多缸相對(duì)單缸液壓圓錐破碎機(jī)優(yōu)勢(shì)分析

林陽輝

(福建馬坑礦業(yè)股份有限公司)

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多缸相對(duì)單缸液壓圓錐破碎機(jī)優(yōu)勢(shì)分析

林陽輝

(福建馬坑礦業(yè)股份有限公司)

摘要對(duì)當(dāng)前如何選擇適當(dāng)機(jī)型的破碎機(jī)以提高選礦廠生產(chǎn)率的核心問題，進(jìn)行了單缸液壓圓錐破碎機(jī)與多缸液壓圓錐破碎機(jī)的結(jié)構(gòu)性能分析、理論生產(chǎn)率計(jì)算及實(shí)際生產(chǎn)率的比較分析。分析結(jié)果表明：多缸液壓圓錐破碎機(jī)相對(duì)于單缸液壓圓錐破碎機(jī)具有設(shè)備性能可靠高效，維修保養(yǎng)簡單省力，破碎力大，破碎頻率高，破碎排料粒度細(xì)，粉礦含量高等優(yōu)越性，同時(shí)為選礦廠選型提供參考。

關(guān)鍵詞液壓圓錐破碎機(jī)結(jié)構(gòu)分析生產(chǎn)率優(yōu)越性

一臺(tái)合適機(jī)型的液壓圓錐破碎機(jī)可以在幫助選礦廠提高破碎機(jī)效率的同時(shí)提高經(jīng)濟(jì)效益，而當(dāng)前如何選擇一臺(tái)合適機(jī)型的液壓破碎機(jī)是礦山企業(yè)技術(shù)人員需謹(jǐn)慎考慮的問題。液壓圓錐破碎機(jī)是選礦廠工藝流程中的核心設(shè)備，破碎機(jī)性能直接影響選礦廠的產(chǎn)量。因此，國內(nèi)外礦山企業(yè)對(duì)破碎機(jī)機(jī)型的結(jié)構(gòu)性能選擇非常關(guān)鍵。

1單缸與多缸液壓圓錐破碎機(jī)機(jī)型及性能分析

液壓圓錐破碎機(jī)根據(jù)排礦口調(diào)整方式不同，分為主軸固定式和主軸浮動(dòng)式。主軸固定式液壓圓錐破碎機(jī)的排礦口調(diào)整是通過定錐螺旋轉(zhuǎn)動(dòng)上下移動(dòng)調(diào)整排礦口，這種排礦口調(diào)整方式的好處是排礦口容易鎖緊，其代表系列為HP和MP；主軸浮動(dòng)式液壓圓錐破碎機(jī)的排礦口調(diào)整是通過主軸上下浮動(dòng)調(diào)整排礦口，這種排礦口調(diào)整方式的不足是排礦口在破碎硬礦石時(shí)較難鎖緊，其代表系列為H和GP[1-2]。

1.1主軸固定式多缸液壓圓錐破碎機(jī)

經(jīng)過Omnicone多缸液壓圓錐破碎機(jī)生產(chǎn)實(shí)踐，開發(fā)了主軸固定式液壓HP型和MP型圓錐破碎機(jī)。與單缸液壓圓錐破碎機(jī)相比，主軸固定式液壓HP型和MP型圓錐破碎機(jī)破碎力大、破碎頻率高、坡度緩，破碎產(chǎn)品成品率和粉礦含量高，其機(jī)械機(jī)構(gòu)見圖1[2]。

圖1　主軸固定式多缸圓錐破碎機(jī)結(jié)構(gòu)

多缸液壓圓錐破碎機(jī)的主軸固定在下機(jī)架底座上，偏心總成套在主軸上，在小齒輪傳動(dòng)總成驅(qū)動(dòng)下繞主軸轉(zhuǎn)動(dòng)。動(dòng)錐總成通過球面瓦置于主軸頂端，在偏心總成帶動(dòng)下擺動(dòng)。調(diào)整環(huán)置于下機(jī)架上，通過周邊液壓缸與下機(jī)架底座相連。定錐總成與調(diào)整環(huán)螺紋配合，在液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)下調(diào)整排礦口或更換襯板，動(dòng)作完成后鎖緊缸鎖緊。

多缸液壓圓錐破碎機(jī)在破碎時(shí)，破碎力通過主軸調(diào)整環(huán)和周邊液壓缸傳到下機(jī)架底座，主軸承受壓繞應(yīng)力，整個(gè)主機(jī)架不受拉應(yīng)力。在周邊液壓缸拉力的作用下，主機(jī)架承受的也是壓應(yīng)力，并且其值為周邊液壓缸向下拉力合力減去破碎負(fù)荷力，所以下機(jī)架側(cè)壁在破碎工作時(shí)受力反而變小。

1.2主軸浮動(dòng)式單缸液壓圓錐破碎機(jī)

單缸液壓圓錐破碎機(jī)的結(jié)構(gòu)和旋回破碎機(jī)相似，橫梁、定錐總成和機(jī)架固定，主軸和動(dòng)錐上下一起浮動(dòng)，在偏向總成驅(qū)動(dòng)下破碎礦石。主軸浮動(dòng)式單缸液壓圓錐破碎機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)見圖2[2]。

單缸液壓圓錐破碎機(jī)在破碎時(shí)，底部液壓缸施加的破碎力通過主軸和定錐總成，傳到橫梁、上機(jī)架、中機(jī)架和下機(jī)架，主軸承受壓應(yīng)力，橫梁承受繞應(yīng)力，而整個(gè)主機(jī)架承受拉應(yīng)力。

圖2　單缸液壓圓錐破碎機(jī)結(jié)構(gòu)

單缸與多缸液壓圓錐破碎機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)的不同決定了單缸與多缸液壓圓錐破碎機(jī)破碎礦石時(shí)機(jī)架受力也是不同的。單缸液壓圓錐破碎機(jī)機(jī)架承受的是拉應(yīng)力，而多缸液壓圓錐破碎機(jī)機(jī)架承受的是減弱后的壓應(yīng)力。根據(jù)材料力學(xué)有關(guān)知識(shí)，塑性剛性材料容許的壓應(yīng)力通常是容許拉應(yīng)力的1.5～2.5倍，即同樣截面的鋼材承受的壓力可以比承受的拉力大1.5～2.5倍。顯而可知，多缸圓錐破碎機(jī)在機(jī)架構(gòu)造方面具有優(yōu)越性[3-4]。

2設(shè)備理論生產(chǎn)率的計(jì)算

破碎機(jī)理論生產(chǎn)率計(jì)算的基本公式[5]為：

(1)

式中，K1為礦石可碎性系數(shù)，取0.95；K2為礦石密度修正系數(shù)，K2=δ0/1.6，δ0為1.6 t/m3；K3為給礦粒度或破碎比修正系數(shù)，取1.04；Qs為標(biāo)準(zhǔn)條件下開路破碎時(shí)的處理量，t/h。

(2)

式中，q0為破碎機(jī)單位排口寬度的處理量， t/(mm·h)；e為破碎機(jī)排口寬度，mm；Q為設(shè)備在設(shè)計(jì)條件下破碎機(jī)的處理量，t/h；由不同機(jī)型設(shè)備參數(shù)可計(jì)算出不同破碎機(jī)的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力。

3單缸與多缸液壓圓錐破碎機(jī)實(shí)際生產(chǎn)量的對(duì)比分析

從某礦業(yè)安裝使用的液壓圓錐破碎機(jī)來看，在破碎軟礦石和風(fēng)化礦石時(shí)，單缸液壓圓錐破碎機(jī)通過量大的優(yōu)點(diǎn)突出，而在破碎中硬礦石和高硬礦石時(shí)，多缸液壓圓錐破碎機(jī)的表現(xiàn)更杰出。在破碎設(shè)備可靠性方面，多缸液壓圓錐破碎機(jī)比單缸液壓圓錐破碎機(jī)更可靠，不易發(fā)生大件開裂事故。在破碎設(shè)備維修保養(yǎng)，多缸液壓圓錐破碎機(jī)由于使用液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，簡單容易，更省力、省時(shí)。下面就H系列單缸液壓圓錐破碎機(jī)和HP系列多缸液壓圓錐破碎機(jī)在中硬礦石的應(yīng)用上進(jìn)行定量比較。

3.1中碎液壓圓錐破碎機(jī)

主軸固定式液壓圓錐破碎機(jī)和主軸浮動(dòng)式液壓圓錐破碎機(jī)在中碎作業(yè)應(yīng)用，HP800和H8800液壓圓錐破碎機(jī)在某選礦廠相同類型鐵礦中碎作業(yè)的給礦和排礦粒度的試驗(yàn)分布曲線見圖3、圖4，圖3和圖4給排礦粒度分布曲線所對(duì)應(yīng)的HP800和H8800的處理能力分別為1 205 t/h和1 370 t/h。

圖3　液壓圓錐破碎機(jī)在鐵礦中碎作業(yè)

圖4　液壓圓錐破碎機(jī)在鐵礦中碎作業(yè)的

由圖3、圖4可見，HP800中碎圓錐破碎機(jī)的給礦粒度比H8800的稍細(xì)，HP800的排料中較細(xì)粒級(jí)含量比H8800顯著提高。

由于給礦細(xì)度不一樣，單靠排料細(xì)度和處理能力評(píng)價(jià)破碎機(jī)在中碎上的優(yōu)劣是不全面的，下面以-60 mm中碎目標(biāo)粒度的粒級(jí)為目標(biāo)產(chǎn)品計(jì)算HP800和H8800在新生成-60 mm粒級(jí)時(shí)的生產(chǎn)能力：HP800=448.6 t/h，H8800=322.1 t/h。根據(jù)計(jì)算數(shù)據(jù)可知，新生成-60 mm粒級(jí)的生產(chǎn)能力HP800比H8800提高了39.3個(gè)百分點(diǎn)；此外，H8800中有5%的+100 mm粒級(jí)的礦塊，這將會(huì)給細(xì)碎作業(yè)帶來不良影響。

3.2細(xì)碎液壓圓錐破碎機(jī)

主軸固定式液壓圓錐破碎機(jī)和主軸浮動(dòng)式液壓圓錐破碎機(jī)在許多鐵礦細(xì)碎作業(yè)均有應(yīng)用，HP800和H8800液壓圓錐破碎機(jī)在某選礦廠相同類型鐵礦細(xì)碎作業(yè)的給礦和排礦粒度試驗(yàn)分布曲線見圖5、圖6，圖5和圖6給、排礦粒度分布曲線所對(duì)應(yīng)的HP800和H8800的處理能力分別為575 t/h和 730 t/h。

圖5　液壓圓錐破碎機(jī)在鐵礦細(xì)碎作業(yè)的

圖6　液壓圓錐破碎機(jī)在鐵礦細(xì)碎作業(yè)的

由圖5、圖6可見，HP800細(xì)碎圓錐破碎機(jī)的給礦粒度比H8800的給礦粒度稍粗，HP800的排料中較細(xì)粒級(jí)含量比H8800要高得多。

由于給礦細(xì)度不一樣，單靠排料細(xì)度和處理能力評(píng)價(jià)破碎機(jī)在細(xì)碎上的優(yōu)劣是不全面的，下面以-12.5 mm粒級(jí)為目標(biāo)產(chǎn)品來計(jì)算HP800和H8800在新生成-12.5 mm粒級(jí)時(shí)的生產(chǎn)能力：HP800=329.7 t/h，H8800=221.6 t/h。根據(jù)計(jì)算數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，在新生成-12.5 mm粒級(jí)的生產(chǎn)能力上，

細(xì)碎HP800液壓圓錐破碎機(jī)比細(xì)碎H8800液壓圓錐破碎機(jī)提高了48.8個(gè)百分點(diǎn)。

從上面的中硬硬度以上的礦石細(xì)碎案例來看，單缸液壓圓錐破碎機(jī)和多缸液壓圓錐破碎機(jī)在相同規(guī)格下，多缸液壓圓錐破碎機(jī)可生產(chǎn)更多的合格產(chǎn)品，一般而言，礦石硬度越硬，差別越大。液壓圓錐破碎機(jī)在多碎少磨工藝中的應(yīng)用多缸液壓圓錐破碎機(jī)由于排料粒度細(xì)、循環(huán)負(fù)荷低，在先進(jìn)礦山增產(chǎn)增效，利用原破碎篩分系統(tǒng)，改造破碎機(jī)，實(shí)現(xiàn)了多碎少磨，同時(shí)在提高破碎磨礦系統(tǒng)產(chǎn)量上也顯示了其突出的優(yōu)點(diǎn)。

4結(jié)論

通過對(duì)單缸與多缸液壓圓錐破碎機(jī)結(jié)構(gòu)、性能的分析以及實(shí)際試驗(yàn)生產(chǎn)量的考察，多缸液壓圓錐破碎機(jī)相對(duì)單缸液壓圓錐破碎機(jī)具有設(shè)備性能可靠、高效，維修保養(yǎng)簡單、省力、省時(shí)，破碎力大、破碎頻率高，破碎排料粒度細(xì)、粉礦含量高等優(yōu)越性，可有效提高生產(chǎn)率，且經(jīng)濟(jì)效益顯著。

參考文獻(xiàn)

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[5]孫長泉，孫成林，李云平，等.選礦廠工藝設(shè)備[M].北京:冶金工業(yè)出版社，2010.

(收稿日期2016-01-21)

林陽輝(1990—)，男，助理工程師，碩士，364000 福建省龍巖市新羅區(qū)曹溪中路晟龍花園三期。