新型破碎机运动机理和结构特点_百科知识_行业资讯

2.1 动锥的运动轨迹

圆锥破碎机的工作机构由镶嵌衬板的动锥和定锥组成。机器正常运转时, 由于动锥与定锥的接近和离开, 造成破碎腔中的物料被粉碎, 并在自重的作用下下落, 排出破碎腔。新型圆锥破碎机动锥的上腔支撑在固定主轴上端的球面轴瓦上, 动锥的下腔套在偏心套外面, 其运动由偏心套来带动。当偏心套绕主轴旋转时, 动锥不仅随偏心套绕机器的中心线作旋转运动, 而且还绕自己的轴线旋转, 该动锥绕着其球面支承中心点O作空间旋摆运动。动锥的轴线与主轴中心线相交于固定点, 即球面中心点O, 其夹角为进动角β。破碎机运转时, 动锥轴线对机器中心线作圆锥面运动, 其锥顶为球面支承中心点O, O点在动锥的运动过程中始终保持静止, 因此, 动锥的运动可视为刚体绕定点的转动, 即动锥的运动是由两种旋转运动组成^[1]。

进动运动或牵连运动——动锥绕机器中心线作旋转运动;

自转运动或相对运动——动锥绕自己的轴线作旋转运动。

动锥的这种复杂运动称为规则进动。

圆锥破碎机在空载运转情形下, 动锥自转是由球面轴承给动锥的摩擦力矩M_g和偏心套给动锥的摩擦力M_p的数值来决定的, 哪个力矩大, 则动锥即依此力矩的方向转动。正常情况下, 动锥都是顺着偏心套回转方向自转的, 自转速度取决于两个力矩的差值。新型圆锥破碎机在球面轴承和动锥下衬套之间, 增加了动锥上衬套, 来控制动锥的自转。在有负载运转情形下, 矿石对动锥锥面的摩擦力矩远超过偏心套对动锥产生的摩擦力矩, 此时动锥以其母线为瞬时轴, 沿料层作与偏心套回转方向相反的滚动。动锥的这种自转运动, 可以使产品的粒度均匀, 使动锥的衬板磨损均匀。

2.2 惯性力和惯性力矩平衡的推导

破碎锥的运动由偏心轴套直接带动, 在空间绕固定点O作旋摆运动。由于破碎锥和偏心轴套的质心都不在其回转中心上, 所以在运动中必然产生惯性力和对固定点O的惯性力矩。在破碎物料时, 由于破碎力远大于破碎锥和偏心轴套的惯性力, 因而显不出它的害处, 但在空载时或空载过渡到破碎物料过程中, 这种惯性力和惯性力矩作用于机架上时, 则为一种周期性的动载荷, 因而引起机架的振动和偏心轴套的偏斜, 严重影响破碎机的正常运转。因此, 必须确定产生的惯性力和惯性力矩的大小和方向, 采取措施消除其有害影响^[2]。新型圆锥破碎机采用了在偏心轴套上加平衡重的方法来平衡该惯性力和惯性力矩, 消除了破碎锥及偏心轴套产生的方向变化的惯性力和惯性力矩, 保证了机器的正常运转。

破碎锥绕破碎机中心线以等角速度ω回转时, 根据质心运动定理^[3], 破碎锥的惯性力C为:

C=mrω²

式中, m为破碎锥的质量;r为破碎锥质心到破碎机中心线的距离。

破碎锥的惯性力作用线到固定点O的距离h为:

h=m_y/C

式中, m_y为惯性力对y轴的力矩。

当偏心轴套绕破碎机中心线以等角速度ω回转时, 根据质心运动定理, 偏心轴套的惯性力C_p为:

C_p=m_pω²p

式中, m_p为偏心轴套的质量;p为惯性半径。

在所有外力和惯性力作用下, 破碎机若处于平衡, 由力学动静法得知, 所有力对固定点O的力矩代数和为零。即:

Ch+C_pL_p-C_dL_d-R_aL_a-F_qR_o-Ghsinβ=0

由此, 可得到平衡重所产生的对固定点O的力矩为:

M_d=C_dL_d=Ch+C_pL_p-R_aL_a-F_qR_o-Ghsinβ

因此, 在实际运行中, 可以根据这种平衡条件选取平衡重的重量。

新型圆锥破碎机的结构特点

新型圆锥破碎机生产率高, 自动化水平高, 结构新颖, 使用维护方便。

3.1 主轴方式不同

新型圆锥破碎机的主轴为固定形式, 偏心套带动动锥实现旋摆运动, 坐在球面瓦上的动锥是悬浮式的。旧型圆锥破碎机为主轴带动动锥一起摆动, 这一最主要结构区别就决定了其使用性能及生产率的好坏。新型圆锥破碎机在450 kW高功率电动机驱动下, 偏心套转速可达360 r/min, 生产率相应提高3倍, 由此可见, 其结构的合理性和生产优势效能。而旧型的主轴与动锥一起摆动, 其结果限制了偏心套的转速 (转速220 r/min, 电机功率280 kW) , 并且生产是在产生巨大惯性力的状态下进行的, 使主轴根部容易发生剪切破坏而断裂, 严重影响生产。