圓錐破碎機(jī)CC500創(chuàng)新設(shè)計(jì)和應(yīng)用

詹春生，曾慶水，柳逢春

（南昌礦山機(jī)械有限公司，江西 南昌 330004）

因單杠液壓圓錐破碎機(jī)結(jié)構(gòu)單一，方便維修，在采礦破碎過(guò)程中應(yīng)用的范圍較廣。南昌礦山機(jī)械有限公司（簡(jiǎn)稱(chēng)“南礦”）開(kāi)發(fā)出的CC500型破碎機(jī)屬于細(xì)碎圓錐破碎機(jī)，此種型號(hào)的破碎機(jī)在礦物進(jìn)行粉碎過(guò)程中發(fā)揮出較大優(yōu)勢(shì)。

1 研發(fā)背景

CC500是基于“南礦”的單缸圓錐破碎機(jī)CC400與CC600之間的一種新型節(jié)能性圓錐破碎機(jī)，CC500的開(kāi)發(fā)是對(duì)“南礦”的單缸圓錐破碎機(jī)系列的完善和物料生產(chǎn)工藝的補(bǔ)充。

2 破碎機(jī)理

圖1 破碎機(jī)剖面結(jié)構(gòu)圖

如圖1，在旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)中，偏心銅套主軸軸線(xiàn)和偏心鋼套外圓的軸線(xiàn)相交，其交點(diǎn)在臂架端，稱(chēng)支承懸點(diǎn)。傳動(dòng)的力來(lái)自電動(dòng)機(jī)。即電機(jī)1通過(guò)連軸器2傳動(dòng)扭矩至件3小齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)與大齒輪裝在一起的件4偏心組件轉(zhuǎn)動(dòng)。主軸總成裝在偏心總成銅套中作擺動(dòng)和旋轉(zhuǎn)。處于件6動(dòng)錐襯板與件10定錐襯板中間的物料就被擠壓至破碎，件9油缸總成可通過(guò)件12液壓系統(tǒng)調(diào)整動(dòng)錐部分上下位置達(dá)到調(diào)整排礦口大小，控制出料粒度目的，整個(gè)破碎機(jī)主機(jī)及主電機(jī)均安裝在11支承減震系統(tǒng)上，其破碎是連續(xù)的。CC500型圓錐破碎機(jī)一般作為三段中細(xì)碎圓錐破碎使用,適用于各種硬度的礦石。

3 技術(shù)參數(shù)確定

CC500單缸液壓破碎機(jī)是“南礦”自主研發(fā)的中細(xì)碎先進(jìn)破碎機(jī)。其特點(diǎn)使用螺旋弧齒輪，合金鑄鋼等，設(shè)計(jì)運(yùn)用三維設(shè)計(jì)，采用智能控制運(yùn)行系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)破碎作業(yè)過(guò)載、襯板磨損等自動(dòng)補(bǔ)償功能，運(yùn)用三維設(shè)計(jì)和模擬分析而開(kāi)發(fā)來(lái)的。

3.1 進(jìn)料粒度

適合各種礦石，一般用于三段破碎，入料粒度直徑進(jìn)料≤335mm。

3.2 生產(chǎn)力確定

b---物料被壓縮時(shí)料層厚度，近似等于排料口（m），見(jiàn)圖2。

e---偏心距（m），見(jiàn)圖2。

D---物料壓縮層平均直徑，近似等于動(dòng)錐底部直徑D（m），n---動(dòng)錐轉(zhuǎn)速（r/min）。

圖2 圓錐破碎機(jī)生產(chǎn)率計(jì)算

CC500設(shè)計(jì)中，μ=0.7，n=270(rpm)，b=0.083(m)，D=1.6(m)，γ=1.6（t/m3），a1=15°，a2=24°，Q=377x0.7x1.6x0.08(0.08+0.07)x1.6x270/(tan15° +tan24° )=976.93t/h。

最大產(chǎn)量計(jì)算值符合設(shè)計(jì)值1050t/h。

3.3 功率的確定

功 率 采 用 南 礦 實(shí) 際 經(jīng) 驗(yàn)，P=11D2neK(kw)[2]，取K=1，P=11x1.52x288x0.066=470.448(kw)實(shí)際選用450kw。

4 設(shè)計(jì)特性點(diǎn)

在圓錐破碎機(jī)設(shè)計(jì)上，關(guān)鍵上機(jī)架、下機(jī)架均采用高強(qiáng)度的合金鑄鋼材料、主軸采用高強(qiáng)度的鉻鎳合金鋼鍛造，傳動(dòng)部分采用一對(duì)高效的等高齒螺旋傘齒輪、排礦口調(diào)節(jié)采用液壓無(wú)級(jí)調(diào)整；具有正氣壓防塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)及多重液壓潤(rùn)滑油過(guò)慮的液壓潤(rùn)滑系統(tǒng)確保在運(yùn)行過(guò)程中保持液壓潤(rùn)滑油的純凈；以及AutoRun智能化控制系統(tǒng)。

4.1 電氣系統(tǒng)

使用用AutoRun智能化控制系統(tǒng)技術(shù)，可對(duì)重要運(yùn)動(dòng)副之間的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行有效監(jiān)測(cè)。比如對(duì)臂架襯套，小齒輪軸承，下機(jī)架襯套等加裝溫度傳感器，對(duì)液壓系統(tǒng)加流量傳感器、溫度及壓力傳感器，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行情況，并通過(guò)AutoRun電控系統(tǒng)數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)手機(jī)等終端設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)破碎機(jī)的運(yùn)行功率、破碎壓力和進(jìn)油及回油溫度，達(dá)到破碎作業(yè)過(guò)載保護(hù)、過(guò)鐵保護(hù)、襯板磨損自動(dòng)補(bǔ)償?shù)取?/p>

4.2 重要的設(shè)計(jì)

運(yùn)用先進(jìn)的三維軟件進(jìn)行有限元等數(shù)據(jù)分析，對(duì)關(guān)重件進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)。

圖3 用三維設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行中機(jī)架有限元分析

最大破碎力根據(jù)液壓系統(tǒng)壓力確定。

D1---液壓缸柱塞直徑D（m），設(shè)計(jì)值0.59m。

p---正常碎礦時(shí)，液壓缸壓力（N/m2），一般p=7.5x106N/m2。

G---動(dòng)錐重量（N）,設(shè)計(jì)值85000N。

ɑ---動(dòng)錐底錐角（°），r0—進(jìn)動(dòng)角（°）。

設(shè)計(jì)值（ɑ-r0）=55°。

按上述公式計(jì)算F=3424894N，按此力用三維軟件核算機(jī)架強(qiáng)度，如圖4所示，過(guò)鐵狀態(tài)下最大極限應(yīng)力為1.465x108N/m2，小于機(jī)架最小屈服強(qiáng)度σ=2.7x108N/m2，機(jī)架設(shè)計(jì)合理。

4.3 試機(jī)

破碎機(jī)的試機(jī)要求及實(shí)驗(yàn)方法等均按“南礦”參與制定的強(qiáng)力圓錐破碎機(jī)標(biāo)準(zhǔn)JB/T11295-2012執(zhí)行[4]。

4.4 創(chuàng)新設(shè)計(jì)

4.4.1 潤(rùn)滑系統(tǒng)具有多重密封保護(hù)裝置

如圖4，應(yīng)用“南礦”獨(dú)立研發(fā)自主產(chǎn)權(quán)的專(zhuān)利技術(shù)，即破碎機(jī)水平軸獨(dú)立潤(rùn)滑系統(tǒng)的多重密封保護(hù)裝置[5]，實(shí)現(xiàn)獨(dú)立潤(rùn)滑系統(tǒng)有一個(gè)高等級(jí)的密封保護(hù)系統(tǒng)，保證軸承潤(rùn)滑油純凈和潤(rùn)滑性能穩(wěn)定，發(fā)揮軸承最佳的傳動(dòng)效率。

其原理如圖所示：磨損后自動(dòng)補(bǔ)償與外圓帶斜面的鎖緊螺母2斜面的過(guò)盈量，其結(jié)構(gòu)特征在于：帶錐面的旋轉(zhuǎn)唇形密封圈4固定在密封圈導(dǎo)向套5，彈簧連接桿7固定在密封圈導(dǎo)向套5上，調(diào)節(jié)彈簧6固定在彈簧連接桿7上，調(diào)節(jié)螺釘8固定在蓋板10上，蓋板10固定在法蘭3上。通過(guò)旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)螺釘8可改變或保持調(diào)節(jié)彈簧6的彈力大小，達(dá)到帶錐面的旋轉(zhuǎn)唇形密封圈4錐形密封唇在磨損后自動(dòng)補(bǔ)償與外圓帶斜面的鎖緊螺母2斜面的過(guò)盈量。

圖4 多重密封保護(hù)裝置

4.4.2 超細(xì)碎腔型設(shè)計(jì)

如圖所示針對(duì)超細(xì)碎腔型進(jìn)料小，改變動(dòng)錐襯板改變傳統(tǒng)的連續(xù)過(guò)渡弧形設(shè)計(jì)，采用階梯形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，充分發(fā)揮超細(xì)碎腔型的工作效率。為使破碎機(jī)通用性好，定錐襯板與適配環(huán)配合使用，實(shí)現(xiàn)EC，C，C，MC，MF，F(xiàn)，EXF，EF多種腔型，可使破碎機(jī)具有良好的實(shí)用性。

圖5 超細(xì)腔型設(shè)計(jì)

5 應(yīng)用和改進(jìn)

CC500已應(yīng)用在湖南某礦業(yè)幾個(gè)月，總體運(yùn)行平穩(wěn)?；具_(dá)到了客戶(hù)的產(chǎn)量要求和粒形要求。我們也在依據(jù)收集相關(guān)數(shù)據(jù)，為設(shè)備的改進(jìn)提供技術(shù)支持，使設(shè)備更好的為客戶(hù)服務(wù)。