第一篇 粉碎机械(修正版)

第一篇粉碎机械第一章概论一、基本概念•粉碎：用外力(机械力或直接用水力、电力等)克服固体物料各质点间的内聚力，使其碎裂的过程，称为粉碎。•破碎比：在破碎作业中，物料的平均直径Dm与产品的平均直径dm的比值，称为破碎比，又称平均破碎比。意义：各种粉碎机械的粉碎比均有一定的范围，一般破碎机械粉碎比约为3~6；近年来研制的立式反击式破碎机粉碎比为40~1000，而磨机的粉碎比达300~1000以上。对一定性质物料，粉碎比是确定破碎机械或粉磨机械的主要依据。二、粉碎目的和意义•使物料的比表面积增加，以提高物理作用的效果及化学反应的速度•促进均匀混合，多种固体物料的混合，在细粉状态下易达到均匀的效果；•提高物料流动性，便于贮存和输送•提高产品质量因此，必须改善和提高粉碎操作，合理选择粉碎流程，改进粉碎机械，对于提高产品的质量和数量，减少动力消耗，降低生产成本，也即达到优质、高产、低消耗具有重要的意义三、粉碎方法•压碎物料在两个工作表面之间受到缓慢增长的压力，当物料的应力达到了它的压碎强度限则被破碎。主要用在破碎大块硬质物料。•磨碎物料在两个作相对移动的工作面之间，或物料在各种形状的研磨体之间，受到剪切力的作用，当物料的剪切应力达到了它的剪切强度限则被磨碎。主要用在研磨小块物料。•劈碎在两个尖棱的工作面间挤压物料时，尖棱楔入物料后，物料中出现了拉应力，当物料的应力达到了它的拉伸强度限则被劈裂而破碎。主要用在破碎脆性物料。•折碎在两个相互错开的凸棱工作面间挤压物料时，物料如同承受集中载荷的两支点(或多支点)梁，除在外力作用点处受劈开力之外，物料本身发生折屈，当物料的弯曲应力达到了它的弯曲强度限则被折断而破碎。主要用在破碎硬脆性物料•击碎物料在瞬间受到外来的冲击力而被破碎。冲击的方法有多种，如物料在钢板表面上，受到外来冲击体的打击；高速运动的零件(锤子)冲击物料；高速运动的料块冲击到固定的钢板上；物料块间的相互撞击等。此法对于脆性物料特别有效。四、粉碎机械分类破碎机械的类型•颚式破碎机由于活动颚板对固定颚板作周期性的往复运动，物料在两颚板之间被压碎。适用于粗中碎硬质物料或中硬质物料•圆锥式破碎机外锥体是固定的，内锥体被安装在偏心轴套里的立轴带动作偏心回转，物料在两锥体之间受到压力和弯曲力而被破碎。•辊式破碎机物料在两个作相对旋转的辊筒之间被压碎。若两个辊间转速不同时，还会有部分磨碎作用。•锤式破碎机物料受到快速回转部件(锤头)的冲击作用而被击碎。•反击式破碎机物料被高速旋转的板锤打击。使物料弹向反击板撞击以及物料之间相互撞击而击碎•轮碾机物料在旋转的碾盘上被圆柱形碾轮所压碎和磨碎。第二章颚式破碎机•第一节工作原理、类型、构造和特点•第二节主要参数的确定•第三节主要零件的结构与计算•第四节常见故障及其排除方法•第五节颚式破碎机的发展概况一、工作原理•当颚式破碎机工作时，活动颚板对固定颚板作周期性的往复运动，时而靠近时而离开，当靠近时，物料在两颚板间被压碎，当离开时，已破碎的物料由于自重作用而卸料。二、类型•简单摆动式其活动颚板2以悬挂轴8为支点作往复摆动，摆动的距离以颚板底部，即排料口处为最大。•复杂摆动式其活动颚板2直接悬挂在偏心轴4上，底部支撑在一块一端铰支的推力板5上。当偏心轴转动时，带动活动颚板作复杂的摆动，即颚板在往复运动的同时还有上下运动。因此，物料不仅受到压碎，还有部分地受到研磨作用。•组合摆动式它的活动颚板2悬挂在偏心轴4上，颚板底部支撑在与连杆3铰接的两块推力板5上，因此该运动方式介于上述两种颚式破碎机之间。•液压式在连杆3和推力板5两部分各装一个液压油缸和活塞6、7，克服了颚式破碎机存在的排料调整困难和保险装置可靠性差等缺点三、构造(一)复杂摆动颚式破碎机•它主要由机架与支承袈置、破碎体、拉紧装置、调整装置、保险装置、传动机构和润滑冷却等部分组成。•复杂摆动颚式破碎机的构造特点是：(1)活动颚直接悬挂在偏心轴上；(2)单支撑式，活动颚底部点撑在一端有同定铰接的单块推力板上。•复杂摆动颚式破碎机活动靳的运动轨迹，当偏心轴转动时，直接带动了活动颚，使活动颚上部的运动轨迹为圆弧线，其中部则为椭圆形，活动颚在靠近和离开固定颚过程中，还有较大的上升和下降的运动，而形成较复杂的运动轨迹，故称为复杂摆动颚式破碎机。(二)简单摆动颚式破碎机•这类破碎机与复杂摆动颚式破碎机有许多共同之处•其构造特点：(1)活动颚2恳挂在动颚心轴3上；(2)偏心连杆机构——偏心轴5的偏心部位悬挂有连杆6；(3)双支撑式——两块推力板7。连杆的下端有凹槽，在连杆6、活动颚下部以及与机架后壁9相连的挡板8之间，用两块推力板7来接连。•简单摆动颚式破碎机动颚的运动轨迹：由于活动颚悬挂在心轴3上，当偏心轴转动时，连杆6也随之作上下运动，通过推力板7的作用，使活动颚绕着动颚心轴作往复运动，活动颚上各点的运动轨迹为简单的圆弧运动，其摆动的距离(即水平行程)是上面小、下面大，以活动颚底部即卸料口处为最大。(三)组合摆动颚式破碎机•它是综合简单摆动与复杂摆动颚式破碎机的优点而改进的。其活动颚2悬挂在偏心轴4上，颚板底部支撑在与连杆3铰接的两块推力板5上，连杆的上部也悬挂在偏心轴的另一端偏心部位上。因此，其运动方式介于上述两种颚式破碎机之间。这种组合摆动式的生产率高，它比简单摆动颚式破碎机提高约100%；颚板的磨损要比复摆式小，而且比较均匀。但仍存在着构造复杂，偏心轴受力大，容易损坏的缺点，所以目前尚很少使用复杂摆动与简单摆动颚式破碎机的比较•复杂摆动颚式破碎机的运动轨迹：在整个行程中，活动颚上部的水平位移约为下部的1.5倍，而垂直位移距离稍小于下部。就整个活动颚而言，垂直位移距离为水平位移距离的2～3倍•复杂摆动颚式破碎机活动颚运动的特点：(1)当颚板压住物料时，活动颚板要部分地和物料作向下运动，这就产生一种促使物料向下移动力，从而加快了出料速度，提高了产量。实践证明，复杂摆动颚式破碎机的产量较同规格的简单摆动颚式破碎机要高20%～30％左右。(2)活动颚上部的水平摆动量大于下部，使大块物料易在上部得到破碎，整个颚板工作面积比较均匀，符合破碎原理，有利于颚板工作负荷的均匀性。(3)由于卸料时活动颚下部有很大的向下垂直移动力，既能促进卸料，又能对已破碎的产品反复翻转，减少了长片状产品，并以立方体形状的块料卸出。在复杂摆动颚式破碎机中，物料除受到压碎、劈碎和折碎外，还受到研磨作用，增加了物料的破碎力，也有利于生产能力的提高。(4)由于活动颚的垂直位移大，加剧了物料与颚板间的摩擦，使颚板磨损较快。同时，加剧了过粉碎现象，故产生粉尘较大些(5)在破碎物料时，活动颚承受巨大的破碎力，部分作用到偏心轴和轴承上，尤其是大型复杂摆动式的作用力是很大的，因此，复杂摆动颚式破碎机通常制成中、小型。四、特点及使用范围(一)规格表示•颚式破碎机的规格用进料口的宽度和长度(B×L，mm)表示。例如PEF600×900颚式破碎机表示进料口宽度为600mm、长度为900mm的复杂摆动颚式破碎机。•根据B、L的大小，分为大、中、小型三类：B600mm者为大型；B=300～600mm者为中型；B300mm者为小型。(二)特点•颚式破碎机的优点：(1)构造简单牢固；(2)运转可靠；(3)维护与检修方便；(4)适用于破碎各种岩石(能破碎坚硬岩石)；(5)能处理料块粒度范围大，可破碎进料块度达1m以上。•缺点：(1)工作间歇性，有空行程；(2)颚板磨损不均匀，(3)破碎时振动较大。(三)使用范围•颚式破碎机是一种最古老的破碎机，迄今已有一百多年的历史，仍广泛应用在建材、冶金、煤炭和化工等许多工业部门，用来粗碎和中碎各种块状的硬质物料，如砂岩、石灰石、白云石、长石、铁矿石、石泥熟料和石膏等。化验室也使用小型颚式破碎机来破碎试样。一、钳角•颚式破碎机活动颚板与固定颚板间的夹角α称为钳角。•钳角的大小，对破碎机的工作有很大的影响。减小钳角，可使破碎机产量增大，但会导致破碎比减小；当破碎腔高度一定时，钳角大，则进料口宽度大，破碎比大，可破碎较大料块；当钳角过大时，虽可增大破碎比，但进入破碎腔料块不易夹牢，有向上挤出的可能，得不到正常的破碎。因此，钳角值有一定范围。•即钳角α的最大值应小于物料与颚板间摩擦角φ的2倍，这样才可以避免产生物料块被向上挤出的现象，物料才能被破碎。一般物料与钢颚板间的摩擦系数f=0.25~0.30，相应的摩擦角φ=14°～17°，则α≤28°～34°•实际生产中，钳角α取理论计算值的65%max0.650.65(28~34)18~22二、偏心轴转速•颚式破碎机偏心轴的转速就是动颚的摆动次数。偏心轴转动一圈时，动颚板往复摆动一次，前半圈为破碎物料，后半圈为卸出物料。当转速增加时，破碎机的产量相应地随着增加，但这种增加有一定限度，因为转速过快，则动颚摆动次数太多，已破碎丁的物料就求不及全部卸出，而造成破碎腔堵塞现象，反而降低了破碎机产量，并增加了功率消耗。转速太低，动颚摆动次数太少，物料得不到及时破碎，产最就降低。因此，偏心轴的转速应该有个合适的数值。(一)理论计算式(二)经验公式B≤1.2m时，n=310-145B(r/min)B＞1.2m时，n=160-42B(r/min)470tgns三、产量•颚式破碎机的产量是指在单位时间内所能破碎物料的数量，也称为生产率。它与物料的性质(易碎性、硬度、入料粒度、密度等)，破碎机类型、规格与性能，以及操作条件(破碎比、给料均匀性)等因素有关。由于目前还没有包括这些因索的理论计算方法，采用实际资料和经验式进行确定其产量：123GqeKKK复杂摆动型和组合摆动型颚式破碎机的产量较简单摆动型颚式破碎机分别提高20％~30%和90％～95％左右。四、功率•颚式破碎机所需的功率是指用于破碎物料和克服机器本身摩擦损失两部分功率的总和。由于工作时需要产生巨大的破碎力，因此，破碎物料所需的功率是主要的，约占整个功率消耗的70％左右。(一)破碎力•颚式破碎机的破碎力就是动颚对物料块的作用力，已和物料块对颡植的反作用力大小相等、方向相反。破碎力不是一个常数，在空行程时，其值为零；当工作行程时，破碎腔内的物料受到挤压，破碎力从零逐渐增大，及至物料块破裂时，破碎力增至最大值，然后又下降至零。•采用实验数据和生产经验相结合而得到的计算公式。通过实验测定得知：破碎单块不规则形状的花岗岩时需要的破碎力与其纵断面面积成正比，劈裂面上的破碎应力σ=10.8MPa。•实际最大破碎力：Pmax=10.8×0.25LH=2.7LH(MN)（二）功率确定•颚式破碎机的工作是间歇性的，其破碎力大小在零和最大值之间变化，动颚摆向定颚破碎物料时，作用力从零逐渐增大，及至物料发生破碎的瞬间增至最大值Pmax然后又降至零。它通过飞轮对不均匀的破碎力起均衡调节作用，使电动机输出功率均衡稳定。因此，在确定电动机功率时，不是用最大破碎力，而是用每一转中颚板对物料的平均作用力P，进行计算。P=βPmax根据实验测定β=0.2~0.21•经推算得颚式破碎机破碎物料时需要的功率为：'100060PsnN'sms(1)简单摆动颚式破碎机m=0.56~0.60,取m=0.57,η=0.75,β=0.2(2)复杂摆动颚式破碎机取m=0.5得0.540.57106.81000600.75LHsnNLHsn''0.52sCCmsrr60.5410121000600.75LHrnNLHrn•颚式破碎机需要的电动机功率，考虑到破碎物料时可能过载以及启动的需要，一般应有50%的储备功率。•简单摆动颚式破碎机的电动机功率NN=1.5×6.8LHsn=10.2LHsn•复杂摆动颚式破碎机的电动机功率NN=1.5×12LHrn=18LHrn•确定颚式破碎机电动机功率的经验公式为NM=CLB颚式破碎机在运转过程中，常有因零件的损坏、机内进入杂物、辅助设备不能正常工作等原因而发生各种故障。一、国外新型颚式破碎机的发展趋向(一)制成大型复摆颚式破碎机(二)广泛使用