1、前言
500 t残极
破碎机中的齿板是设备的主要受力件。齿板的结构、受力状态及需破坏残极的强度对齿板是否损坏影响很大。以前，为用户提供的设备用来破碎阳极，而2006年为用户制造的残极破碎机用来破碎阴极，在使用过程中发生了齿板断齿事故。
2、500 t残极破碎机工艺流程
起重机将破碎原料吊入500 t残极破碎机破碎室内。吊入过程中柱塞缸、侧部油缸和推料缸均处在非工作状态。在铝厂排料输送系统和收尘系统启动的条件下开始破碎。其工艺流程如图1所示。
3、齿板断齿的分析
500 t残极破碎机自2006年投产运行以来，接连几次发生齿板断齿事故。根据实际情况，我们对500 t残极破碎机齿板断齿事故进行分析，概括起来有以下几方面：
3.1齿板与机架装配
500 t残极破碎机工作时，齿板主要受水平方向和垂直方向的挤压力作用。齿板与机架之间的安装定位，水平方向靠定位键定位；垂直方向通过下锲条和压板的55。斜面定位，详见图2。齿板与机架装配是否到位，主要是由齿板、下锲条、压板的机械加工精度和安装精度决定的。装配时，由于550斜面没有紧密接触，导致齿板和机架的垂直精度小于0.2mm～1000 mm。破碎时，齿板因受力上下窜动，致使把合螺栓受剪、压板受拉，造成把合螺栓松动或剪断，导致压板变形，齿板受力不均而断齿。
3.2齿板受力不均
破碎阴极时，阴极块通常按长度方向斜放在破碎室内。阴极块最大尺寸：3 700 mm x730 mm×525 mm，抗压强度：32～45 MPa。破碎时，齿板最上部的齿承受的弯力最大。由图4可知，齿板550燕尾槽根部，加工后最小厚度仅为15 mm。此处为受力薄弱区，此处每个齿所能承受的最大应力计算如下，受力分析见图3。
通过以上两种计算可以得出：无论是设计理论计算还是实际应用计算，在受力薄弱区内弯矩作用下的应力值都低于齿板选用材料许用应力值(b≥785 MPa)。因此，只有在装配间隙超差时，齿板长期受弯距作用，导致齿板受力不均而变形，使压板连接不牢固，受力后压板松动，才造成第一排齿折断事故的发生，图4(a)为改造前齿板图，图4(b)为改造后齿板图。
3.3其他原因
500 t残极破碎机安装在阴极生产线上，因生产任务重，设备检修不到位，经常超负荷运行，使齿板与机架之间的间隙越来越大，导致螺栓松动，压板变形而发生齿板断齿事故。
4、齿板断齿的设计改进及效果
4.1 齿板断齿的设计改进
500 t残极破碎机作为主要设备安装在阴极生产线上，设备是否能够正常运行，将直接影响生产。为了彻底解决齿板断齿问题，以最低的改进成本、最快的改进时间为原则，对500 t残极破碎机进行如下设计改进。
(1)齿板的设计改进。根据齿板工作时受力不平衡特点，采用机械加工手段，将齿板最上部的齿铣平，见图4(b)。破碎时，使最大受力点下移，避开受力薄弱区，即使齿板与机架之间存在装配间隙，也完全能避免齿板断齿事故的发生。
(2)齿板与机架的设计改进。根据齿板与机架装配间隙难以消除的特点，对机架和压条进行改进。将机架与齿板把合孔深度由40 mm加深到60 mm，M20螺孔扩到M24，并在每两个螺孔之间各增加1个螺孔，以加大把合预紧力。同时，每个螺栓增加螺栓防松弹销（防松弹销防松作用优于普通的弹性垫圈），防止螺栓松动。当齿板与重新设计加工的压条装配到位后，拧紧螺栓并打人防松弹销。避免了因齿板上下窜动，导致螺栓松动，使压板变形而发生齿板断齿事故的发生。
4.2改造效果
500 t残极破碎机自从2008年8月再次投产使用后，设备运行正常、平稳，改进效果良好。从根本上解决了由于齿板与机架装配不到位，齿板与压条接触面过小，导致齿板受力不均衡，使齿板、压条受力变形，螺栓松动等问题，彻底避免了齿板断齿事故的再发生。降低了设备故障率，缩短了设备维修时间，减轻了工作人员劳动强度，提高了生产效率。
5、结论
500 t残极
破碎机齿板断齿原因的分析及设计改进，其方法简单、合理、可操作性强，为以后的设计、制造、安装提供了宝贵的经验。由此可以得出，无论是设计、技术改进，还是设备改进，都必须综合考虑设备工作环境的特殊性、设计是否合理、是否具有工艺的可行性、零部件的加工与装配难易程度、维修维护是否方便等因素，才能提高设计水平，实现技术创新。
