現(xiàn)有的細(xì)碎
顎式破碎機(jī)存在著破碎腔設(shè)計(jì)不盡合理、弧形或二次曲線形破碎顎板不符合礦石破碎規(guī)律、工藝不盡恰當(dāng)?shù)葼顩r,因此破碎機(jī)能耗較大、粒度較粗、顎板磨損較快,產(chǎn)量也不理想。
新型的PEX150×750-A細(xì)碎顎式破碎機(jī)主要利用“固定容積”原理,建立礦石破碎的數(shù)學(xué)模型,導(dǎo)出了修正高斯曲線,將固定顎板設(shè)計(jì)成“直線一修正高斯曲線”型,活動(dòng)顎板是直線型,構(gòu)造出符合礦石破碎規(guī)律的理想的高深式破碎腔。該機(jī)與國(guó)內(nèi)同類產(chǎn)品相比,具有運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、破碎比大、產(chǎn)量高、能耗低、噪音小、運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低等特點(diǎn)。1、新型細(xì)碎顎式破碎機(jī)的設(shè)計(jì)
新型細(xì)碎顎式破碎機(jī)結(jié)構(gòu)見圖1,其曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的所有工藝參數(shù)、結(jié)構(gòu)參數(shù)和設(shè)計(jì)參數(shù)都進(jìn)行了計(jì)算機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)。因此,從幾何學(xué)角度使有關(guān)參數(shù)獲得最佳值,從機(jī)器動(dòng)力學(xué)角度使有關(guān)動(dòng)力學(xué)參數(shù)獲得最佳組合。例如,降低了動(dòng)顎懸掛高度使機(jī)器重心降低,既確保了機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)的平穩(wěn)性,又使提高偏心軸轉(zhuǎn)速成為可能。根據(jù)優(yōu)化結(jié)果,采用小偏心距r,并精確計(jì)算和設(shè)計(jì)好平衡塊的大小和方位,減少了該機(jī)器離心慣性力和沖擊振動(dòng),使它的運(yùn)轉(zhuǎn)噪音有所降低(約降低5. 9%),該機(jī)器重量比國(guó)內(nèi)同類型機(jī)器減少了約6%-9%,
1.1破碎顎板的設(shè)計(jì)
其顎板的設(shè)計(jì)主要根據(jù)“固定容積”原理,即動(dòng)顎每擺動(dòng)1次,破碎腔橫斷面上各水平面上物料降落的梯形斷面面積相同,即物料降落的容積相同。這樣,機(jī)器產(chǎn)量在排料口為定值時(shí)可保持恒定,且保持卸料口不被堵塞。根據(jù)這一原理,推導(dǎo)出破碎顎板表面曲線的理論曲線方程式。據(jù)此最終確定的破碎腔型如圖2所示,即將定顎板做成“直線一修正高斯曲線”型,而動(dòng)顎板設(shè)計(jì)成直線型。
因?yàn)閺?fù)擺顎式破碎機(jī)固定顎板比活動(dòng)顎板的下部磨損劇烈,因此將固定顎板下部做成高斯曲線形,加厚它的底部,既符合“固定容積”原理,又從結(jié)構(gòu)上改善了顎板的磨損。
固定顎板上部設(shè)計(jì)成直線段,是為了保證剛投入破碎腔內(nèi)的物料處于設(shè)計(jì)的嚙角范圍內(nèi)(180≤d≤22°),不致于被“擠”出破碎腔,使機(jī)器可正常運(yùn)行。在固定顎板中部即直線和修正高斯曲線間的過(guò)渡段,則采用“外旋輪線一外擺線”作為固定顎板的理論曲線,這樣就確保了物料從直線到修正高斯曲線段的滑落(或滾落)時(shí)間t具有極小值,不會(huì)產(chǎn)生滯留或堵塞現(xiàn)象,提高了破碎效率。而物料在修正高斯曲線段時(shí),嚙角開始由大變小,到曲線頂點(diǎn)變?yōu)榱,物料排出變慢;由于破碎腔上部有較多礦石重壓,兩側(cè)又有側(cè)護(hù)板,導(dǎo)致物料在這一區(qū)域內(nèi)受到一定程度的“層壓粉碎”;而“層壓粉碎”純壓力的破碎效果5倍于剪切力,因而使破碎效率得以顯著提高。物料進(jìn)入修正高斯曲線下部,嚙角由零變?yōu)樨?fù)值,這樣就使物料不但不會(huì)堵塞,反而與直線形動(dòng)顎板構(gòu)成一段較長(zhǎng)的“平行區(qū)”(有效長(zhǎng)度為30~60mm),使物料進(jìn)一步受到平行擠壓的“層壓粉碎”,細(xì)化和均整了物料;此外,這一“平行區(qū)”亦可延續(xù)因嚙角負(fù)值絕對(duì)值增大而加速排料的趨勢(shì),使破碎腔上、下處理能力實(shí)現(xiàn)平衡,排料連續(xù)而均勻。由于物料受到2次“層壓粉碎”作用,所以破碎效率高,排料粒度小,一般可提高產(chǎn)量20%。
同時(shí),由于采用了較深的破碎腔,其有效深度比一般破碎腔深度大5%~10%。上述改進(jìn)使顎板的磨損減少,卸料連續(xù)均勻性好,沒有以往的堵塞現(xiàn)象。
1.2參數(shù)優(yōu)選
1.2.1偏心距r的優(yōu)化
復(fù)擺式顎式破碎機(jī)為曲柄搖桿機(jī)構(gòu),連桿即為動(dòng)顎,因而具有平面復(fù)擺特性,故稱其為復(fù)雜擺型顎式破碎機(jī),其機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖見圖3。
研究表明,曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的連桿的運(yùn)動(dòng)曲線近似于橢圓,在給料口處橢圓度較小,在排料口處橢圓度較大,中部橢圓度最小。因此各點(diǎn)的行程特性值m(垂直行程h與水平行程s之比)也不一樣(上小下大,中間最小)。
機(jī)器的偏心距r的大小對(duì)生產(chǎn)率、功率、機(jī)器的性能參數(shù)等有很大的影響。增大偏心距可增大動(dòng)顎的水平行程,改善復(fù)擺機(jī)的行程特性,但會(huì)導(dǎo)致機(jī)器功率增大,不符合節(jié)能原則。因此,對(duì)偏心距的優(yōu)化就十分必要。偏心距優(yōu)化的約束條件有動(dòng)顎行程特性值m、鉗角a,動(dòng)顎板下端水平行程s,動(dòng)顎長(zhǎng)度l。
m=h/s。m值越大,則破碎顎板對(duì)礦石的破碎效果越好,顎板本身磨損也越強(qiáng)烈,而且m值大是復(fù)擺機(jī)的固有特性,為此,采用降低動(dòng)顎懸掛高度h的方式來(lái)改善它的行程特性。另外,在結(jié)構(gòu)上采取增大水平行程s,這對(duì)改變行程特性m更為明顯。但最根本的方法是選用合適的偏心距r。
目前國(guó)內(nèi)PE型顎式破碎機(jī)的行程比取值為m:2.4 -3.4,國(guó)外一般取m:1.5-2.5。由于本機(jī)器作細(xì)碎用,已碎物料在破碎腔平行區(qū)至少要經(jīng)過(guò)2次層壓破碎才能達(dá)到粒度要求,所以本機(jī)器行程特性值m應(yīng)取得小些:為2.1 -2.5。
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