顎式破碎機是水泥、礦山、冶金等行業中重要的粗破設備，顎式破碎機動顎與機架的連接方式主要有彈簧拉桿和液壓拉桿兩種形式。
某公司生產的顎破運行過程中出現活塞桿斷裂現象，通過對該問題產生的原因進行分析，提出合理的改進措施，最終消除了故障，達到了良好的使用效果。
1 存在問題及原因分析
顎式破碎機液壓缸位置見圖1。該液壓缸主要作用為連接動顎和機架，保證顎式破碎機運行過程中肘板與動顎、機架始終保持接觸並控制動顎回程位置，防止肘板掉落。根據動顎拉力值及工況條件計算出液壓缸所需參數，最初採用的液壓缸結構沒計見圖2。
1 顎式破碎機液壓缸位置示意圖
但是該結構液壓缸使用了兩週，活塞桿就發生了斷裂，斷裂處見圖2所示。現場初步分析是液壓缸關節軸承潤滑不到位造成的，因此在更換新缸後改善潤滑，然而運行20d左右該型液壓缸再次發生斷裂，斷裂位置與上次相同。
綜合兩次活塞桿斷裂數據分析判斷，活塞桿的斷裂和潤滑存在一定聯繫，但不是主要原因。活塞桿再次發生斷裂事故後，對該型液壓缸的設計、結構、材質等方面進行了全面的問題查找及分析。
此液壓缸為短行程型結構，拉桿材質為35CrMo，加工、組裝等工序嚴格按照設計要求執行。查閱相關設計資料表明，在液壓缸兩端鉸接，活塞桿直徑為中63mm，工作壓力為13～16MPa的工作狀況下，該型液壓缸活塞桿的實際拉應力小於許可拉應力，說明設計時在材質、活塞桿直徑等選擇方面不存在問題。而結合現場斷裂端面現象分析，斷裂面齊整，沿軸向斷面無收縮，亦說明活塞桿斷裂的主因不是由拉應力造成的。
接下來從結構方面查證有無設計缺陷。經觀察，這兩次斷裂位置幾近相同。當初設計時將活塞桿與耳環進行結構分離，兩部分以螺紋結構連接。該處螺紋尺寸為M56，而活塞桿直徑為中63mm，螺紋位於活塞桿一端。在圓杆和螺紋結合處存在斷面臺階，直徑由63mm減至56mm，在結合處只留有極小的圓弧過渡。而該處正位於極度靠近動顎鉸接處，是各種應力交錯彙集的危險點。
經查閱原始設計資料，在核算此處受力情況時，僅考慮了拉應力而忽視了切應力等其他因素的影響。此種結構設計導致該處成為液壓缸結構中的薄弱部位，由此可能造成該處結構不能承受各種應力綜合施加的影響。
同時原設計為增加液壓缸的耐磨性能，技術要求中只對活塞桿的硬度提出了要求，而強度方面沒作規定，造成活塞桿硬度增加，相應強度可能受影響，使活塞桿的脆性增大，不能抵禦切應力等方面的干擾。以上兩方面的因素導致使用過程中活塞桿在該部位發生斷裂。
2 結構改進
根據上述分析該公司採取了以下措施：
1）改進了設計理念，將活塞桿和耳環鍛為一體，結合處以大圓角過渡，取消螺紋連接方式，減小應力集中，見圖3。
2）將活塞桿直徑加大，增加抵抗綜合應力的能力。
3）同時對熱處理要求作出改變，增加強度要求，使活塞桿的硬度與強度達到協調一致。
3 改進後的效果
通過對活塞桿斷裂現象的結構改進，性能穩定，改造後一年內液壓缸沒出現問題，提高了生產效率。歡迎留言溝通您遇到的問題。
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