，年锤头耗用量节约2／5。最后卸下的“锤头”，用合金钢焊条堆焊或整形处理后可继续使用。