圆锥惯性破碎机说明书.

1绪论破碎机广泛应用于冶金，矿山，化学,陶瓷,水泥,建筑道路和其他的重要工业部门。惯性圆锥破碎机其科学的理论，独特的设计思路，合理的结构，优良的性能，在各行业得到了广泛的应用和关注。惯性圆锥破碎机在减少电力消耗，降低金属消耗，降低成本，提高经济的优势是显而易见的，在金属和非金属矿山，冶金，材料，磨料，化工，建材等行业的破碎，材料加工领域具有极其广阔的应用前景[1]。它的推广和应用，对企业技术的升级，实力的提高，对实现生产成本，技术和装备水平与国外企业的差距缩小，以提高我国企业的国际竞争力具有重大的现实意义，惯性圆锥破碎机的研究可以产生巨大的社会效益和经济效益[2]。惯性圆锥破碎机是破碎机中高水平等的破碎机。1.1物料粉碎的目的1.增加物料的比表面积物料破碎后其比表面积增加，因而可提高物理作用的效果和化学反应的速度。2.制备混凝土骨料与人造砂制备混凝土骨料需要各种粒度的骨料，是由开发出来的大块石料经破碎筛分加工后得到的各种粒度的碎石。当天然砂不足时可用破碎方法制备人造砂。3.使矿石中的有用成分解离在选矿作业中，破碎与磨碎作业，是把各种有用的矿物中的有用成分和杂质分开，即“解离”。物料解离后才能用选矿的方法出去杂质得到纯净的矿。4.为原料下一步加工准备或便于使用在很多产品的生产过程中，所用的原料块一般都比较大，要求碎末到一定的粒度以下，供下一步加工处理用[3]。1.2物料粉碎的意义物料的破碎是很多行业产品生产中关键的工艺过程，而粉碎是一个高能耗低效率的过程。每年用于粉碎工程领域的电能在总用电量中占很大比重，其中约有15%用于破碎，85%用于磨碎，而破碎机的效率是磨机的10倍，随着贫矿增多、建筑材料需求量不断增加、工业利用积聚起来的再生材料占有比例越来越大，加之能源短缺，急需不断改善碎磨作业，因此“多碎少磨”的工艺流程在粉碎领域得到了广泛的提倡[4]。1.3破碎机的类型1.3.1颚式破碎机颚式破碎机的工作部分由固定颚板和活动颚板组成。当活动颚板周期性的接近固定颚板时，借压碎作用破碎物料。因为在两颚板上的衬板有牙齿，故兼有劈碎和折断的作用。1.3.2圆锥破碎机旋回式破碎机工作部分由固定的外锥和活动的内锥组成。内锥以一定的偏心半径绕外圆中心线做偏心运动，物料在两锥体之间被压碎和折断。1.3.3锤式破碎机锤式破碎机工作部分是铰接在转盘上的锤头。物料被高速旋转的锤头冲击破碎并抛射到反击板再次破碎，同时形成快料之间的破碎，最后从机体下部排出。1.3.4立轴破碎机立轴破碎机有两种形式：立轴锤式破碎机和立轴反击式破碎机，其工作部分基本和锤式反击式破碎机后到第二级转子后在进行第二次破碎，产品从机体下部排出。1.4惯性圆锥破碎机的优点惯性圆锥破碎机与传统圆锥破碎机相比有以下显著优点：惯性圆锥破碎机的破碎腔是挤满给料,通过向物料层施加严格定量的由惯性力造成的压力,从而实现“料层粉碎”和物料的“选择性破碎”；破碎比大，一般可达4～30；单位功耗低40%以上；可以带负荷启动和停车；工作的状态平稳可靠，传给地基的动负荷很小，不需要大而坚固的基础；无需过载保护装置，由于传动系统与动锥无刚性连接，即使有不可破碎物体进入破碎腔内，也不会造成机构的随坏；调节可变参数，能够到达预期要求的工艺效果（破碎比、粒度组成等），并能够进行选择性破碎和减少过粉碎；简化粉碎流程，减少基建投资，提高经济效益[5]。惯性圆锥破碎机能够很好地满足“多碎少磨”新工艺的要求。1.5惯性圆锥破碎机的结构和工作原理惯性圆锥破碎机的结构原理图如图1-1图1-1惯性圆锥破碎机体位于隔离装置上，定锥和动锥组成了工作机构，锥体连接到耐磨衬上，动锥衬板和定锥衬板之间形成破碎腔，主轴自由地插入激振器轴套中，固定在轴套上的激振器的旋转运动由电机通过传动装置传递，激振器旋转时产生的惯性力，从而使得动锥绕球面轴承的球心做旋摆运动。动锥体与传动机构之间没有刚性联接，当破碎腔里没有物料时，动锥沿定锥内表面滚动，当破碎腔内有物料时，动锥将沿料层滚动，而滚动随料层厚度的变化而变化，从而产生强烈脉动冲击，破碎物料[6]。2结构参数的选择与设计2.1给矿口与排矿口宽度圆锥破碎机给矿口的宽度B，用动锥接近定锥时，两椎体的上端距离表示。排矿口宽度b，用动锥靠近定锥时，两锥体下端的距离表示。B和b的选择与给矿和排矿粒度有关。一般给矿口的宽度max)25.1~2.1(DB已知mmD200maxmmmmmmB25~2420)25.1~2.1(取mmB25细碎机排矿口宽度等于产品粒度，所以取排矿口宽度mmb7.0。细碎机排料口宽度取最小排料口宽度[7]。所以闭边排料口宽度mmb7.02.2啮角动锥与定锥衬板之间的夹角称为啮角，用0表示。有了啮角就可以放置矿石在破碎腔中滑动。但是如果啮角的选择过大，矿石将在破碎腔内打滑，增加衬板磨损和电能消耗,降低生产能力。通常啮角为23210，取220。根据传统机型的参数初选偏心角4.2，底锥角45。2.3偏心距与动锥摆动行程偏心距tantan5.00De所以mme191.445tan4.2tan2005.0动锥摆动行程180/20LS2.4破碎腔平行区长度对于细碎机，平行区长度Dl)16.0~14.0(所以mmmmmml32~28200)16.0~14.0(取mml302.5生产率计算破碎机生产率1/htQ的计算修正式为：tan1882iiQcbKKnDQ其中,是松散系数，)7.0~5.0(；取6.0。n是动锥每分钟摆动的次数，已知min/86.685rncD是物料料压缩层层平均值，由3.1可计算得mmmDc1684.043.168是物料堆密度，3/6.1mt。QK为物料印度系数，设计破碎中硬物料，则1QK。iK为给料粒度系数，其选择：表2-1粒度系数iK筛分给料公称粒度粒度系数预先筛分0.8B1.00.6B1.050.3B1.10.80B1.0给料工称粒度为20mm，给矿口宽度B为mm25，给料粒度为B8.0，所以1iKib为物料压缩层厚度mmbi7.0mmblii7.045tan7.0tan。il为动锥摆动一次，物料移动的距离。预设此台惯性圆锥破碎机的生产率htQ/15.0httnbKKnDQiiQc/15.0min/0025.045tan)0007.0(116.11684.06.0188tan18822由此可得，所需的动锥摆动次数min/167rn3腔形设计3.1基本腔形设计图3-1其设计程序为:(1)由已知的动锥直径尺寸D，可以画画直线mmDaa20021，已初选动锥底锥角45，画'11aa线。(2)画平行于'11aa的线11cb线，使mmb7.0，即为排矿口宽度，11cb的长度即为平行区长度mml30。(3)画11dc线使直线11dc与直线'11aa线的夹角22。(4)以给料口尺寸B值为直径画圆，与11dc线和'11aa线分别相切于1d点和'1a点，mmBda241'1，并连接11dc线。此时，闭边破碎腔已经完成。(5)取21aa中点O，画动锥轴线直线1OO，以1OO为对称轴可得'2a点，连'22aa线。此时，动锥整体外形已定。(6)已选偏心角4.2，偏心距mme191.4，使mmeOO191.421，直线2OO与直线1OO相交于O点，其夹角等于4.2。2OO线即为定锥中心线。(7)以2OO中心线为对称轴轴，即可得到2b、2d和2c三个点，连接这三点。此时，破碎腔腔形设计完成。(8)破碎腔内的物料在压缩时要有足够的密实度和压缩比，便能获得较高的产量而且又能使细粒级产品含量显著增多[8]。因此要正确选择动锥摆动行程S。(9)根据180/20LS验算是S值否合适，其中21OaOaL。由设计图测量得mmL42.141所以mmmmLS84.11180/4.242.14114.3180/20则mmmmmmSb54.1284.117.0由设计图测量得开边排矿口宽度等于mm54.12，所以设计图中的动锥摆动行程S是合适的。(10)按破碎腔各截面的通过能力对腔形进行修正即可完成对基本腔形的设计[9]。4惯性圆锥破碎机的运动学和动力学分析及计算4.1运动学分析惯性圆锥破碎机身不需要直接固定在地基上，而是安装在弹性元件上，从而使机体有六个自由度，三个转动自由度，三个平动自由度。动锥相对于身体有三个转动自由度，激励有一个旋转自由度和相对动锥沿轴线平移自由度。破碎机最重要的是破碎机的机体，即相对固定在机体上的定锥相对于动锥之间的运动。动锥动锥球面支承的球心O作旋摆运动，动锥与电机之间无刚性连接，动锥相对于机体的运动为与刚体绕固定点O的旋转运动[10]。以O点为坐标系的原点，机体中心线Z轴建立坐标系OXYZ，另取以动锥轴线为'Z轴并与动锥固结的动坐标系'''ZYOX,如图4-1所示:图4-1由于破碎锥与传动系统间无刚性连接，及破碎锥支承装置的结构特点，圆锥破碎机不仅围绕机体作旋转运动还围绕其自身的旋转轴做旋转运动。同时，由于在破碎腔的物料颗粒分布不均匀，材料层厚度不断变化，所以破碎锥沿料层滚动的运动是不稳定的，每滚动一周都伴有强烈震动[11]。因此，破碎锥的运动包括以下三种旋转运动：进动运动—破碎锥绕破碎机中心线OZ作旋转运动；自转运动—破碎锥绕自己的轴线'OZ作旋转运动；章动运动—破碎锥绕节线ON作旋转运动。破碎锥的各个角速度向量如图4-2所示：图4-2图中，_为破碎锥绕瞬时轴线旋转的绝对角速度向量；1_为破碎锥的进动角速度向量,破碎机正常运转时,即为激振器的角速度向量；2_为破碎锥的自转角速度向量；3_为破碎锥的章动角速度向量。瞬时轴线与破碎锥轴线的夹角为。当破碎腔内有破碎料时，由激振器产生的离心力将迫使破碎锥沿着定锥内表面做滚动运动，这种滚动是无间隙的滚动。破碎锥在运动过程中不会绕节线ON旋转,所以0。此时的破碎锥的运动情况为只有进动运动和自转运动[12]。破碎锥和与锥在破碎机工作过程中表面相互产生摩擦，它们之间的摩擦是远比破碎锥球面支承和轴瓦对圆锥破碎锥的摩擦大。所以，破碎锥沿定锥内表面是滚动，而不是滑动。破碎锥与定锥内表面接触的每一个时刻，圆锥破碎机在旋转的一瞬时以角速度绕一连线旋转。因此，这条线就是瞬时轴，可近似作为一个破碎锥母线。破碎腔中有物料时，破碎锥不仅作自转运动和进动运动，还作章动运动，令为章动角，破碎锥的角速度为：2123)sin/sin(由于不均匀的料粒度和物料在破碎腔内的分布不均是随机的，所以3和无法用以时间为变量的数学表达式表达,不能准确地求出_的大小。由于章动角速度向量3_的存在,所以：sin/sin1在运动学上，惯性圆锥破碎机和偏心圆锥破碎机的最显著区别是动锥是否存在章动运动。4.2动力学分析4.3惯性圆锥破碎机破碎力的分析及计算自转运动、进动运动和章动运动组成了动锥的运动，后者是动锥绕轴线作旋转运动。即由于破碎腔内物料颗粒又大有小，且料层分布不均匀，使得动锥沿着料层滚动时产生的运动不稳定，动锥每一周的滚动都会伴有剧烈的振动。但是，动锥沿料层滚动时的章动角速度向量是无规律的变化，故无法准确求出惯性力的大小，所以先分析动锥无载时的惯性力，受力情况如图4-3：图4-3F——破碎力；1cF——动锥惯性力；2cF——激振器惯性力；1G——动锥自重；2G——激振器自重；1l——1G作用点到O点的距离；2l——2cF作用点到O点的距离；3l——F作用点到O点的距离；h——1cF到O点的距离以O点为矩心，取力矩平衡，得：3022011022)sin(sin)cos(FllGlGlFhFcci动锥惯性力公式为：01211sinlmFc式中1m为动锥质量。动锥衬板直接参与破碎要求硬度高,耐磨性好,抗冲击力强，所以选择了ZGMn13作为动锥衬板材料，此材料表面高硬