多缸液壓圓錐破碎機(jī)MC500的研發(fā)與應(yīng)用

雷華良，詹春生，彭祖歡，姜俊雄

（南昌礦山機(jī)械有限公司，江西 南昌 330004）

多缸液壓圓錐破碎機(jī)是中碎與細(xì)碎堅(jiān)硬物料的一種典型破碎設(shè)備，我公司創(chuàng)新設(shè)計(jì)的新型高性能多缸圓錐破碎機(jī),MC500，采用“高能化和層壓破碎”理念，提高一次破碎成品率，更簡單方便的維護(hù)和更低的運(yùn)營成本?？蓮V泛用于核電，高速公路、機(jī)場以及礦山節(jié)能增效等項(xiàng)目。性能將達(dá)到國際水平，打破國外多缸破碎機(jī)在國內(nèi)的壟斷，替代進(jìn)口，提升公司的核心競爭力。

1 工作原理

如圖1所示，多缸液壓圓錐破碎機(jī)工作部件由兩個截錐體——動錐7和定錐8組成。工作時電機(jī)1通過皮帶輪2傳動軸4、小齒輪5、大齒輪7帶動動錐7沿著內(nèi)表面作旋擺運(yùn)動，靠近定錐8的地方，物料受動錐的擠壓和彎曲而破碎，偏離動錐的地方，已破碎的物料由于重力作用從錐底下落，整個破碎和卸料過程沿著內(nèi)表面連續(xù)依次進(jìn)行。釋放油缸部由六個釋放油缸3和三個蓄能器9及連接管路組成。釋放油缸3主要起起過鐵保護(hù)及清腔的作用，在正常破碎時，用以吸收緩沖因少數(shù)硬物料造成的調(diào)整環(huán)跳動沖擊現(xiàn)象[1]。

2 方案設(shè)計(jì)

2.1 設(shè)計(jì)要求（STD-M腔型）

原料：各類巖石和礦石，中碎和細(xì)碎，最大給料口：204mm，最小排料口：20mm，生產(chǎn)能力：排料口30時410t/h～540t/h。

2.2 設(shè)備主要技術(shù)參數(shù)

功率：400kw；機(jī)器總重量：39t；動錐直徑1520mm，主軸直徑380mm，傳動軸直徑130mm，排料口調(diào)節(jié)范圍20mm～51mm。

2.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算

MC500多缸液壓圓錐破碎機(jī)是我公司吸收國內(nèi)外先進(jìn)圓錐破碎機(jī)技術(shù)，創(chuàng)新設(shè)計(jì)而成的新型高性能圓錐破碎機(jī)。

（1）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)三維模型如圖1。

圖1 多缸液壓圓錐破碎機(jī)剖面結(jié)構(gòu)圖

（2）通過能力的計(jì)算。

圖2 破碎腔通過能力計(jì)算

圓錐破碎機(jī)破碎腔時根據(jù)破碎腔各截面通過能力設(shè)計(jì)的。沿破碎機(jī)ξ坐標(biāo)的破碎腔各截面（圖2）上的通過能可按下式計(jì)算：

式中：n——動錐擺動次數(shù)（r/min）；

b(ξ)——物料被壓縮時料層厚度（m）；

D(ξ)——物料壓縮層平均直徑（m）；

S(ξ)——動錐擺動一次，物料位移（m）。

MC500設(shè)計(jì)中；

n=346(rpm),b=0.28m,D=1.3,S=0.21，通過能力，符合410-540t/h的設(shè)計(jì)要求。

（3）配重及不平衡量計(jì)算。配重時為了平衡偏心套，使整個動錐和配重及偏心機(jī)構(gòu)的重心回到主軸中心。我公司通過Solidworks三維實(shí)體設(shè)計(jì)，來確定配重所需灌鉛的質(zhì)量。配重允許不平衡量，可根據(jù)以下公式計(jì)算：

可簡化為：m=9549MG/r×n

式中：M——轉(zhuǎn)子質(zhì)量（kg）；

G——精度等級（選用）；

r——校正半徑（mm）；

n——工件的工作轉(zhuǎn)速（rpm）；m——不平衡合格量（g）；

設(shè)計(jì)中M=1211kg，G=16，r=600mm,n=346rpm。m=9549×1225×16÷600÷346=824g

配重在灌鉛的時候可以多加2kg。灌鉛完成后，如圖3在偏輕的一端加鐵塊直至配重完全水平。稱量出所加鐵塊的重量及其到對稱中心的距離，將配重上偏重端的鉛在適當(dāng)?shù)奈恢勉@去相應(yīng)重量（最好接近2kg），使配重左右配平。

圖3 配重左右校平

3 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

3.1 更大的有效破碎能力

圖4 單缸圓錐破碎機(jī)多缸圓錐破碎機(jī)力矩圖

如圖4單缸圓錐破碎機(jī)：①排料口鎖緊力低，主軸支承，單個液壓缸。②排料口和過鐵行程相關(guān)聯(lián)，導(dǎo)致行程有限。③生產(chǎn)中排料口是一個波動值。致使液壓泵為保證排料口而頻繁啟動。多缸圓錐破碎機(jī)：①排料口鎖緊力大，是單缸液壓圓錐的2倍以上。②排料調(diào)節(jié)范圍寬，在調(diào)整產(chǎn)品級配上有較大的靈活性。③能恒定保持小排料口穩(wěn)定生產(chǎn)。液壓泵工作頻率很低。產(chǎn)品粒度細(xì)，排料均勻。能滿足針片狀＜5%，0/20高端砂石料和金屬礦山細(xì)碎要求。產(chǎn)能是彈簧圓錐的3倍。

3.2 更高的生產(chǎn)能力和質(zhì)量

與彈簧圓錐相比，加大了動錐直徑、偏心距和給料口尺寸。實(shí)現(xiàn)“料層破碎”原理，獲得更好的產(chǎn)品粒型。加強(qiáng)型機(jī)架，相比同類破碎機(jī)可提高功率20%和提高轉(zhuǎn)速15%。

3.3 高擺頻和大偏心距

固定的主軸和抗旋擺機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，改善了主軸受力，增強(qiáng)了動錐穩(wěn)定性，增強(qiáng)了零部件剛性。從而提高了主機(jī)轉(zhuǎn)速，進(jìn)而獲得更高的功率/質(zhì)量比。

3.4 創(chuàng)新的液壓潤滑系統(tǒng)

過鐵裝置釋放改傳統(tǒng)的釋放缸帶蓄能器為自主創(chuàng)新設(shè)計(jì)的國際先進(jìn)的溢流閥系統(tǒng)控制，降低了過鐵裝置的故障率。

3.5 AutoRun自動控制系統(tǒng)

圖5 AutoRun自動控制系統(tǒng)界面

如圖5所示，通過AutoRun自動控制系統(tǒng)可檢測破碎機(jī)的料位、破碎機(jī)電流、排料口尺寸、潤滑油壓力、鎖緊壓力、釋放壓力、潤滑油回油溫度、潤滑油油箱溫度、液壓油泵壓力、襯板磨損量等?？赏ㄟ^界面上的“+”和“-”觸屏鍵調(diào)節(jié)給料皮帶的頻率保證擠滿給料，使破碎機(jī)功率發(fā)揮大最大。同時該系統(tǒng)還具備報警功能，在非狀態(tài)下運(yùn)行將報警，并根據(jù)事故的嚴(yán)重程度判定是否停機(jī)。

圖6 MC500在勝達(dá)礦業(yè)作業(yè)

4 MC500勝達(dá)礦業(yè)昌北石料廠應(yīng)用實(shí)例

4.1 實(shí)用分析

如圖6所示MC500在石料行業(yè)應(yīng)用。巖石為輝綠巖，產(chǎn)品粒度為0/28，使用MC500STD-M，緊邊給料口204，最小排料口20。電機(jī)功率：315kw。

如圖7所示在勝達(dá)進(jìn)料粒度70mm～90mm，排料口23.5mm，平均產(chǎn)量可達(dá)395t/h，粉料＜25%。產(chǎn)品品質(zhì)良好、能耗小、產(chǎn)量高。

圖7 MC500在勝達(dá)礦業(yè)運(yùn)行數(shù)據(jù)

4.2 使用效果及經(jīng)濟(jì)性

在勝達(dá)礦業(yè)用我公司的一臺MC500取代兩臺300型號的同類產(chǎn)品，改造前每條線156t/h，改造后達(dá)395t/h，比改造前提高產(chǎn)量83t/h,提高生產(chǎn)率26.6%。

即直接經(jīng)濟(jì)效益增長26.6%，同時還減少了設(shè)備成本和維護(hù)成本。

經(jīng)勝達(dá)礦業(yè)石料廠生產(chǎn)實(shí)踐證明，南昌礦機(jī)MC500多缸圓錐破碎機(jī)使用性能好，產(chǎn)能和產(chǎn)品質(zhì)量到達(dá)技術(shù)要求，滿足需要，可以與國外同行知名公司競爭，替代國外知名公司的產(chǎn)品，達(dá)到了國內(nèi)領(lǐng)先，國際先進(jìn)水平，因此建議砂石和礦石加工系統(tǒng)可以優(yōu)先考慮南昌礦山機(jī)械有限公司的MC多缸圓錐破碎機(jī)系列產(chǎn)品。

5 結(jié)語

MC500是國內(nèi)較早應(yīng)用最先進(jìn)技術(shù)研發(fā)的新一代多缸圓錐破碎機(jī)，運(yùn)營半年即獲得用戶認(rèn)可，MC500多缸圓錐破碎機(jī)與國際知名同類產(chǎn)品相比，在性能相當(dāng)情況下，具有較高的性價比優(yōu)勢，是替代國外同類破碎機(jī)的首選產(chǎn)品。MC500多缸圓錐破碎機(jī)的開發(fā)成功，為南礦增加了有一個系列產(chǎn)品，大大增強(qiáng)了我公司的競爭優(yōu)勢，為發(fā)展破碎機(jī)民族品牌再添新篇章。