詹春生，曾慶水，柳逢春

（南昌礦山機械有限公司，江西 南昌 330004）

因單杠液壓圓錐破碎機結(jié)構(gòu)單一，方便維修，在采礦破碎過程中應用的范圍較廣。南昌礦山機械有限公司（簡稱“南礦”）開發(fā)出的CC500型破碎機屬于細碎圓錐破碎機，此種型號的破碎機在礦物進行粉碎過程中發(fā)揮出較大優(yōu)勢。

1 研發(fā)背景

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

2 破碎機理

圖1 破碎機剖面結(jié)構(gòu)圖

如圖1，在旋轉(zhuǎn)運動中，偏心銅套主軸軸線和偏心鋼套外圓的軸線相交，其交點在臂架端，稱支承懸點。傳動的力來自電動機。即電機1通過連軸器2傳動扭矩至件3小齒輪轉(zhuǎn)動，從而帶動與大齒輪裝在一起的件4偏心組件轉(zhuǎn)動。主軸總成裝在偏心總成銅套中作擺動和旋轉(zhuǎn)。處于件6動錐襯板與件10定錐襯板中間的物料就被擠壓至破碎，件9油缸總成可通過件12液壓系統(tǒng)調(diào)整動錐部分上下位置達到調(diào)整排礦口大小，控制出料粒度目的，整個破碎機主機及主電機均安裝在11支承減震系統(tǒng)上，其破碎是連續(xù)的。CC500型圓錐破碎機一般作為三段中細碎圓錐破碎使用,適用于各種硬度的礦石。

3 技術(shù)參數(shù)確定

CC500單缸液壓破碎機是“南礦”自主研發(fā)的中細碎先進破碎機。其特點使用螺旋弧齒輪，合金鑄鋼等，設計運用三維設計，采用智能控制運行系統(tǒng)實現(xiàn)破碎作業(yè)過載、襯板磨損等自動補償功能，運用三維設計和模擬分析而開發(fā)來的。

3.1 進料粒度

適合各種礦石，一般用于三段破碎，入料粒度直徑進料≤335mm。

3.2 生產(chǎn)力確定

b---物料被壓縮時料層厚度，近似等于排料口（m），見圖2。

e---偏心距（m），見圖2。

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

圖2 圓錐破碎機生產(chǎn)率計算

CC500設計中，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)量計算值符合設計值1050t/h。

3.3 功率的確定

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

4 設計特性點

在圓錐破碎機設計上，關鍵上機架、下機架均采用高強度的合金鑄鋼材料、主軸采用高強度的鉻鎳合金鋼鍛造，傳動部分采用一對高效的等高齒螺旋傘齒輪、排礦口調(diào)節(jié)采用液壓無級調(diào)整；具有正氣壓防塵系統(tǒng)設計及多重液壓潤滑油過慮的液壓潤滑系統(tǒng)確保在運行過程中保持液壓潤滑油的純凈；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)，可對重要運動副之間的運動進行有效監(jiān)測。比如對臂架襯套，小齒輪軸承，下機架襯套等加裝溫度傳感器，對液壓系統(tǒng)加流量傳感器、溫度及壓力傳感器，實現(xiàn)實時監(jiān)控設備運行情況，并通過AutoRun電控系統(tǒng)數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)手機等終端設備實時監(jiān)測破碎機的運行功率、破碎壓力和進油及回油溫度，達到破碎作業(yè)過載保護、過鐵保護、襯板磨損自動補償?shù)取?/p>

4.2 重要的設計

運用先進的三維軟件進行有限元等數(shù)據(jù)分析，對關重件進行合理的設計。

圖3 用三維設計軟件進行中機架有限元分析

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），設計值0.59m。

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

G---動錐重量（N）,設計值85000N。

ɑ---動錐底錐角（°），r0—進動角（°）。

設計值（ɑ-r0）=55°。

按上述公式計算F=3424894N，按此力用三維軟件核算機架強度，如圖4所示，過鐵狀態(tài)下最大極限應力為1.465x108N/m2，小于機架最小屈服強度σ=2.7x108N/m2，機架設計合理。

4.3 試機

破碎機的試機要求及實驗方法等均按“南礦”參與制定的強力圓錐破碎機標準JB/T11295-2012執(zhí)行[4]。

4.4 創(chuàng)新設計

4.4.1 潤滑系統(tǒng)具有多重密封保護裝置

如圖4，應用“南礦”獨立研發(fā)自主產(chǎn)權(quán)的專利技術(shù)，即破碎機水平軸獨立潤滑系統(tǒng)的多重密封保護裝置[5]，實現(xiàn)獨立潤滑系統(tǒng)有一個高等級的密封保護系統(tǒng)，保證軸承潤滑油純凈和潤滑性能穩(wěn)定，發(fā)揮軸承最佳的傳動效率。

其原理如圖所示：磨損后自動補償與外圓帶斜面的鎖緊螺母2斜面的過盈量，其結(jié)構(gòu)特征在于：帶錐面的旋轉(zhuǎn)唇形密封圈4固定在密封圈導向套5，彈簧連接桿7固定在密封圈導向套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補償與外圓帶斜面的鎖緊螺母2斜面的過盈量。

圖4 多重密封保護裝置

4.4.2 超細碎腔型設計

如圖所示針對超細碎腔型進料小，改變動錐襯板改變傳統(tǒng)的連續(xù)過渡弧形設計，采用階梯形結(jié)構(gòu)設計，充分發(fā)揮超細碎腔型的工作效率。為使破碎機通用性好，定錐襯板與適配環(huán)配合使用，實現(xiàn)EC，C，C，MC，MF，F(xiàn)，EXF，EF多種腔型，可使破碎機具有良好的實用性。

圖5 超細腔型設計

5 應用和改進

CC500已應用在湖南某礦業(yè)幾個月，總體運行平穩(wěn)?；具_到了客戶的產(chǎn)量要求和粒形要求。我們也在依據(jù)收集相關數(shù)據(jù)，為設備的改進提供技術(shù)支持，使設備更好的為客戶服務。