2009年7月，廣鐵公司新上的20萬噸焦炭破碎技改工程正式投入使用，然而，在使用過程中出現了三個大難題：一是破碎機使用率低，材料浪費嚴重；二是齒盤磨損嚴重，使用壽命短；三是由于購進原料的不同，冶煉工藝相應改變，相應地，冶煉工藝對焦炭粒度集中率的要求也相應改變。在這種情況下，運輸公司2009年下半年和2010年第一季度幾乎都是忙于對破碎機齒盤的鑄造、加工、拆裝、維修和技改當中，由于是新的生產線，大家對破碎機的性能不夠了解，因此，對具盤的鑄造、加工、拆裝和維修過程都是一步一步地摸索。因此，解決齒盤的這三個難題對整個廣鐵公司生產的正常運行具有重大意義。
1、原破碎機齒盤制造工藝和使用原理
1.1如圖1所示，原破碎機齒盤是由齒輥和齒板用螺桿聯接安裝在軸上使用，當齒板上的齒被磨平（齒盤的輥皮即齒輥外徑和齒板也相應地被磨平）后。整個齒盤由于間隙過大或者無齒勾料，破碎機也因吃不進焦炭而報廢了。而整個齒盤從鑄造、加工、熱處理到安裝至少要歷時1個月時間，花費材料成本30 000元／套，整個齒盤重848公斤，報廢后齒盤重753公斤，磨損掉95公斤，即齒盤利用率僅為11. 2%（磨損掉重量除以齒盤原重）。
1.2如圖1所示，齒板用螺桿固定在齒輥上，由于在使用過程中，齒和齒輥都被磨損掉了，用于固定的螺桿頭也不可避免地被磨損了，偶有未磨損的，螺桿頭的內六角也被焦炭粉中的硫腐蝕得毫無規則可言了，再加上破碎機本身結構問題和空間明限，限制了齒板的拆裝空間，相應地，拆換齒板的難度也就無形地加大了。
1.3破碎機齒盤的原始材料為ZG35CrLlnSiTiRe，后依次改為ZGMn13、ZG65Mn，但這幾種材料做的齒盤壽命均不超過一個月，壽命極短。
1.4綜上所述，根據原齒盤制造工藝生產出來的齒盤存在的主要問題是：A、齒盤利用率低；B、齒盤壽命短；C、齒盤拆裝困難，D、齒盤可調性小。
2、破碎機齒盤制造工藝的改進
2.1 齒盤結構的改進
圖2所示為分別為齒盤改進前、后結構圖。
齒盤改進前結構：齒盤由齒輥和齒板采用鑲嵌式用螺桿固定，齒板為幾個齒共同連在一齒板上的長條形鑄件，齒板尺寸為600mm×108mm×50mm．
齒盤改進后結構：齒輥和齒板分開，每一個齒板上只有一個齒，齒板尺寸為100mm×20哪×73哪；齒板用電焊固定在卷筒（卷筒用10哪厚鋼板卷成內徑比齒輥外徑小3咖的卷筒）上，然后上機床車圓卷筒內徑比齒輥外徑大2mm，再把卷筒和齒輥焊死即可。
2.2齒盤改進前、后優缺點
2.2.1改進前優點
齒板可直接在機子上拆裝。
2.2.2 改進前缺點
2.2.2.1齒板磨平后整個齒盤就宣布報廢了，利用率僅為11.2%。
2.2.2.2加工一套齒盤從鑄造、加工、熱處理到完工至少需要一個月時間，需花費成本費用至少20 000元。
2.2.2.3 齒板拆裝困難。
2.2.3 改進后優點
2.2.3.1 由于齒板尺寸小，在鑄造、熱處理過程中不易變形，所以齒板內弧易于控制，不用加工，可節省齒板加工費．
2.2.3.2 由于省去了齒板加工時間，因此可大大縮短整個齒盤的制造周期。
2.2.3.3 由于齒板是通過焊接把卷簡和齒板固定的，當齒板嚴重磨損后，可以把焊縫磨掉，換上新的卷筒，而齒輥沒有受到絲毫損傷，仍可繼續使用，因此，整個齒盤的利用率也就大大地提高了（齒板重1.2 kg/件（每個齒盤有56個齒，卷筒重8.1 kg/件，而齒輥可重復利用，因此，齒盤壽命提高，齒盤的利用率可約算為89%(56×8.11 (56×1.2+8.1)%)，較改進前提高了77. 8%。
2.2.3.4 齒盤可調性大，因為齒盤利用率高，要改變破出焦炭粒度集中率，也就是改變齒盤輥皮外徑，這只需要通過改變齒板厚度即可。
2.2.4改進后缺點
2.2.4.1不能在機子上直接拆裝。
2.2.4.2增加了焊接工序．
3、齒盤改進方案可行性分析
3.1 齒盤改進需要解決以下幾個問題
3.1.1齒板能否鑄出；
3.1.2鑄出的齒板熱處理后變形會不會影響齒板與卷筒的接觸：
3.1.3齒板厚度改變是否容易。
3.2可行性分析
3.2.1如圖3所示，齒板尺寸規格為100mm×20mm×73mm，鑄件最小厚度為20mm，熱節圓為∮30mm，從(1)可知，無論是砂型鑄造還是金屬型鑄造，公稱尺寸為100mm×20mmX73mm，最大熱節圓為∮30皿，壁厚只要有10mm就足以滿足鋼水流動性要求，而且不會使鑄件產生裂紋，因此，改后齒板鑄造工序是可行的．
3.2.2齒板尺寸規格為100m×20mmX73mm，內弧半徑為R244，弦高為5.2mm，從《鋼鐵熱處理實用技術》的介紹，同時結合我公司熱處理生產實踐，整理出如表l所示兩種尺寸規格零件的熱處理結果。兩種尺寸零件熱處理前后弦高差均小0.5mm，根本不影響齒板與卷筒接觸面積，因此齒板熱處理完全可行。
3.2.3經過4次實踐，我公司把120mn×18mm×50mm和60mm×18mmXmm50兩種規格尺寸的鋼板焊在舊齒輥上繼續破焦炭，從使用到焊上的鋼板磨平，未發現有鋼板是因焊逢出問題而脫落的。
3.2.4拆換齒盤時，因為改進后齒盤由齒輥和卷筒齒板構成，兩者用電焊固定，齒輥外徑大于軸承座最大公稱尺寸，所以拆裝時只需要打磨掉齒輥與卷簡齒板間焊縫即可輕松拆下。
4、結論
4.1采用單個齒板拼焊在卷筒上可大幅度提高齒盤利用率．
4.2把齒盤分為齒輥和卷筒齒板兩部分制造可大大提高齒盤壽命。
4.3把齒盤分為齒輥和卷筒齒板兩部分制造，要想調節焦炭粒度集中率，只需改變齒板模具厚度即可輕易達到目的．
