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單段錘式破碎機
發(fā)表時(shí)間:2011-04-15 瀏覽:8186

 

單段錘式破碎機廣泛應用于水泥、陶瓷、玻璃、人工砂石、煤炭、非金屬礦山和新型綠色建材等行業(yè)。 大塊物料進(jìn)入破碎腔內,堆放在機內特設的中間托架上,錘頭在中間托架的間隙中運行,將大塊物料連續擊碎而墜落,墜落的小塊經(jīng)高速運轉的錘頭進(jìn)一步打擊而細碎,最后經(jīng)弧形篦板均整合格后卸出。
技術(shù)參數

1.DPC系列技術(shù)參數

型號
轉子尺寸(mm*mm)
處理能力(t/h)
錘頭數量
進(jìn)料口 (mm)
入料粒度(mm)
出料粒度 (mm)
配套功率 (kw)
設備重量(t)
DPC 1412
Φ1420*1194
80-150
28
1290*1320
500*500*800
90%≤25
200
25
DPC 1616
Φ1650*1630
150-220
32
1500*1785
800*800*900
90%≤25
355
43
DPC 1818
Φ1850*1730
240-400
40
1755*1780
800*800*1000
90%≤25
560
67.5
DPC 2018
Φ2018*1802
350-450
40
2040*1860
1000*1000*1000
90%≤25
710
81
DPC 2022
Φ2018*2227
400-600
50
2228*2460
1000*1000*1200
90%≤25
800
110
DLPC 2022-1
Φ2018*2227
600-800
50
2228*2460
1000*1000*1500
90%≤25
800
120
DLPC 2022-2
Φ2018*2227
700-900
50
2228*2460
1000*1000*1500
90%≤25
800
130
2DPC 1818
Φ1850*1890
800 -1000
40*2
2030*2080
1100*1100*1500
90%≤75
630*2
148
2DPC 2022
Φ2018*2237
1200 -1500
50*2
2670*2460
1000*1000*1500
90%≤75
800*2
145
2DPC 2325
Φ2300*2508
1600 -2000
66*2
3065*2666
1100*1100*1500
90%≤75
1125*2
204

DSJ系列技術(shù)參數

型號
最大給料度(mm)
生產(chǎn)能力(t/h)
進(jìn)料含水量
電機率(Kw)
重量(t)
DSJ2015
≤100
30-35
≤15%
220
40
DSJ2515
≤100
40-50
≤15%
250
55
DSJ2821
≤100
65-80
≤15%
450
78
DSJ3026
≤100
110
≤15%
800
128
DSJ4325
≤100
150-160
≤15%
900
145

2準備工作

1根據適用場(chǎng)合和本機外形尺寸圖、基礎位置圖,進(jìn)行必要的工藝和土建設計,動(dòng)載荷系數建議取3-4。
2 機器四周和上部均應預留有足夠的檢修和喂料空間。
3 電動(dòng)機基礎應與機器基礎同時(shí)澆筑。
4 準備好必要的工器具和吊裝設施。
5 組織有關(guān)人員認真學(xué)習安裝規范。

3機器安裝

1 機器轉子在出廠(chǎng)前已經(jīng)過(guò)動(dòng)、靜平衡校正,用戶(hù)安裝時(shí)通常無(wú)須再做平衡試驗。若需要換錘頭或轉子部件時(shí),徑向對稱(chēng)偏差應小于0.5kg。
2基礎應有足夠的強度,方可進(jìn)行主機和電動(dòng)機的安裝。
3機器(下機體與轉子)安裝應調水平,主軸水平誤差應小于0.35mm/m,主、從動(dòng)皮帶輪軸向中心應在同一平面內。
4調整三角帶松緊適度。
5 檢查各部件是否有移位、變形;鎖緊所有螺栓;檢查密封是否良好。
6 檢查電控柜接線(xiàn)及緊固情況;檢查延時(shí)繼電器及過(guò)載保護器;選擇合適規格的保險絲;上三角帶前接通電路,試驗電動(dòng)機轉向。
7 檢查篦架定位及限位是否正確、排鐵機構是否靈活,初始安裝使用本機時(shí),篦架軸應處于調整最低極限位置。
8 人工盤(pán)動(dòng)轉子,檢查是否有摩擦、碰撞現象。

4研發(fā)與應用

破碎機簡(jiǎn)介

單段錘式破碎機用于破碎一般的脆性礦石,如石灰石、泥質(zhì)粉砂巖、頁(yè)巖、石膏和煤等,也適合破碎石灰石和粘土的混合料,具有全回轉大質(zhì)量錘頭、可調整破碎板、順向篦子、安全門(mén)等結構特點(diǎn)。適應了入料粒度大、破碎比大、一次入磨的工藝要求。
當前,5000t/d甚至l0000t/d水泥熟料生產(chǎn)線(xiàn)逐漸普及,水泥生產(chǎn)設備大型化需求也隨之增多,其中石灰石破碎能力l 000 t/h以上、適應立磨工藝系統要求的單段錘式破碎機具有相當廣闊的市場(chǎng)需求。
單段錘式破碎機主要技術(shù)性能參數如下。進(jìn)料口尺寸:1805mm×2560mm;最大給料尺寸:≤l 000mm×l 250mm×1500mm(其中≥1 m3的大塊不得超過(guò)l0%);生產(chǎn)能力:l 000t/h;出料粒度:≤100 mm(占95%以上);電動(dòng)機功率:1000 kW;電動(dòng)機電壓:10000 V;機器外形尺寸(不包括附屬裝置):4900mm×4100mm×4200mm。
國內各大水泥廠(chǎng)所選用的1000t/h級以上破碎機中,大部分是雙轉子錘式破碎機。國產(chǎn)同類(lèi)型單轉子破碎機中,目前只有單段錘式破碎機的單機產(chǎn)量能夠穩定達到這一數量級。
單段錘式破碎機與雙轉子破碎機相比,少一臺電機及傳動(dòng)系統,少一只轉子,即主要優(yōu)勢在于破碎機本身的單機成本很低,且廣大用戶(hù)對單轉子破碎機的使用更為熟悉。
通過(guò)緊密跟蹤單段錘式破碎機的使用狀況,并及時(shí)修正了各個(gè)環(huán)節的不足,定型后的單段錘式破碎機,具有廣闊的市場(chǎng)前景。

工作原理

礦石存在不同的內在缺陷,如層理,夾雜物、裂縫,特別是礦石在各個(gè)方向擴展起來(lái)小至極細、大至肉眼可見(jiàn)的裂縫等導致礦石在各個(gè)方向上強度不同,利用劇烈的沖擊可以使礦石沿著(zhù)最薄弱的脆弱點(diǎn)和脆弱面斷裂而破碎。但隨著(zhù)破碎過(guò)程的進(jìn)行,礦石的粒度尺寸不斷減小,脆弱點(diǎn)和脆弱面也不斷減少,礦石的強度因而相應地增加。礦石變得越來(lái)越堅固,單位體積需要更高的沖擊能量才能破碎。
錘式破碎機和反擊式破碎機都屬于沖擊式破碎機,利用高速回轉的錘頭或板錘與礦石發(fā)生劇烈的撞擊,使礦石發(fā)生破碎的同時(shí),還獲得一定的運動(dòng)速度,進(jìn)而與反擊板或襯板發(fā)生碰撞,或礦石彼此之間發(fā)生碰撞,多次碰撞后得到合格產(chǎn)品排出機外。
反擊式破碎機
反擊式破碎機的板錘與轉子之間為剛性連接,利用整個(gè)轉子的動(dòng)能對礦石進(jìn)行沖擊,使礦石不僅遭到破碎,而且獲得較大速度和動(dòng)能,與反擊板或襯板發(fā)生的碰撞也更加劇烈。其轉子所具有的動(dòng)能的大小,必須達到這樣一個(gè)值,保證既可將礦石一擊而碎或一擊而撞開(kāi),又可確保轉子的速度波動(dòng)在傳動(dòng)系統允許的補償范圍以?xún),轉子損失一部分動(dòng)能后仍然能夠繼續正;剞D,即系統的不平衡系數在傳動(dòng)系統的許可范圍內?梢赃@樣認為,反擊式破碎機的板錘在單次打擊礦石時(shí)具有較高的能量交換效率,其一次交換的能量大小與礦石的質(zhì)量大小近似成正比。正因為反擊式破碎機單次交換的能量較高,并隨沖擊負載的變化而變化,單次交換的能量強度超過(guò)礦石的抗壓強度就可形成有效的破碎,因此它的主要優(yōu)勢就是能夠處理抗壓強度較高、結構致密的礦石。但如果瞬態(tài)沖擊負載過(guò)大,則容易使板錘至電機的一系列零部件中的薄弱環(huán)節發(fā)生損壞,或傳動(dòng)失效。反擊式破碎機的進(jìn)料粒度也因此不能過(guò)大,這是其相對明顯的弱點(diǎn)。
錘式破碎機
錘式破碎機僅以鉸接在錘軸上的單個(gè)或數個(gè)錘頭對礦石進(jìn)行打擊,進(jìn)而使礦石破碎。礦石發(fā)生破碎的同時(shí),所獲得的速度和動(dòng)能較為有限,與反擊板或襯板之間的碰撞的劇烈程度也相對較低。如果礦石的抗壓強度較高而且塊度較大時(shí),錘頭本身的動(dòng)能不足以將礦石一擊而碎或一擊而撞開(kāi),錘頭能夠在鉸接軸上360°反方向回轉,并在碰撞結束后再逐步向工作方向加速至正常速度。這種情況下,礦石則沿著(zhù)錘盤(pán)滑動(dòng)、滾動(dòng),在幾十毫秒的時(shí)間間隔內遭受下一排錘頭的打擊?梢(jiàn),錘式破碎機單次撞擊交換的能量較低,最高不超過(guò)同時(shí)發(fā)生碰撞的錘頭的動(dòng)能總和。
又由于錘頭重新恢復至額定速度過(guò)程中的時(shí)間較長(cháng)、加速度較小,即轉子系統對錘頭的動(dòng)能補償是一個(gè)漸漸的過(guò)程,對整個(gè)轉子系統的速度沖擊較小。另外,礦石被一擊而碎或一擊而撞開(kāi)與否,僅和同時(shí)發(fā)生撞擊的錘頭動(dòng)能之和相關(guān),而與整個(gè)轉子所具有的動(dòng)能大小無(wú)關(guān)。轉子動(dòng)能的大小僅需保證碰撞后的錘頭能夠及時(shí)恢復原有速度,即確保對錘頭動(dòng)能補償所產(chǎn)生的速度波動(dòng)在許可范圍內。如果礦石的抗壓強度過(guò)高、性質(zhì)過(guò)于致密堅韌,單次撞擊所交換的能量達不到礦石的破裂強度,則單次破碎效率將明顯下降。若多次打擊后礦石仍未發(fā)生疲勞破壞,則破碎機的整體破碎效率將明顯下降。
可見(jiàn),錘式破碎機僅適于破碎中等強度的脆性礦石,這是它的局限之處;錘式破碎機對大塊脆性礦石又具有極大的適應性,可通過(guò)多批次中等強度的打擊使大塊礦石沿薄弱面得以逐漸碎裂,這是其明顯的優(yōu)勢。

破碎機的研發(fā)和改進(jìn)

由于沖擊式破碎機的高速特性,一般情況下設計人員無(wú)法實(shí)際觀(guān)測到破碎機內的詳細破碎過(guò)程。設計人員更多的是根據理想模型或已有經(jīng)驗提出若干假設。并通過(guò)觀(guān)察監測試驗或生產(chǎn)中設備外部的振動(dòng)、聲響、溫度,或停機時(shí)觀(guān)察其內部各零部件的磨損、沖擊痕跡、缺失甚至零部件的損壞,進(jìn)而得以印證,再加以改進(jìn)。
單段錘式破碎機的最初設計,是在現有錘擊式破碎機型基礎上進(jìn)行適當放大設計,并挖掘破碎機的最大潛力,但在最終成型前走了一些彎路。在有關(guān)領(lǐng)導的大力支持下,我們經(jīng)過(guò)細致的觀(guān)察、分析、總結以及深刻的反思,找到了相關(guān)不利影響因素,提出了新的設計理念,對破碎機進(jìn)行了改進(jìn),并加強了對設備操作、維護人員的培訓,最終順利通過(guò)產(chǎn)品各項設計參數的考核驗收,獲得了用戶(hù)的認可。以下進(jìn)行具體分析,并對若干傳統結構設計觀(guān)點(diǎn)進(jìn)行再探討和修正,其中不妥之處,懇請專(zhuān)家斧正。
落料點(diǎn)及起始破碎角
礦石落料點(diǎn)所處的轉子半徑與錘頭回轉方向上的轉子水平半徑之間的夾角(α)稱(chēng)為起始破碎角。傳統結構設計觀(guān)點(diǎn)認為,起始破碎角越大所形成的破碎腔其破碎效率越高。破碎腔的型式,文獻[1]按α角的大小進(jìn)行了分類(lèi):α<90°為承擊式;α=90°為平擊式;α>90°(最大l35°)為仰擊式(見(jiàn)圖l)。
錘式破碎機腔型型式
傳統觀(guān)點(diǎn)認為,α值越大,破碎區間越大,打擊碰撞的機會(huì )越多,破碎效率越高。通過(guò)實(shí)踐,我們認為,α角并非越大越好,過(guò)大的α角將帶來(lái)諸多不利影響,并導致極低的破碎效率。
在臺泥英德一期工程用破碎機系統設計中,按照傳統結構設計觀(guān)點(diǎn)要求,板喂機頭輪中心與轉子中心水平距離較大,并且利用加長(cháng)板喂機頭部的鏈幕擋住礦石,使落料點(diǎn)偏離轉子中心較遠,以獲得較大的α角,如圖2(a)所示。但實(shí)際生產(chǎn)效果并沒(méi)有達到預期效果。生產(chǎn)過(guò)程中,破碎機入料口正下的受料區域沉悶聲響明顯偏大,正面豎直布置的襯板磨損痕跡明顯,該區域襯板螺栓剛預緊不久就極易松脫,破碎機返料嚴重,正上方較薄的頭罩頂部受返料打擊變形較大,產(chǎn)生很大的噪聲,電機電流的波動(dòng)較大。我們分析,α角過(guò)大已經(jīng)直接對破碎進(jìn)程產(chǎn)生了不利影響,具體分析如下。
⑴ α角過(guò)大影響了順暢料流的形成。高速回轉的錘頭的作用有二個(gè),首先是它的撞擊破碎作用,其次是使礦石獲得一定的運動(dòng)速度。錘頭充分的撞擊破碎作用是提高破碎效率的最直接因素;撞擊后礦石運動(dòng)速度的大小、方向則確定了料流的形成。顯然,只有礦石獲得錘頭及時(shí)、有效的破碎作用的同時(shí),礦石碎裂后的總體運動(dòng)又方向正確、大小合適,才能確保破碎強度在各個(gè)破碎區間合理分布,進(jìn)而獲得順暢的料流及較高的生產(chǎn)效率。
由于α角過(guò)大,受到打擊的礦石運動(dòng)速度在豎直方向的分量較大,在水平方向的分量卻很小,很不利于破碎后的礦石及時(shí)向破碎板和排料篦子方向移動(dòng),礦石向上運動(dòng)碰撞到進(jìn)機料流后又落到原來(lái)的落料點(diǎn)附近,再次下落遭受反復多余的打擊。極端地講,如果α等于l80°,則礦石根本不能排出破碎機,生產(chǎn)效率為零;另外那些向上高速運動(dòng)卻又未與進(jìn)機料流發(fā)生碰撞的礦石就形成劇烈返料,對破碎機上游設備及非標產(chǎn)生很大沖擊。礦石在這一區域的總體運動(dòng)形態(tài)類(lèi)似于沸騰的狀態(tài),結果產(chǎn)生過(guò)破碎,錘頭的磨損也必然嚴重,而產(chǎn)量并沒(méi)有大的提高。
⑵ α角過(guò)大對轉子產(chǎn)生了更大的額外豎直沖擊。根據理論力學(xué)對鉸接支座的反碰撞沖量分析可知,僅當礦石與錘頭的碰撞沖量作用于錘頭對稱(chēng)平面內的撞擊中心,且垂直于鉸接點(diǎn)與質(zhì)心的連線(xiàn)時(shí),在鉸接錘軸處不引起碰撞沖量,從而對轉子主軸和軸承的瞬時(shí)沖擊亦為零。
顯然,由于破碎機腔型的結構及尺寸的限制,礦石的自由落體運動(dòng)對錘頭的碰撞沖量并不能符合上述對轉子主軸和軸承的瞬時(shí)沖擊為零的條件,因而將在錘軸處產(chǎn)生豎直向下的碰撞沖量,該沖量直接將作用于轉子剛性部分。又根據動(dòng)量矩定理:
M=I×L=JΔω,即:Δω=(I×L)/J
式中:M為沖量矩;I為轉子在錘軸處所受沖量;L為轉子中心與沖量I的水平距離;J為轉子轉動(dòng)慣量,△ω為轉子角速度變化量。在錘軸處碰撞沖量I的作用下,轉子所受沖量矩M的大小,與轉子中心和沖量I的水平距離三成正比。由于轉子的轉動(dòng)慣量J為定值,故轉子角速度變化量△ω與L成正比。α角越大,轉子中心與沖量I的水平距離L值越大,這樣轉子轉速波動(dòng)較大,電機電流也會(huì )有很大波動(dòng),破碎機工作狀態(tài)不穩定。
基于這些分析,我們將鏈幕的長(cháng)度由原來(lái)超過(guò)板喂機頭輪中心線(xiàn)以下0.5~0.8m減短至不超過(guò)該頭輪中心線(xiàn),減少礦石水平方向的阻力,α角稍小,如圖2(b)所示。經(jīng)仔細觀(guān)察正面豎直布置的襯板磨損情況,以及辨聽(tīng)破碎機內的聲響大小、發(fā)生區域,我們認為使用效果有了明顯的改善。
另外,我們在陜西堯柏石灰石破碎系統上的一些使用經(jīng)驗也可以進(jìn)一步佐證α角過(guò)大的危害。在該系統中,板喂機頭輪與破碎機中心的水平距離較小,將形成較小的α角。為了使礦石的落料點(diǎn)遠離破碎機中心、滿(mǎn)足傳統思路較大α角的要求,板喂機上方的鏈幕采用了單位質(zhì)量遠遠大于普通鏈條的輪船錨鏈,借此壓迫礦石。由于錨鏈對礦石的阻力很大,下落時(shí)基本上是沿著(zhù)豎直滑落。此時(shí)的α角應該是最大的了。但實(shí)際使用出現了以下不利影響:
①破碎機受料區域的破碎聲響極大;
②正面豎直布置的襯板沖刷磨損異常,30mm厚的襯板在一個(gè)月內僅余不足10 mm,幾乎磨穿:
③錘頭磨損嚴重,且工作面與非工作面磨損程度相差無(wú)幾,而一般情況下錘頭非工作面幾乎不磨損;
④出料粒度過(guò)細。
經(jīng)過(guò)重新調整鏈幕的規格和位置后,α角得以降低,問(wèn)題均順利得以解決,破碎機圓滿(mǎn)通過(guò)考核。生產(chǎn)運行中,由于進(jìn)機礦石的粒徑組成從幾毫米到1.5m都有,小顆粒的下落過(guò)程基本為自由落體形態(tài),而大塊礦石則受設備結構尺寸的影響,因此實(shí)際α角并沒(méi)有一個(gè)精準的數值,而是在一定區間內變化,只能從統計角度確定理論落料點(diǎn)。
根據我們總結的經(jīng)驗,宜使α角在100°~ll5°范圍。如此,礦石既能在足夠長(cháng)的破碎區間受到打擊,撞擊后礦石的運動(dòng)速度在水平方向上的分量又有利于礦石及時(shí)向破碎板和排料篦子方向移動(dòng)。當然,在生產(chǎn)中仍然有必要根據實(shí)際效果對鏈幕的位置稍加調整。
礦石探入錘頭打擊區深度控制及錘盤(pán)結構設計
在轉子圓周方向上有數排錘頭,每個(gè)錘頭還有一定的寬度。相鄰兩排錘頭之間,以及錘頭頂端至錘盤(pán)外緣之間所形成的區域為錘頭打擊區,礦石只有進(jìn)入該區域才能被錘頭有效撞擊破碎。傳統結構設計觀(guān)點(diǎn)認為,應盡可能使礦石探入錘頭打擊區,并將錘盤(pán)設計成帶豁口狀。通過(guò)分析,我們認為,礦石探入錘頭打擊區的深度要適當,過(guò)深將錯誤地導致錘盤(pán)參與破碎,錘盤(pán)的豁口設計是完全沒(méi)有必要的。
傳統思路認為應使礦石沿半徑方向盡可能探入打擊區,在錘盤(pán)結構設計上還要盡可能擴大打擊區的深度。根據這一思路,甚至將整圓錘盤(pán)的外圓沿特定角度切除一部分,形成每個(gè)錘頭的前方均有一個(gè)很深的豁口,以容納探入的礦石,其外形如圖3所示。這樣設計的預期是,錘頭擊打大塊礦石的部位便可更接近礦石中心,一擊而未能碎裂的大塊礦石可以被托在豁口部位繼續接受錘頭有效打擊。
但根據現場(chǎng)使用情況來(lái)看,這樣的設計并未達到所設想的效果,反而產(chǎn)生一系列副作用。
⑴錘盤(pán)承受了過(guò)大的沖擊作用,豁口的迎料面發(fā)生嚴重的磨損,其磨損程度遠遠超過(guò)其他部位,且有明顯的塑性變形或蹦口。在錘盤(pán)有豁口的情況下,當錘頭不足以一擊而碎大塊礦石而反轉縮入錘盤(pán),或者錘頭未能及時(shí)展開(kāi)成輻射狀時(shí),迎擊面還將立刻撞向大塊礦石,充當了類(lèi)似反擊破碎機板錘的作用,與礦石之間發(fā)生了剛性撞擊,這就無(wú)意中引入了反擊式破碎機的破碎原理。如前所述,這種剛性撞擊交換的能量巨大,對礦石的破碎有較高效率,但剛性打擊件所承受的沖擊同樣巨大。錘式破碎機的結構適宜于多批次中等強度撞擊。錘盤(pán)豁口的迎料面不足以承受這樣大的撞擊,迎料面的金屬組織發(fā)生塑性變形,進(jìn)而硬化剝落而很快磨損。
⑵多個(gè)錘盤(pán)沿錘盤(pán)與橫撐之間的焊接界面開(kāi)裂。與反擊式破碎機整體大剛性轉子不同的是,錘式破碎機的錘盤(pán)是分片型式的,并以橫撐結構來(lái)加強錘盤(pán)軸向剛度,但由于結構空間的限制,橫撐與錘盤(pán)的聯(lián)接孔消弱了錘盤(pán)的局部強度。錘盤(pán)豁口的迎料面承受多次大沖擊時(shí),錘盤(pán)與橫撐的焊接接口部位形成大的應力集中,逐漸出現裂紋并擴展,最后導致錘盤(pán)沿此處嚴重開(kāi)裂。
⑶個(gè)別錘軸發(fā)生斷裂。如前所述,當礦石與錘頭的碰撞滿(mǎn)足一定理想條件時(shí),錘頭和錘軸之間的碰撞沖量為零,錘軸、錘盤(pán)、主軸、軸承等的使用壽命受碰撞的影響最小,這是錘式破碎機的一大優(yōu)點(diǎn)。也就是說(shuō),應當盡可能使破碎作用所需的碰撞發(fā)生在錘頭撞擊中心附近的區域。根據計算,錘頭的理論撞擊中心比較偏靠于錘頭外端部。如果碰撞都發(fā)生在該處,礦石伸入太少,每次打擊的破碎效率可能較低,達不到產(chǎn)量要求。因此,礦石還是需要探入打擊區適宜深度,碰撞將偏離撞擊中心。此時(shí)錘軸的強度需要滿(mǎn)足長(cháng)期承受一定大小的碰撞沖量的要求。但如果礦石過(guò)于探入打擊區乃至伸入錘盤(pán)外圓以?xún),大量的撞擊將遠遠偏離撞擊中心。甚至撞擊到與錘軸鉸接的錘頭部位。撞擊點(diǎn)越偏離撞擊中心,在鉸接點(diǎn)引起的碰撞沖量越大,錘軸越容易斷裂。同時(shí),由于豁口迎料面的存在,錘盤(pán)在巨大的沖擊作用下,也可能在圓周方向發(fā)生一定變形,進(jìn)而導致個(gè)別錘軸受力不均而斷裂。
基于以上分析,我們在以下兩個(gè)方面進(jìn)行了改進(jìn),盡可能避免錘盤(pán)直接參與破碎作用。
⑴提高錘頭回轉速度。通過(guò)合理提高錘頭的回轉速度,使圓周方向上兩排錘頭之間打擊礦石的時(shí)間間隔減少到合適值,以保證礦石探入打擊區的合適深度。根據動(dòng)量定理,可以認為,礦石經(jīng)受第一次錘頭打擊后,探入打擊區的部分被錘頭鑿削而與主體部分分開(kāi),并以較大的水平速度向前做拋物線(xiàn)運動(dòng),剩余主體部分由于質(zhì)量較大將以較小的水平速度在該排錘頭轉過(guò)而下一排錘頭未趕到之前的時(shí)間內進(jìn)行自由落體運動(dòng),合適的時(shí)間間隔將使得礦 石下落到足夠深的區域而又尚未接觸錘盤(pán)外緣時(shí),便遭到后續錘頭的有效撞擊。
⑵改為圓錘盤(pán)。當然以上所有對礦石的下落點(diǎn)及下落過(guò)程的分析都是基于一種理想模型,實(shí)際上不可能每次實(shí)際碰撞都符合理想條件,破碎過(guò)程中的礦石之間還彼此干涉。經(jīng)過(guò)多次碰撞所形成的料流總體運動(dòng)方向是沿著(zhù)錘頭的回轉方向,但是礦石在運動(dòng)的過(guò)程總有一些落到錘頭打擊區內較深的區域,即使轉子速度已有所提高也是如此。因此,我們將錘盤(pán)直接改為整圓結構。取消了帶有迎料面的豁口結構。這樣礦石與錘盤(pán)發(fā)生正面碰撞的概率大大降低,碰撞的強度將大為降低,錘盤(pán)的塑性變形及應力集中必將大為減少。礦石在錘盤(pán)上滾動(dòng)或滑動(dòng)產(chǎn)生的磨損可由錘盤(pán)外圓的耐磨堆焊層承受。另外圓錘盤(pán)又提高了材料的利用率。因為,在利用零部件回轉運動(dòng)的動(dòng)能進(jìn)行工作的設備中,金屬材料盡可能分布在遠離回轉中心的區域時(shí),材料的利用率才最高。原有的錘盤(pán)豁口結構在這一點(diǎn)上存在明顯不足?梢(jiàn),圓錘盤(pán)既消除了豁口結構,又簡(jiǎn)化了加工工藝,更增加了轉子轉動(dòng)慣量,提高了轉子動(dòng)能富裕量,進(jìn)而降低系統速度波動(dòng)。

嘗試模擬印證

正如前文所述,我們難以對沖擊破碎的具體進(jìn)程進(jìn)行實(shí)時(shí)、近距離的觀(guān)察,也就難以對某一具體結構的設計進(jìn)行準確評價(jià)。隨著(zhù)計算機技術(shù)的發(fā)展和運用,我們將有可能對這一破碎過(guò)程進(jìn)行一定程度的模擬,進(jìn)而優(yōu)化設計。
由于巖石破碎實(shí)際上是一個(gè)非常復雜的過(guò)程,相關(guān)的力學(xué)理論還不成熟,因此對于邊界條件的選取具有很大的難度。我們僅利用相關(guān)軟件定性地分析了零部件的受力狀態(tài),以便在結構設計過(guò)程中能夠準確地關(guān)注到應力集中發(fā)生的部位,并逐步嘗試相關(guān)定量分析。我們的模擬結果顯示圓錘盤(pán)比帶豁口錘盤(pán)顯然更有效地避免了應力集中,與橫撐相聯(lián)接處的最大應力僅為后者的30%左右。
破碎機的使用和維護
事實(shí)上,正確使用和維護對于破碎系統的正常運轉是非常重要的。鑒于篇幅所限,以下僅對進(jìn)料粒度和破碎機間隙調整提出一些建議,供使用參考。

進(jìn)料粒度控制

要嚴格控制進(jìn)料粒度,并防止異物進(jìn)機。破碎機的基本運轉條件極為惡劣,但符合設計要求的大塊礦石在破碎機內一般經(jīng)過(guò)極短時(shí)間便可被破碎為較小塊,沖擊強度中等而短暫。對相關(guān)件所產(chǎn)生的不良影響較小,亦在設計考慮之內。在正常破碎的情況下,破碎機內料流順暢,適量大塊進(jìn)入也能在很短時(shí)間內破碎,破碎聲響大而不沉悶,且轉瞬即逝,相應瞬時(shí)電流可能很大,但亦可在極短時(shí)間內迅速回落。而一旦入料粒度過(guò)大、大塊過(guò)多時(shí),破碎機錘頭、錘軸、錘盤(pán)將可能遭受持續、頻繁的過(guò)大沖擊,極易導致微細裂紋。雖然未必在當時(shí)就產(chǎn)生宏觀(guān)上可見(jiàn)到的破壞,但裂紋在以后的生產(chǎn)中很容易延續擴展,最后發(fā)生損壞。為保障設備壽命與穩定運行及產(chǎn)能要求,應按使用說(shuō)明書(shū)要求嚴格控制過(guò)大尺寸物料及其數量,并防止異物進(jìn)入設備。
單段錘式破碎機在生產(chǎn)初期,進(jìn)料粒度控制不夠嚴格,板喂機甚至曾因物料過(guò)大而卡料跳停。其中一次,喂入大量過(guò)大礦石,破碎機內發(fā)出巨大的聲響并伴隨劇烈的振動(dòng),甚至在停止喂料后,異常振動(dòng)及沉悶聲響仍持續約6 min。事后檢查,從料坑內清理出超標大塊礦石一大礦車(chē),最大的直徑達2.75 m。這種情況下,必定對破碎機零部件造成重大傷害。
在生產(chǎn)中,還應當避免各種異物進(jìn)入破碎機內。雖然單段錘式破碎機的安全門(mén)在大部分情況下可以排出進(jìn)機異物,但仍然不能完全避免各種意外發(fā)生。如果鏟牙、鋼軌等較大尺寸異物混入,在這些異物被打斷或排出機外之前,破碎腔內相對薄弱的零部件極有可能發(fā)生損壞。如果大樹(shù)根之類(lèi)韌性很強并帶有纖維的異物夾雜在礦石中,這些異物并不能被破碎機及時(shí)破碎,但很容易纏繞或夾在破碎腔各零部件上,造成排料不暢,甚至卡堵、損毀傳動(dòng)帶等故障。
轉子工作圓與破碎板、篦子板間距的調節
很多人對破碎機內幾個(gè)重要的間隙值的認識存在誤區。如:認為破碎機轉子工作圓與破碎板、篦子板之間的間距,應當等于出料粒度的大;認為該間隙值越大,越不會(huì )產(chǎn)生過(guò)粉碎,同時(shí)破碎機的通過(guò)量也越大,等等。錘式破碎機的破碎主要發(fā)生在轉子上方的上破碎腔,礦石經(jīng)受錘頭強烈打擊、破碎板反擊作用使得絕大部分的礦石得以破碎,上破碎腔起到粗碎、中碎的作用;轉子工作圓與篦子板之間的下破碎腔,僅能將小塊礦石擠碎以及對礦石進(jìn)行顆粒均化,同時(shí)將合格礦石強制排出,下破碎腔僅起到細碎的作用。
有關(guān)文獻對具體的排料過(guò)程進(jìn)行了細致的論述和分類(lèi):當排料篦子具有足夠的通過(guò)面積,同時(shí)進(jìn)入排料區的礦石中不合格粗粒少時(shí),礦粒主要是沿錘頭打擊力作用方向直接從篦縫空間中射出,或者射到篦條上再折射出篦縫,稱(chēng)為暢通型排料;當排料面積不足,進(jìn)入排料區礦石中不合格粗粒多,篦子區域內有大量的積料,這時(shí)礦粒主要依靠推擠和重力作用從篦縫中排出,稱(chēng)為擠滿(mǎn)型排料。
我們認為,破碎機轉子工作圓與破碎板、篦子板之間的間距應當確保絕大部分的破碎過(guò)程在破碎上腔完成,使單段錘式破碎機處于暢通型排料,才能達到高破碎比、高產(chǎn)量的要求。
轉子工作圓與破碎板之間的間隙(圖2中的a值)決定了上下破碎腔的破碎強度的分布。若該值過(guò)大,將有過(guò)多礦石進(jìn)入下破碎腔,超過(guò)了下破碎腔的破碎能力,礦石對錘頭的運轉將產(chǎn)生阻滯作用,致使錘頭不能在下一擊打周期內恢復原狀,會(huì )進(jìn)一步降低破碎效率,破碎機產(chǎn)能自然下降。
轉子工作圓與篦子板之間的間隙(圖2中的b值)決定了破碎機排料效率,它的大小僅與篦子板的出料機制相關(guān),而與出料粒度的要求無(wú)關(guān)。若該值過(guò)大,錘頭掃不到的礦石顆粒必定相對較多、較大,礦石夾在篦子板的排料縫隙中而不能及時(shí)排出的幾率大大增加,排料過(guò)程變?yōu)閿D滿(mǎn)型排料,進(jìn)而在這一區間內逐步形成料墊層,極大削弱了錘頭強制排料的功能。由此惡性循環(huán)而使得破碎效率更進(jìn)一步下降,最終造成破碎機產(chǎn)能下降、電機電流持續居高不下。合適的間隙值可以形成暢通型排料。將粒度合格的物料及時(shí)、順暢排出機外。
使用證明:改進(jìn)型單段錘式破碎機具有優(yōu)異的性能,得到了用戶(hù)的認可,應進(jìn)一步推廣使用,有廣闊的市場(chǎng)前景。它的成功應用,使廣大用戶(hù)在在單轉子錘式破碎機向雙轉子錘式破碎機過(guò)渡的這一區間內,又增加了一個(gè)可靠選項,也使我院的裝備水平得到進(jìn)一步提高,必將有利于我院整體競爭能力的提升。通過(guò)對單段錘式破碎機的設計、使用、改進(jìn)的實(shí)踐,我們加深了對破碎這一復雜進(jìn)程的認識,設計理念得到了一次提升,這將有利于我們將來(lái)的裝備開(kāi)發(fā)和技術(shù)進(jìn)步。

5安全操作四點(diǎn)

1、 破碎機要確保在空負荷的情況下啟動(dòng)。出料的皮帶輸送機需要和板式喂料機聯(lián)鎖,不能和破碎機聯(lián)鎖。如果皮帶輸送機出現故障,那么板喂機就馬上停機,破碎機則繼續保持運轉,待機體內部物料的破碎工作結束才可以停機。
2、 破碎機在開(kāi)機前都要檢查內部和外部的旋轉部件的擋板螺栓、緊固螺栓、緊環(huán)螺栓是否出現松動(dòng),若有,則馬上維修,破碎機內部的襯板螺栓必須每星期檢查一次。
3、 破碎機給料要均勻,不得讓金屬異物等進(jìn)入破碎機,開(kāi)機人員若看到電流表負荷過(guò)大或者異物撞擊的聲音,要馬上停機,等破碎機完全停止后立即排除異物,檢查各轉動(dòng)部件是否有損壞現象,確認正常后才可繼續開(kāi)機運轉。
4、 破碎機的維修和操作只有經(jīng)過(guò)優(yōu)秀的培訓,才能開(kāi)始上崗。工作人員要充分掌握操作知識,了解機器的原理和構造,還要按照操作說(shuō)明的規定,確保機器運轉的安全性。
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