林陽輝

(福建馬坑礦業(yè)股份有限公司)

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多缸相對單缸液壓圓錐破碎機優(yōu)勢分析

林陽輝

(福建馬坑礦業(yè)股份有限公司)

摘要對當前如何選擇適當機型的破碎機以提高選礦廠生產(chǎn)率的核心問題，進行了單缸液壓圓錐破碎機與多缸液壓圓錐破碎機的結(jié)構(gòu)性能分析、理論生產(chǎn)率計算及實際生產(chǎn)率的比較分析。分析結(jié)果表明：多缸液壓圓錐破碎機相對于單缸液壓圓錐破碎機具有設(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，粉礦含量高等優(yōu)越性，同時為選礦廠選型提供參考。

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

一臺合適機型的液壓圓錐破碎機可以在幫助選礦廠提高破碎機效率的同時提高經(jīng)濟效益，而當前如何選擇一臺合適機型的液壓破碎機是礦山企業(yè)技術(shù)人員需謹慎考慮的問題。液壓圓錐破碎機是選礦廠工藝流程中的核心設(shè)備，破碎機性能直接影響選礦廠的產(chǎn)量。因此，國內(nèi)外礦山企業(yè)對破碎機機型的結(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機型及性能分析

液壓圓錐破碎機根據(jù)排礦口調(diào)整方式不同，分為主軸固定式和主軸浮動式。主軸固定式液壓圓錐破碎機的排礦口調(diào)整是通過定錐螺旋轉(zhuǎn)動上下移動調(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；主軸浮動式液壓圓錐破碎機的排礦口調(diào)整是通過主軸上下浮動調(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

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

圖1　主軸固定式多缸圓錐破碎機結(jié)構(gòu)

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

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

1.2主軸浮動式單缸液壓圓錐破碎機

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

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

圖2　單缸液壓圓錐破碎機結(jié)構(gòu)

單缸與多缸液壓圓錐破碎機機械結(jié)構(gòu)的不同決定了單缸與多缸液壓圓錐破碎機破碎礦石時機架受力也是不同的。單缸液壓圓錐破碎機機架承受的是拉應力，而多缸液壓圓錐破碎機機架承受的是減弱后的壓應力。根據(jù)材料力學有關(guān)知識，塑性剛性材料容許的壓應力通常是容許拉應力的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，多缸圓錐破碎機在機架構(gòu)造方面具有優(yōu)越性[3-4]。

2設(shè)備理論生產(chǎn)率的計算

破碎機理論生產(chǎn)率計算的基本公式[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為標準條件下開路破碎時的處理量，t/h。

(2)

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

3單缸與多缸液壓圓錐破碎機實際生產(chǎn)量的對比分析

從某礦業(yè)安裝使用的液壓圓錐破碎機來看，在破碎軟礦石和風化礦石時，單缸液壓圓錐破碎機通過量大的優(yōu)點突出，而在破碎中硬礦石和高硬礦石時，多缸液壓圓錐破碎機的表現(xiàn)更杰出。在破碎設(shè)備可靠性方面，多缸液壓圓錐破碎機比單缸液壓圓錐破碎機更可靠，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由于使用液壓馬達驅(qū)動，簡單容易，更省力、省時。下面就H系列單缸液壓圓錐破碎機和HP系列多缸液壓圓錐破碎機在中硬礦石的應用上進行定量比較。

3.1中碎液壓圓錐破碎機

主軸固定式液壓圓錐破碎機和主軸浮動式液壓圓錐破碎機在中碎作業(yè)應用，HP800和H8800液壓圓錐破碎機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應的HP800和H8800的處理能力分別為1 205 t/h和1 370 t/h。

圖3　液壓圓錐破碎機在鐵礦中碎作業(yè)

圖4　液壓圓錐破碎機在鐵礦中碎作業(yè)的

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

由于給礦細度不一樣，單靠排料細度和處理能力評價破碎機在中碎上的優(yōu)劣是不全面的，下面以-60 mm中碎目標粒度的粒級為目標產(chǎn)品計算HP800和H8800在新生成-60 mm粒級時的生產(chǎn)能力：HP800=448.6 t/h，H8800=322.1 t/h。根據(jù)計算數(shù)據(jù)可知，新生成-60 mm粒級的生產(chǎn)能力HP800比H8800提高了39.3個百分點；此外，H8800中有5%的+100 mm粒級的礦塊，這將會給細碎作業(yè)帶來不良影響。

3.2細碎液壓圓錐破碎機

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

圖5　液壓圓錐破碎機在鐵礦細碎作業(yè)的

圖6　液壓圓錐破碎機在鐵礦細碎作業(yè)的

由圖5、圖6可見，HP800細碎圓錐破碎機的給礦粒度比H8800的給礦粒度稍粗，HP800的排料中較細粒級含量比H8800要高得多。

由于給礦細度不一樣，單靠排料細度和處理能力評價破碎機在細碎上的優(yōu)劣是不全面的，下面以-12.5 mm粒級為目標產(chǎn)品來計算HP800和H8800在新生成-12.5 mm粒級時的生產(chǎn)能力：HP800=329.7 t/h，H8800=221.6 t/h。根據(jù)計算數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，在新生成-12.5 mm粒級的生產(chǎn)能力上，

細碎HP800液壓圓錐破碎機比細碎H8800液壓圓錐破碎機提高了48.8個百分點。

從上面的中硬硬度以上的礦石細碎案例來看，單缸液壓圓錐破碎機和多缸液壓圓錐破碎機在相同規(guī)格下，多缸液壓圓錐破碎機可生產(chǎn)更多的合格產(chǎn)品，一般而言，礦石硬度越硬，差別越大。液壓圓錐破碎機在多碎少磨工藝中的應用多缸液壓圓錐破碎機由于排料粒度細、循環(huán)負荷低，在先進礦山增產(chǎn)增效，利用原破碎篩分系統(tǒng)，改造破碎機，實現(xiàn)了多碎少磨，同時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。

4結(jié)論

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

參考文獻

[1]伏雪峰.HP型高效液壓圓錐破碎機及其在銅礦的應用[J].中國礦山工程，2007，36(2)：32-35.

[2]郎寶賢，郎世平.破碎機[M].北京:冶金工業(yè)出版社，2008.

[3]金忠謀.材料力學[M].北京:機械工程出版社，2009.

[4]濮良貴，紀名剛.機械設(shè)計[M].北京：高等教育出版社，2001.

[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。