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新型矿石圆锥破碎机的开发及应用 木屑颗粒机|秸秆颗粒机|秸秆压块机|木屑制粒机|生物质颗粒机|富通新能源 / 15-06-28

    目前,在我国冶金矿山破碎机行业中,各种旧有形式的破碎设备已经远远不能满足矿石生产的需要,特别是在各矿山系统中仍然普遍使用的20世纪60年代的圆锥破碎机,其维修率高、生产率低、自动化程度低、生产的产品质量差,必须更新改造。为改变这种局面,近年来,我国引进了国外先进的新型圆锥破碎机,其特点是生产率高、自动化程度高、产品合格率高,代表了当今世界冶金矿石圆锥破碎机的发展趋势,具有国际先进水平。为了使该设备适应鞍钢矿山生产条件,鞍钢重型机械有限责任公司把“新型圆锥破碎机”项目作为科研开发项目,组织技术人员进行设计研制,在阿波罗工作站上使用S7K和ANSYS软件,对新型圆锥破碎机的主轴、偏心套、定锥衬板和动锥衬板进行有限元的分析计算,确定设备的主要参数,设计出新型圆锥破碎机图纸,并制造出样机,安装到鞍钢齐矿调军台选矿厂,进行了一系列负荷试验,取得了较好效果,获取了许多试验数据,为今后进口矿山设备国产化走出了新路。本文对新型圆锥破碎机概况及研制情况加以介绍。
1、设备主要组成
    该设备的结构为主轴固定式。
1.1破碎机主机架
    破碎机主机架的下机架体由铸钢整体铸成,上机架体由焊接而成。在上机架的上口处焊有耐磨铜板;用一个固定的φ470mm直径的主轴与主机架中心轮毂采用锥面紧配合装配,主轴中心钻有润滑油孔;主机架内设耐磨衬板和保护罩。采用密封装置,保证主机架与偏心套之间的轴瓦、衬套以及1对锥齿轮提供润滑油。机组润滑装置由润滑油箱、电机油泵、过滤器、双立柱水冷却器和控制阀等组成。油箱设有浸人式电加热器、油位计、过滤器和空气通风器等。
1.10液压控制站
    采用1个液压站,向9个双驱动液压缸和调节环的液压马达供油。液压控制站包括带油位计的油箱、电机油泵、过滤器、蓄能器、控制阀组、压力开关、安全阀等,并配有端子箱和按钮控制箱,用于机旁操作。
2、破碎机运动机理
2.1动锥的运动轨迹
  圆锥破碎机的工作机构由镶嵌衬板的动锥和定锥组成。机器正常运转时,由于动锥与定锥的接近和离开,造成破碎腔中的物料被粉碎,并在自重的作用下下落,排出破碎腔。新型圆锥破碎机动锥的上腔支撑在固定主轴上端的球面轴瓦上,动锥的下腔套在偏心套外面,其运动由偏心套来带动。当偏心套绕主轴旋转时,动锥不仅随偏心套绕机器的中心线作旋转运动,而且还绕自己的轴线旋转,该动锥绕着其球面支承中心点D作空间旋摆运动。动锥的轴线与主轴中心线相交于固定点,即球面中心点D,其夹角为进动角。破碎机运转时,动锥轴线对机器中心线作圆锥面运动,其锥顶为球面支承中心点D,0点在动锥的运动过程中始终保持静止,因此,动锥的运动可视为刚体绕定点的转动,即动锥的运动是由两种旋转运动组成。
    进动运动或牵连运动——动锥绕机器中心线作旋转运动;
    自转运动或相对运动——动锥绕自己的轴线作旋转运动。
    动锥的这种复杂运动称为规则进动。
    圆锥破碎机在空载运转情形下,动锥自转是由球面轴承给动锥的摩擦力矩肘。和偏心套给动锥的摩擦力Mp的数值来决定的,哪个力矩大,则动锥即依此力矩的方向转动。正常情况下,动锥都是顺着偏心套回转方向自转的,自转速度取决于两个力矩的差值。新型圆锥破碎机在球面轴承和动锥下衬套之间,增加了动锥上衬套,来控制动锥的自转。在有负载运转情形下,矿石对动锥锥面的摩擦力矩远超过偏心套对动锥产生的摩擦力矩,此时动锥以其母线为瞬时轴,沿料层作与偏心套回转方向相反的滚动。动锥的这种自转运动,可以使产品的粒度均匀,使动锥的衬板磨损均匀。
2.2惯性力和惯性力矩平衡的推导
    破碎锥的运动由偏心轴套直接带动,在空间绕固定点O作旋摆运动。由于破碎锥和偏心轴套的质心都不在其回转中心上,所以在运动中必然产生惯性力和对固定点0的惯性力矩。在破碎物料时,由于破碎力远大于破碎锥和偏心轴套的惯性力,因而显不出它的害处,但在空载时或空载过渡到破碎物料过程中,这种惯性力和惯性力矩作用于机架上时,则为一种周期性的动载荷,因而引起机架的振动和偏心轴套的偏斜,严重影响破碎机的正常运转。因此,必须确定产生的惯性力和惯性力矩的大小和方向,采取措施消除其有害影响。新型圆锥破碎机采用了在偏心轴套上加平衡重的方法来平衡该惯性力和惯性力矩,消除了破碎锥及偏心轴套产生的方向变化的惯性力和惯性力矩,保证了机器的正常运转。
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