双腔鄂式破碎机设计

一.破碎设备的概述

(一)破碎机的概念与应用

物料破碎,几乎是所有的矿山,矿物加工及土石质原料加工中关键的工艺过程,而其中的破碎设备是关键设备.破碎设备的种类繁多,人们多按工作原理和结构特征可分为:(1)颚式破碎机;(2)旋回破碎机和圆锥破碎机;(3)辊式破碎机;(4)冲击式破碎机—锤式破碎机和反击式破碎机.

颚式破碎机由于其结构简单,工作可靠,制造维护容易,适应性强,成本低,高度不大等突出优点,广泛应用于矿山,冶金,建筑材料,化工,交通等行业.在颚式破碎机中被破碎的岩石是在两块颚板之间进行的.可动颚板在原动机的驱动下,,绕悬挂心轴对固定颚板作周期性摆动,当可动颚板靠近固定板时,位于破碎腔的岩石在重力作用下经排矿口排出,大于排矿口宽度的岩石仍然留在破碎腔里,在下一工作循环中继续被破碎.颚式破碎机是品种规格及其使用数量最多的一种破碎设备,按其结构可分为复摆式,简摆式,外动颚式匀摆,双腔双动颚等几种形式.

在颚式破碎机的发展中,根据可动颚板运动轨迹的不同,颚式破碎机分为简单摆动颚式破碎机和复杂摆动破碎机.所谓简单摆动,是指可动颚板的运动轨迹是一般简单的圆弧;所谓复杂摆动,是指可动颚板在纵向断面内的运动轨迹处处不同,其上部近似为圆形,下部为椭圆开.后者运动轨迹较前者复杂,简摆颚式破碎机主要用于对物料的粗碎,具有破碎力大,适应性强等特点,但其结构比较复杂,生产能力相对较低.复摆颚式破碎机用于对物料的中,细碎,具有结构简单,生产能力较高,对物料挤压和磨削作用较好,破碎产品质量高等特点,但衬板易磨损.

从运动学方面来说,动颚上部行程较大,可以满足矿石破碎时所需要的压缩量,同时动颚向下运动,又有促进排矿的作用.故其生产效率比简摆颚式破碎机高30%左右.虽然复摆颚式破碎机应用广泛,优点很多,但也存在着一些缺点.复摆颚式破碎机垂直行程大(如果用X来代表动颚水平行程,则动颚垂直行程为 2.5X).平衡性差,在破碎矿石时,即压碎矿石的同时又向下搓,致使颚板磨损加剧,非生产性消耗增加,产品存在过粉碎现象.

图2-2是简单摆动颚式破碎机的外形构造图.它的主要要作机构是固定颚板1和可动颚板2.可动颚板的摆动是靠双肘杆机构来实现的,双肘杆机构是由偏心轴4,连杆5,前肘板6, 组成.连杆支承在偏心轴上,偏心轴在原动机的驱动下随大皮带轮7一起转动,推动连杆

上下运动.再带动前后肘板上下摆动,从而使可动颚板产生张绕动颚轴的摆动,完成对岩石的破碎.

在实际结构中,固定颚板和可动颚板都衬有耐磨性好的高锰钢制成的破碎板.为提高破碎效果,两破碎板的表面均铸有纵向齿纹.且凹凸相对,这样对岩石除产生挤压作用外,还有劈裂,弯曲作用.

图2-3是复杂摆动颚式破碎机的外形结构图.该机比简单摆动颚式破碎机简单.可动板1直接悬挂在偏心轴2上,省掉了连杆和前肘板,可动颚板下部直接由肘板3支撑到机架上.在原动机4的驱动下,偏心轴按逆时针方向旋转,从而带动可动颚板作复杂摆动.由于可动颚板直接悬挂在偏心轴上,故可动颚板上部水平行程较大,正好满足破碎腔上部多为大块岩石,需要较大压缩量的要求,且可动颚板向下运动时有促进排矿的作用.因此,复杂摆动颚式破碎机的生产率比简单摆动颚式破碎机高30%左右;当产量相同时,机器重量约轻20~30%.所以,前者多制成中小型机器,用于中硬岩石破碎;后者多制成大型机器,用于坚硬岩石的粗碎.

颚式破碎机存在着能耗高等不足,因此研制能耗低,处理量大的新型颚式破碎机仍是重要的课题.

双腔并联颚式破碎机

(二).国内外颚式破碎机现状

近年来,在”多碎少礳”原则指导下颚式破碎机向高效,节能方向发展.美国Alis-chalmer公司的S-T型复摆式颚式破碎机,采用高深度破碎腔,小啮合角,排口处衬板表面为曲线型,形成非堵塞式破碎腔.两衬板在排料处的表面形状能使破碎力与物料垂直,从而减少了在排料口处物料打滑现象.该机产量高,产品粒度细,电耗低.日前日本,加拿大,澳大利亚等国也购得了生产权,均有产品供应.

芬兰kone公司开了了BLM系列负支承颚式破碎机.动颚在压碎行程时有一向下运动分量,可加快破碎物料向下运动.减少堵塞,并可降低衬板的磨损,提高生不能力,降低产品粒度. 北京人民矿山机械厂生产的150X750型和250X750型细碎颚式破碎机,在山东蚕庄金矿使用表明:当排矿口为16mm时,产品中小于16mm粒级含量占60%.目前,该厂对破碎腔进行改造后其生产能力提高了15~25%,产品粒度进一步降低,衬板使用寿命提高一倍.

上海多灵机械公司生产的三种PEX型深腔颚式破碎机,已形成细碎颚式破碎机新系列,并有产品销往国外.经北京矿冶研究院对该死机腔形成优化设计,使该系列新产品生产能力提高15~25%,产品粒度进一步降低,衬板寿命提高一倍以上.

北京矿冶研究院总院开发的双腔双动颚颚式破碎机,具有独特的单,双耳轴承镶嵌式动颚结构,一根轴同时带动颚工作,充分利用破碎机空行程的蓄能作用,可提高生产能力.负支承,零悬挂,高深曲线破碎腔,碎碎比较大,产品粒度小而均匀,衬板寿命长,电耗低,排矿口调整方

便.1995年9月张家口建筑水泥厂采用PLR-1580型机作预粉碎,产品粒度小于10mm,便磨机生产能力提高了30%,单位电耗降低了20%以上.但其轴太长,相当有两个偏心,设计的时候要考虑不良因素大多,而且其加工工艺麻烦.

国内破碎机年产量约一万多台,一些生产稳定,水平不断提高的厂家每年向南非的一些国家出口一定数量破碎机.复摆式破碎机是我国中小矿山及其它有关企业普遍采用的机型,但其技术指标太落后于国外同类产品的水平,就其结构相当国外50年代的产品,颚式破碎机分为大,中,小三类.为了降低大型破碎机的运动功率消耗,我国还生产了分段起动简单摆式颚式破碎机,它是在偏心轴的两端设计了液压摩擦离合器,机器起动时依次分段起动机器各部件.颚式破碎机存在着能耗高等不足,因此研制能耗低,处理量大的新型颚式破碎机仍是重要的课题.因此,尽快改变这一状况,实现多碎磨,生产率高,提高生产能力,降低作业能耗已势在必行.

(三).破碎机的发展前景

据不完全统计,我国黑色,有色,化工,建材等行业,每年破碎矿石和各种物料绝迹18亿t,用电量为250～300亿千瓦时,占全国总用电量的8%～10%,钢耗约为250万t.在金属选矿中,破碎作业的能耗占选矿总能耗的40%～70%,仅衬板每年消耗的高锰钢约过6万t.随着科学技术的快速发展,对各种矿产品需求不断增加,由于破碎机是破碎机械中使用量电大,范围电广的一种破碎机械,故其有着广阔的市场空间和潜在的市场发展力.

在”多碎少磨”原则指导下,从90年代起,破碎设备正向细碎,高效和节能型发展.双腔颚式破碎低矮的外形降低了整体的重心,使其具有更好的稳定性和通过性,除井下和隧道等空间受限制的场合使用外,还特别适合于安装在移动的车上,根据不同的工艺流程组装成各种移动式破式筛分设备,满足不同的用户需求.双腔颚式破碎机凭借着在节能高效和产中粒度圴匀等方面的无比伦比的优势.在宠大的破碎市场上将会占有一席之地.有望在占有国内市场的同时,走出国门,面向世界.

二2PE250×500双腔颚式破碎机的设计

(一)总体方案的设计

颚式破碎机在设计时应考虑其生产能力，功耗，机重及颚板寿命等综合指标。由于破碎机的工作繁重，工作条件苛刻，且受力情况复杂，为了保证破碎机在工作中运转正常，则在设计的过程中应使其满足以下要求：安全，卫生环保，节能。

1.设计的总体要求

本设计2PE250X500是传统复摆颚式破碎机的基础上采用了新的结构设计,将单腔改为对称式的双腔,工作时一腔进行破碎,另一腔进行排矿工作。这样，在一个工作周期内，该破碎机总共进行了两次破碎和排矿工作，在单位时间内产量是普通单腔颚式破碎机的两倍。生产效得到极大的提高，同时有效地降低了单位产量的功率消耗，两个破碎腔可以并联和串联使用。.该破碎机由电动机带动皮带轮,飞轮,偏心轴,动额等部件,使动额运动.。在定颚与动颚的相对运动中，以小偏心，高摆动频率将物料多次破碎。双腔颚式破碎机有2个破碎腔，是在普通颚式破碎机活动颚板的另一端增加一个破碎腔。在这种结构下，破碎机可在双工作行程状态下运行。当曲柄在角度a范围回转时，破碎腔I进行物料破碎，而破碎腔II进行排料；当曲柄转支360~a范围时，破碎腔II进行破碎，破碎腔I进行排料，如此往复循环。这种形式的破碎机不存在空行程的能量消耗，同时，破碎机的处理能力将提高1倍，因此可以说，双腔颚式破碎机真正提高了破碎效率。

2.设计方案的比较及选取

双腔可分为串联和并联两种方式,于是设计构思分为破碎腔串联,破碎腔并联.

方案一;

此种方案的两个破碎腔在偏心轴的一侧，两破碎腔串联在一起，其示意图如图1-1所示。

图1-1双腔颚式破碎机双腔串联结构示意图

由图可以看出，颚式破碎机在一个工作周期内，相当于转过了两个偏心，当动力经皮带轮带带动偏心轴旋转时，两破碎腔可以交替破碎物料，破碎机可以近似的看成是连续工作的状态。

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但此种破碎机由于偏心轴太长，受力不均匀，有很大的震动，浙江矿山机械厂生产过类似的产品，由于存在以上的缺陷。市场形式不好，从某种程度上说，这种机型将被淘汰。