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摘 要 焊接机架颚式破碎机是笔者所在公司为适应国家经济建设要求和用户使用需求，在原有铸钢机架颚式破碎机基础上进行优化设计的一种改进型破碎机。其具有结构更简单、使用更可靠、生产效率更高、制造周期更短、生产成本更低、外形更美观、制造过程更环保等优点。因此，焊接机架颚式破碎机具有良好的经济效益和社会效益。
关键词 颚式破碎机，焊接机架，经济效益，社会效益
1 概 述
破碎机是各种石料、矿物破碎的主要机器设备。近百年来，经世界各国科学家和广大工程技术人员的不断努力，破碎机已发展到十几个品种，包括颚式破碎机、反击式破碎机、圆锥式破碎机、锤式破碎机、旋回式破碎机等，各种破碎机都具有其特点，以满足不同用户对各种石料、矿物的不同需要。虽然破碎设备已发展到如此繁多的种类，但目前国内市场上，颚式破碎机仍然是最为广泛使用的品种之一，其中以铸钢机架颚式破碎机为代表。虽然铸钢机架长期以来被视为破碎机机架最好的一种，但它也有其缺点：（1）结构复杂；（2）加工难度大；（3）生产周期长；（4）铸件生产过程对环境污染严重；（5）很多铸造缺陷会在使用过程中慢慢释放出来，导致机架报废。
近几年来，国内外出现了一种将给料机、破碎机、振动筛以及各式胶带输送机巧妙配套组合成台车的移动式破碎筛分站，该设备要求装配于其上的破碎机的外形尺寸尽可能小，以节约安装空间。从市场反应来看，由于移动式破碎筛分站具有不需浇注固定水泥基础、移动灵活、组合方便，且可重复使用的特点，越来越受到用户(特别是国外用户)的欢迎，市场需求量日益提高。但由于受到铸钢机架颚式破碎机外形尺寸较大的影响，PE600×900以上规格型号(包括PE600×900)的颚式破碎机配套上台车的话，其移动式破碎筛分站的整体尺寸太大，对设备的运输造成较大困难。由于这一原因的存在，严重制约着移动式破碎筛分站产销量的提高。
为了缓解国家经济发展带来的环保压力、降低破碎机的生产成本、满足移动式破碎筛分站对颚式破碎机外形尺寸的要求，经过技术人员的努力，对传统的铸钢机架颚式破碎机进行了结构上的优化，设计出改进型的焊接机架颚式破碎机。该破碎机具有结构更简单、生产效率更高、制造周期更短、生产成本更低、外形更美观、制造过程更环保等优点。
2 焊接机架颚式破碎机的结构组成及特点分析
焊接机架颚式破碎机的主要零部件组成与铸钢机架颚式破碎机没有很大的区别，包括机架、动颚、偏心轴、飞轮、皮带轮、固定齿板、活动齿板、边护板、肘板、排料口调整机构、弹簧拉紧装置等零部件，如图1所示。不同的是对各零部件的具体结构和部分零部件之间的装配连接方式进行了改进，主要体现在以下几方面：
（1） 整个机架除轴承座外其余全采用厚钢板焊接而成；
（2） 机架轴承采用紧定衬套装配，在衬套与偏心轴锥面配合处增加定位平键；
（3） 调整座安装采用契块锁紧；
（4） 排料口调整机构取消调整座拉杆；
（5） 皮带轮、飞轮与偏心轴采用胀套连接，且外径尺寸减小；
（6） 降低动颚悬挂高度。
通过对铸钢机架颚式破碎机以上几处结构的优化，改进后的焊接机架颚式破碎机在性能上有了较大的提高(以铸钢机架颚式破碎机PE600×900和焊接机架颚式破碎机SRE600×900的对比为例，详细参数比较见表1)。由表1可知：
（1） 焊接机架颚式破碎机在进料口大小不变的情况下，增大了排料口的调整范围，因此扩大了可生产产品的粒度选择范围，机器平均处理能力提高了20%以上。
（2） 铸钢机架在铸造过程中，往往铸造余量较大。改为钢板焊接机架后，其重量减轻了1.1吨，大大节约了破碎机的生产成本。
（3） 由于改铸钢机架为钢板焊接机架，使得机架生产制造时间大大缩短。铸钢机架生产制造过程主要有两方面较费时间，一是铸件铸造生产周期长，二是所有加工部位都必须在大型机床上加工，浪费工时。而焊接机架除轴承座必须先粗加工，与侧板焊后再精加工外，其余加工部位均可在不同的较小机床上同时加工好后再焊接，这样就大大降低了机架生产和加工时间。加上其它结构简化后所节省的制造时间，改进后整机的生产周期由20天降低至14天，降幅达30%。
（4） 破碎机的外形尺寸长、宽、高明显减小，很好地满足了移动式破碎筛分站对颚式破碎机外形尺寸的要求。
除了表1中所反映的改进后的焊接机架颚式破碎机的性能提高外，它与铸钢机架颚式破碎机相比还具有以下几方面的优势：
（1） 机架不存在铸造缺陷和焊接应力，使用更为可靠。机架采用钢板焊接后，在制造过程中，采用特殊的方式对整台机架都进行了去应力处理，这样既避免了铸造缺陷，又彻底解决了以往由于受设备、工艺等限制而无法解决的焊接应力问题，保证了机架在使用过程中不会因铸造缺陷和焊接应力而使机架报废。
（2） 对动颚进行了三维模拟优化设计，纠正了以往设计不合理的部位，使其结构更简单合理，受力状况更好。并且其重量也减轻了0.24t，实现了成本的有效降低。
（3） 调整座的安装采用楔块锁紧；机架轴承采用紧定衬套装配，并在其连接处增加定位平键；排料口调整机构取消了调整座拉杆；皮带轮、飞轮与偏心轴采用胀套连接等，既简化了结构，大大方便了维修装拆，又使连接更加可靠，减小了故障的发生机率。
（4） 众所周知，钢板表面质量比铸钢件要好得多。加上用厚钢板焊接而成的机架外部结构简单，因此生产成形的破碎机外观质量相当好。由于目前市场（特别是国外市场）对破碎机的内部质量和外观质量要求都越来越高，所以改进后的破碎机深受用户青睐。
3 经济效益与社会效益分析
按改进后的SRE600×900与改进前的 PE600×900比较可知，焊接机架破碎机整机重量为15.2t，铸钢机架破碎机整机重量为17.6t，目前市场上钢板单价比铸钢件单价低1000元/t以上。按笔者所在公司现有的生产能力及市场销售能力，每年可生产并销售30台套以上该型号的破碎机。铸钢件单价按7000元/t吨计算，则此项每年可降低原材料成本［7000×(17.6-15.2)+15.2×1000］×30=96万元。由于其结构的简单化、生产周期缩短，生产过程中的成本可降低1.2～1.5万元/台，则据此项每年可降低成本约1.3×30=39万元。所以，在销售价格不变的情况下，光是成本降低这一项，该种机型就可为公司增加利润150多万元；如果降低单台销售价格，则会充分体现其市场竞争优势，销量一定会大幅增加，因此其经济效益相当显著。
众所周知，铸件的生产过程会产生大量的粉尘，对环境的污染非常大。现阶段，国外发达国家将铸件的生产尽可能转移至发展中国家，这样既保护了他们本国的环璄，又利用发展中国家低廉的劳动力来降低生产成本，可达到一箭双雕的效果。虽然这种状况的出现在现阶段有助于包括我国在内的发展中国家的经济发展，但同时也大大增加了我国环境保护的压力，让可持续发展的国家发展战略受到严重挑战。随着我国经济的不断发展，国家对环境保护的重视程度日益提高，这也是对依赖铸件生产的企业发展的一种潜在社会威胁。颚式破碎机机架由铸件改为钢板焊接后，在一定程度上减少了铸件的生产量，相应就减少了国家经济建设的环保压力。同时对破碎机生产企业本身来说也改善了其发展前景，因此其社会效益不容置疑。
4 结论
由以上分析可知，焊接机架颚式破碎机具有结构更简单、使用更可靠、生产效率更高、制造周期更短、生产成本更低、外形更美观、制造过程更环保等优点，其经济效益和社会效益都很显著，具有很大的推广应用价值。
关键词 颚式破碎机，焊接机架，经济效益，社会效益
1 概 述
破碎机是各种石料、矿物破碎的主要机器设备。近百年来，经世界各国科学家和广大工程技术人员的不断努力，破碎机已发展到十几个品种，包括颚式破碎机、反击式破碎机、圆锥式破碎机、锤式破碎机、旋回式破碎机等，各种破碎机都具有其特点，以满足不同用户对各种石料、矿物的不同需要。虽然破碎设备已发展到如此繁多的种类，但目前国内市场上，颚式破碎机仍然是最为广泛使用的品种之一，其中以铸钢机架颚式破碎机为代表。虽然铸钢机架长期以来被视为破碎机机架最好的一种，但它也有其缺点：（1）结构复杂；（2）加工难度大；（3）生产周期长；（4）铸件生产过程对环境污染严重；（5）很多铸造缺陷会在使用过程中慢慢释放出来，导致机架报废。
近几年来，国内外出现了一种将给料机、破碎机、振动筛以及各式胶带输送机巧妙配套组合成台车的移动式破碎筛分站，该设备要求装配于其上的破碎机的外形尺寸尽可能小，以节约安装空间。从市场反应来看，由于移动式破碎筛分站具有不需浇注固定水泥基础、移动灵活、组合方便，且可重复使用的特点，越来越受到用户(特别是国外用户)的欢迎，市场需求量日益提高。但由于受到铸钢机架颚式破碎机外形尺寸较大的影响，PE600×900以上规格型号(包括PE600×900)的颚式破碎机配套上台车的话，其移动式破碎筛分站的整体尺寸太大，对设备的运输造成较大困难。由于这一原因的存在，严重制约着移动式破碎筛分站产销量的提高。
为了缓解国家经济发展带来的环保压力、降低破碎机的生产成本、满足移动式破碎筛分站对颚式破碎机外形尺寸的要求，经过技术人员的努力，对传统的铸钢机架颚式破碎机进行了结构上的优化，设计出改进型的焊接机架颚式破碎机。该破碎机具有结构更简单、生产效率更高、制造周期更短、生产成本更低、外形更美观、制造过程更环保等优点。
2 焊接机架颚式破碎机的结构组成及特点分析
焊接机架颚式破碎机的主要零部件组成与铸钢机架颚式破碎机没有很大的区别，包括机架、动颚、偏心轴、飞轮、皮带轮、固定齿板、活动齿板、边护板、肘板、排料口调整机构、弹簧拉紧装置等零部件，如图1所示。不同的是对各零部件的具体结构和部分零部件之间的装配连接方式进行了改进，主要体现在以下几方面：
（1） 整个机架除轴承座外其余全采用厚钢板焊接而成；
（2） 机架轴承采用紧定衬套装配，在衬套与偏心轴锥面配合处增加定位平键；
（3） 调整座安装采用契块锁紧；
（4） 排料口调整机构取消调整座拉杆；
（5） 皮带轮、飞轮与偏心轴采用胀套连接，且外径尺寸减小；
（6） 降低动颚悬挂高度。
通过对铸钢机架颚式破碎机以上几处结构的优化，改进后的焊接机架颚式破碎机在性能上有了较大的提高(以铸钢机架颚式破碎机PE600×900和焊接机架颚式破碎机SRE600×900的对比为例，详细参数比较见表1)。由表1可知：
（1） 焊接机架颚式破碎机在进料口大小不变的情况下，增大了排料口的调整范围，因此扩大了可生产产品的粒度选择范围，机器平均处理能力提高了20%以上。
（2） 铸钢机架在铸造过程中，往往铸造余量较大。改为钢板焊接机架后，其重量减轻了1.1吨，大大节约了破碎机的生产成本。
（3） 由于改铸钢机架为钢板焊接机架，使得机架生产制造时间大大缩短。铸钢机架生产制造过程主要有两方面较费时间，一是铸件铸造生产周期长，二是所有加工部位都必须在大型机床上加工，浪费工时。而焊接机架除轴承座必须先粗加工，与侧板焊后再精加工外，其余加工部位均可在不同的较小机床上同时加工好后再焊接，这样就大大降低了机架生产和加工时间。加上其它结构简化后所节省的制造时间，改进后整机的生产周期由20天降低至14天，降幅达30%。
（4） 破碎机的外形尺寸长、宽、高明显减小，很好地满足了移动式破碎筛分站对颚式破碎机外形尺寸的要求。
除了表1中所反映的改进后的焊接机架颚式破碎机的性能提高外，它与铸钢机架颚式破碎机相比还具有以下几方面的优势：
（1） 机架不存在铸造缺陷和焊接应力，使用更为可靠。机架采用钢板焊接后，在制造过程中，采用特殊的方式对整台机架都进行了去应力处理，这样既避免了铸造缺陷，又彻底解决了以往由于受设备、工艺等限制而无法解决的焊接应力问题，保证了机架在使用过程中不会因铸造缺陷和焊接应力而使机架报废。
（2） 对动颚进行了三维模拟优化设计，纠正了以往设计不合理的部位，使其结构更简单合理，受力状况更好。并且其重量也减轻了0.24t，实现了成本的有效降低。
（3） 调整座的安装采用楔块锁紧；机架轴承采用紧定衬套装配，并在其连接处增加定位平键；排料口调整机构取消了调整座拉杆；皮带轮、飞轮与偏心轴采用胀套连接等，既简化了结构，大大方便了维修装拆，又使连接更加可靠，减小了故障的发生机率。
（4） 众所周知，钢板表面质量比铸钢件要好得多。加上用厚钢板焊接而成的机架外部结构简单，因此生产成形的破碎机外观质量相当好。由于目前市场（特别是国外市场）对破碎机的内部质量和外观质量要求都越来越高，所以改进后的破碎机深受用户青睐。
3 经济效益与社会效益分析
按改进后的SRE600×900与改进前的 PE600×900比较可知，焊接机架破碎机整机重量为15.2t，铸钢机架破碎机整机重量为17.6t，目前市场上钢板单价比铸钢件单价低1000元/t以上。按笔者所在公司现有的生产能力及市场销售能力，每年可生产并销售30台套以上该型号的破碎机。铸钢件单价按7000元/t吨计算，则此项每年可降低原材料成本［7000×(17.6-15.2)+15.2×1000］×30=96万元。由于其结构的简单化、生产周期缩短，生产过程中的成本可降低1.2～1.5万元/台，则据此项每年可降低成本约1.3×30=39万元。所以，在销售价格不变的情况下，光是成本降低这一项，该种机型就可为公司增加利润150多万元；如果降低单台销售价格，则会充分体现其市场竞争优势，销量一定会大幅增加，因此其经济效益相当显著。
众所周知，铸件的生产过程会产生大量的粉尘，对环境的污染非常大。现阶段，国外发达国家将铸件的生产尽可能转移至发展中国家，这样既保护了他们本国的环璄，又利用发展中国家低廉的劳动力来降低生产成本，可达到一箭双雕的效果。虽然这种状况的出现在现阶段有助于包括我国在内的发展中国家的经济发展，但同时也大大增加了我国环境保护的压力，让可持续发展的国家发展战略受到严重挑战。随着我国经济的不断发展，国家对环境保护的重视程度日益提高，这也是对依赖铸件生产的企业发展的一种潜在社会威胁。颚式破碎机机架由铸件改为钢板焊接后，在一定程度上减少了铸件的生产量，相应就减少了国家经济建设的环保压力。同时对破碎机生产企业本身来说也改善了其发展前景，因此其社会效益不容置疑。
4 结论
由以上分析可知，焊接机架颚式破碎机具有结构更简单、使用更可靠、生产效率更高、制造周期更短、生产成本更低、外形更美观、制造过程更环保等优点，其经济效益和社会效益都很显著，具有很大的推广应用价值。