PYY2207超重液压圆锥破碎机破碎力与破碎效果的分析.pdf

第26卷第2期
有色矿治
Vol 26 N2
2010年4月
NON-FERROUS MINING AND METALLURGY
April 2010
文章编号:1007-967X(2010)02-0039-03
PYY2207超重液压圆锥破碎机破碎力与破碎效果的分析
高志华
中国有色(沈阳)治金机械有限公司,辽宁沈阳110141]
摘要:本文PYY2207超重液压圆锥破碎机是在梅山矿业公司原2200弹簧圆锥破碎机存在问
题进行分析的基础上进行改进的设备,经对其破碎力进行研究,并对主轴强度进行校核,
通过加大设计破碎力,增加破碎圆锥惯性力,提高实际破碎效果,达到改造的效果与目的。
关键词:破碎力;破碎效果;强度校核;破碎设备;超重型
中图分类号:TQ17
文献标识码:A
1原2200圆锥破碎机存在的问题
PYY2200超重型液压圆锥破碎机最早是为梅
破碎力的大小是衡量破碎机性能的一个重要指
山矿业公司对原02200弹簧圆锥破碎机设备改造标,在矿石性质(矿石的粒度、硬度、水分、含泥量)
而进行改进设计的产品,用于细碎车间。梅山矿业
定的情况下,破碎力越大,破碎效率越高。
有限公司在1970年投产时,使用4台沈阳重型厂生
原2200弹簧圆锥破碎机在设计时,16组弹
产的2200弹簧圆锥破碎机构成闭路破碎流程的簣总保险压力为4000kN。锁紧缸为内锁紧,液压
细碎工段,破碎的产品粒度为-14mm,午处理铁矿站压力因液压油渗漏只能达到8MPa,锁紧力小
石设计产量为250万t。1998年梅山铁矿开始进行50%,破碎矿石时,支承套在机座上振动很大,破碎
二期扩建,年处理铁矿石要达400万t,但要求破碎机在非正常状态下工.作,造成如下现象:
机系统维持原状,破碎机作业率由36%提高到
(1)破碎力不够大。破碎力不足致使破碎效率
60%,而生产的现实状况是破碎机频繁的故障、事低,破碎循环负荷量大,衬板磨损加急,电耗增大,整
故,根本无法达到这么高的作业率。因此,对现有破个生产系统陷人恶性循环状态,对生产、设备十分不
碎机进行研究、改造,提出用PY2207超重型液压利。
圆锥破碎机代替普通弹簣圆锥破碎机。通过对使用
(2)锁紧力不够大。锁紧力不足,严重时出现
中的2200弹簧圆锥破碎机运行中存在问题、技术支承套斜面和机夹接触内斜面“打铁”现象,斜面上
参数、结构形式进行分析,提出如下改进措施
呈现凸包和凹陷状态,对机架和支承套的破坏性很
(1)加大破碎圆锥部的重量,提高破碎机的惯大。时间一长,机架和支承套损坏严重、甚至报废
性力,从而加大实际破碎力,改善破碎效果;
损失很大。
(2)将弹簧保险改为液压保险,保险力提高
50%;
2计算与分析
(3)锁紧由内锁紧改为外锁紧,并加大锁紧缸
多缸液压圆锥破碎机的破碎力是根据保险缸的
直径从而加大锁紧力;
工作压力来设计计算的。在正常破碎矿石时,保险
(4)改变碗形轴承架与机体的联接方式,减少缸的锁紧力应该能阻止破碎机的支承套向上抬起,
磨损,提高作业率。
并保证支承套与机座的正常接触。当破碎机内掉人
这样,设计改造后的破碎机就变成了PYY2207非破碎物时,破碎力急剧增加,保险缸的锁紧力不足
超重型液压圆锥破碎机,其设备外型尺寸与原来机以阻止支承套向上抬起的力,支承套在靠近非破碎
型相同,破碎效果更好,生产效率大大提高,故障率物的位置附近被抬起而向上翻起一定的角度,从而
大大降低,以3合破碎机完全代替了原来的4台设增大了夹有非破碎物那一边的破碎腔的排矿口,因
备,作业率提高2.7倍。
此,保险缸的上腔被压缩,产生最大的破碎力。
收稿日期:2009-05-05
作者筒介:高志华(1968-),女,高级工程师,从事矿山设备的设计研发工作。
有色矿冶
第26卷
2.1破碎力的计算
P=105.92+199,34P
圆锥破碎机的破碎力分析见图1,假定正常破
当P'=4.5MPa时,P=1003kN
碎力作用在平行带的起点,并取整个固定锥作为分
当P'=6.0MPa时,P=1302kN;
离体,则固定锥上请外力对A点力矩平衡方程式
当P'=7.5MPa时,P=1601kl
为
当P=9.0MPa时,P=1900kl
Plp +fp]: -(G+np)R=0
当P'=10.5MPa时,P=2199kN
故:P
R(G+nj
当P'=12.0MPa时,P=2498kN;
当P'=13.5MPa时,P=2797k
其中Pー~为正常破碎力,单位kN
2.2主轴强度的校核
R一为固定锥的中心线到A点距离,单位m;
已知:
G一固定锥的重量,单位kN;
R.×L
n一为保险缸的个数;
≤[Lo
每个保险缸的压力,kN;
其中R。= P x cos48°一破碎力P传递给主轴的
一为矿石与衬板间的摩擦系数
力,单位kN;
l,、小分别为破碎力P和摩擦力对A点的力
R。到回转中心的距离,单位mm
臂,单位m。
d一主轴的直径,单位mm。
主轴采用40 CRMOA,a=980MPa,则有
ow]=0.43xop=421.4MP
又,安全系数:
421.4
5
G+
根据圆锥破碎机的结构,主轴与偏心轴内斜套
上口配合处是危险截面,该截面到主轴的悬挂中心
图1破碎力分析示意
距离是1175.8mm,该截面内主轴的直径是470
Figl Sketch of the crushing force
。见图2。
考虑破碎力时,必须先选定保险缸的压力。若
选定的保险缸压力偏低,则支承套会出现剧烈跳动,
从而引起机件的磨损和损坏;若选定保险缸的压力
偏高,则破碎机不能适应过载和过铁的要求。
u
FT Xr X
2)
其中r一为保险缸的半径,单位m
P'一为液压系统的油压,单位MPa
对于PYD2207超重型圆锥破碎机,有
(1)固定锥的中心线到A点距离:R=1.53m;
图2主轴在危险截面的受力分析
(2)固定锥的重量(包含主轴、曲体、衬板、压
盖、防松螺母、分料盘等):G=174.83kN
Fig. 2 Force analysis of the main shaft in danger section
(3)保险缸个数:n=16个;
当P=4.5MPa时,P=1003kN;R。=671.1
4)矿石与树板间的摩擦系数0.2~0.35,取fkN;ow=76.0Mpa;N=5.54
=0.35(考虑到生产过程中矿石表面含泥、含水);
当P'=6.0MPa时,P=1302kN;R。=871.2
(5)力P对A点的力臂,=2.093m;
kN;rw=98.7Mpa;N=4.27
(6)力P对A点的力臂,=1.221m
当P'=7.5MPa时,P=1601kN;R。=1071.3
7)保险缸半径r=100mm
kN;ow=121.4Mpa;N=3.47
将上面参数带入公式(1)和(2)中,有: