GP460/150型給料破碎機是煤礦井下短壁機械化采煤作業(yè)中連續(xù)采煤機后配套運輸?shù)年P(guān)鍵設(shè)備之一。與連續(xù)采煤機、錨桿鉆車、運煤車（或梭車）和帶式輸送機配套使用，實現(xiàn)落煤、裝煤、支護(hù)、破碎及運煤的機械化作業(yè)。主要由機架、料斗、輸送部、破碎部、行走部、潤滑系統(tǒng)、液控系統(tǒng)和噴霧系統(tǒng)等組成，具有行走、破碎、運輸?shù)墓δ埽菣C、電、液一體化的設(shè)備。
破碎裝置是給料破碎機的關(guān)鍵部分，該部分的好壞直接關(guān)系到設(shè)備的成敗，所以在設(shè)計過程中進(jìn)行了充分的調(diào)研和計算，確定了GP460/150型給料破碎機破碎裝置的主要技術(shù)參數(shù)和結(jié)構(gòu)型式，實踐證明，GP460/150型給料破碎機破碎裝置的設(shè)計是成功的。
1、破碎形式的確定
破碎機有錘式、輥式、顎式和盤式等多種破碎形式，每種破碎形式都各有特點：錘式破碎形式破碎的塊度大，沖擊力大；輥式破碎形式破碎的塊度小，但過煤量也�。槐P式破碎形式體積小，過煤量大，破碎塊度容易調(diào)節(jié)。根據(jù)給料破碎機的配套情況，經(jīng)過仔細(xì)的分析比較，認(rèn)為連采機采下的煤塊度不是特別大，所以不需要采用錘式破碎形式，輥式破碎形式在運量上不能滿足要求，所以選用盤式破碎形式最合理．盤式破碎形式在破碎塊度和運量等方面都能滿足CP460/150型給料破碎機的要求。
2、主要技術(shù)參數(shù)
2.1破碎軸轉(zhuǎn)速和破碎功率的確定
因為沒有此類破碎機的計算方法，所以參考輥式破碎機的計算，并類比美國朗艾道( LONG - AIR-DOX)公司1030型給料破碎機的技術(shù)參數(shù)，確定了該破碎裝置的破碎軸轉(zhuǎn)速為112 r/min，驅(qū)動電機功率為75 kW。
2.2主要技術(shù)參數(shù)
破碎能力：460 t/h；最大破碎硬度：f<6；破碎滾筒規(guī)格：5個破碎盤，帶破碎齒的盤最大外徑640mm；破碎齒數(shù)量：5個盤，每個盤上6把破碎齒，共30把破碎齒；出料粒度：≤300 mm；電動機型號：YBK280S -4 - 7583；功率：75 kW；電壓：660/1 140V；轉(zhuǎn)速：1 470 r/min；減速器形式：蝸輪蝸桿；速比：10:1；破碎軸轉(zhuǎn)速：112 r/min。
3、主要結(jié)構(gòu)及部件的設(shè)計研究
3.1破碎裝置的組成
破碎裝置主要由破碎傳動系統(tǒng)和破碎軸組件組成。破碎傳動系統(tǒng)是破碎系統(tǒng)的動力源，主要由電動機、輪胎式聯(lián)軸器、蝸輪蝸桿減速器、傳動鏈、鏈輪等部件組成，見圖1。破碎軸組件由蓋板組件、破碎軸組件、傳動鏈輪組件、破碎齒、測速輪等組成，見圖2。
另外，在破碎軸組件的后面掛有膠帶簾，簾布可蓋住煤塊，使煤塊在破碎過程中不致于發(fā)生飛揚，既保護(hù)環(huán)境又保證人員安全，還可使煤塊疏松，易于破碎；在破碎軸組件的前、后都設(shè)有噴霧裝置，使用液壓系統(tǒng)的冷卻水，既降低了破碎時的粉塵，又充分利用了水資源。
3.2破碎塊度的調(diào)節(jié)
為增強實用性，設(shè)計的破碎裝置是可調(diào)的，每60 mm為一檔，只要調(diào)節(jié)破碎軸組件在機架上的安裝高度，即可調(diào)節(jié)出煤塊度，滿足對不同塊度的需求。
3.3過載保護(hù)
因為破碎裝置受到的沖擊載荷大，為增強安全可靠性，在過載保護(hù)方面下了很大功夫，從機和電兩方面著手，設(shè)計采用剪切銷和速度傳感器雙重保護(hù)，剪切銷裝于破碎組件左端，當(dāng)破碎軸組件被卡住過載時，驅(qū)動系統(tǒng)負(fù)載增大，剪切銷被剪斷，驅(qū)動系統(tǒng)與破碎組件的動力被切斷，從而保護(hù)破碎組件不被損壞，重新工作時需更換一個新的剪切銷；速度傳感器安裝在破碎組件的右端，若破碎組件轉(zhuǎn)速下降到75r/min，PLC將發(fā)出信號，使真空接觸器斷電，電機停轉(zhuǎn)。除此之外，電機和減速器之間還選用了輪胎聯(lián)軸器，也起到了過載保護(hù)的作用。實踐證明，破碎驅(qū)動部得到了有效的保護(hù)。
3.4破碎齒的設(shè)計及布置
破碎軸上破碎齒的排列布置，關(guān)系到整機的破碎能力，是給料破碎機的重要環(huán)節(jié)之一。經(jīng)過對采煤機滾筒、掘進(jìn)機截割部以及滾齒式破碎機的大量調(diào)研和計算后，確定了本機的破碎齒結(jié)構(gòu)及布置形式。破碎齒采用強力鎬形截齒，通過硬化處理，增強了耐磨性和抗沖擊性，延長了使用壽命。破碎齒通過彈性擋圈固定在破碎盤上，更換方便。為保證煤流空間，采用了5個破碎盤，每個破碎盤上裝有6把破碎齒，共30把破碎齒螺旋均布在一個圓周上，見圖3。保證每一時刻僅有1把破碎齒破煤，使軸受力均勻，沖擊載荷小。
3.5鏈傳動的設(shè)計
3.5.1鏈傳動形式的選用
鏈傳動是屬于具有中間撓性件的嚙合傳動，兼有齒輪傳動和帶傳動的一些特點。與齒輪傳動相比，鏈傳動的制造和安裝精度要求較低；鏈輪齒受力情況較好，承載能力較大；有一定的緩沖和減振性能；中心距可以大一些而結(jié)構(gòu)輕便。與摩擦型帶傳動相比，鏈傳動的平均傳動比準(zhǔn)確；傳動效率稍高；鏈條對軸的拉力較��；同樣使用條件下，結(jié)構(gòu)尺寸更為緊湊；此外，鏈條的磨損伸長比較緩慢，張緊調(diào)節(jié)工作量較小，并且能在惡劣環(huán)境條件下工作。鏈傳動的主要缺點是：不能保持瞬時傳動比恒定；工作時有噪聲；磨損后易發(fā)生跳齒；不適用于受空間限制要求中心距小以及急速反向傳動的場合。根據(jù)鏈傳動的特點及給料破碎機的設(shè)計要求，確定破碎傳動采用鏈傳動。
3.5.2傳動鏈的確定
根據(jù)設(shè)計要求，選用單排鏈條，小鏈輪齒數(shù)16，轉(zhuǎn)速147 r/min，大鏈輪齒數(shù)21，轉(zhuǎn)速112r/min，設(shè)計功率：
所以n= 10.6
從現(xiàn)場使用情況看，鏈條選型合理，滿足使用要求。
3.6傳動鏈張緊裝置
傳動鏈張緊裝置是為了調(diào)整傳動鏈具有合適的張緊力而設(shè)計的。主要由張緊輪調(diào)節(jié)架、張緊輪、擋圈、彎頭等零部件組成，張緊輪安裝在可移動的座板上，通過移動張緊輪來調(diào)節(jié)傳動鏈的張緊力。
3.7主要結(jié)構(gòu)特點
盤式破碎結(jié)構(gòu)形式，螺旋形布齒；破碎塊度可調(diào)節(jié)，滿足不同的需要；破碎齒采用強力鎬形截齒，通過硬化處理，增強了耐磨性和抗沖擊性；設(shè)計采用剪切銷和速度傳感器雙重過載保護(hù)，安全可靠；破碎傳動選用鏈傳動，緩沖和減弱了破碎裝置的沖擊和振動。
4、試制研究
4.1破碎軸組件的焊接
破碎軸組件由破碎軸、破碎盤和齒座組成，5個破碎盤焊在破碎軸上，30個齒座再焊在破碎盤上，破碎軸材料選用30 CrMo，破碎盤材料選用27 SiMn，齒座材料原選用42 CrMo，后改為30 CrMo，因為42 CrMo淬火再回火后硬度達(dá)到HRC50~ 55，容易裂，與破碎盤焊接后再退火，又把硬度降低了，所以改成30 CrMo，淬火硬度HRC42~ 48。
由于破碎組件要承受破碎過程中的阻力和沖擊載荷，所以要求破碎組件要有較高的焊接強度。30 CrMo和27 SiMn焊接，工藝上要求必須先預(yù)熱，否則會產(chǎn)生裂紋，焊后再退火，最終達(dá)到設(shè)計和使用要求。
4.2破碎傳動系統(tǒng)的安裝調(diào)試
在安裝調(diào)試傳動系統(tǒng)的過程中，保證傳動件的對中性是非常重要的。電動機出軸和減速器輸入軸要對中，防止電機、減速器和輪胎聯(lián)軸器損壞，延長使用壽命；安裝鏈傳動應(yīng)使減速器輸出軸上的傳動鏈輪和破碎組件上的傳動鏈輪兩輪輪寬的中心平面軸向位移誤差A(yù)e≤0. 2a/100a=2.8mm，兩鏈輪旋轉(zhuǎn)平面間的夾角誤差A(yù)O≤0. 6/100 rad。另外，傳動鏈靠增設(shè)的張緊輪張緊，合適的松邊垂度推薦為f=(0.01—0.02)a =14.16—28.32 mm。
5、使用改進(jìn)情況
該機于2002年5月1日至8月31日在神東礦區(qū)上灣礦進(jìn)行了井下工業(yè)性試驗，共生產(chǎn)101 d，共出煤424 101 t，煤質(zhì)普氏系數(shù)，=2—6，最高日產(chǎn)量5 500 t，最高班產(chǎn)量2 031 t，其中六月份產(chǎn)量125 119 t，七月份產(chǎn)量108 560 t，八月份產(chǎn)量150 895 t。其技術(shù)性能指標(biāo)達(dá)到設(shè)計要求。
試驗期間破碎裝置工作基本正常，與引進(jìn)的美國朗艾道( LONG - AIRDOX)公司1030型給料破碎機相比，技術(shù)參數(shù)確定合理，破碎能力強，只是破碎傳動系統(tǒng)的輪胎聯(lián)軸器總被撕裂，原因是破碎振動較大，致使減速器的安裝螺栓松動，減速器在傳動鏈的拉動下偏轉(zhuǎn)，造成電機與減速器不同軸，從而撕裂輪胎。為此，增加破碎傳動部固定機架的剛度和強度，并且在解決螺栓防松的同時，在減速器底座處焊接擋塊，防止減速器偏轉(zhuǎn)。實踐證明，在隨后的批量生產(chǎn)使用中，這樣的改進(jìn)起到了明顯的效果，解決了輪胎聯(lián)軸器撕裂的問題。
6、結(jié)語
GP460/150型給料破碎機的破碎裝置是一種新型的破碎裝置，采用盤式破碎結(jié)構(gòu)形式，螺旋形布齒方式，并選用強力鎬形截齒，在噴霧狀態(tài)下直接對原煤進(jìn)行連續(xù)破碎并自動輸送，還采取了雙重過載保護(hù)措施，該裝置功率大、效率高、破碎質(zhì)量好，可廣泛用于采煤及其他礦石的開采破碎。
