圆锥破碎机生产率计算模型研究bookmark0陈红江1邹莉娟2邹宗伟3黄冬明4bookmark1 1江西科技师范学院专科部机电系江西南昌330038 2南京华士电子科技有限公司3江西桐业公司德兴桐矿大山选厂4上海交通大学国路J产圆锥破碎机广泛用于矿山、冶炼、建材、公料中细粉碎的主要设备之一。然而具结构和工作参数设计保守、效率低下，严重影响生产厂家和使用部门的使用效果。国外从上世纪80年代以来，采用现代优化设计方法，不断对圆锥破碎机进行改进设计，对圆锥破碎机工作原理、脆性物料粉碎原理及破碎腔中散体物料运动学特性进行深入研究，并设计开发出新型、高效率、节能的现代高能液压圆锥破碎机，极大地提高了破碎机工作性能。然而我国圆锥破碎机一直沿用效率低下、能耗高、笨重的传统弹簧圆锥破碎机。随着矿产资源的不断贫化，每年处理的原矿量不断增加，低效率、高能耗、传统的弹簧圆锥破碎机已不能满足各生产部门的需要。国内对现代高能液压圆锥破碎机的研究几乎为空白，各大使用部门主要沿用我国上世纪70年代仿制成功的代弹簧圆锥破碎机，严重影响我国各相关使用部门的经济效益。

　　为此，本文提出基于散体物料在圆锥破碎机中的运动学特性，对影响圆锥破碎机工作性能的主要结构与工作参数进行深入研究，建立圆锥破碎机生产率计算模型，为我国开发新型、高效、节能的圆锥破碎机奠走理论基础。

　　1散体物料在圆锥破碎机中的运动方式及生产率计算bookmark2圆锥破碎机的工作原理如所示。破碎壁、动锥及主轴绕破碎机中心线作旋摆运动，破碎壁不断接近与远离轧臼壁，破碎腔中物料受破碎壁与轧臼壁上的衬板挤压而粉碎，并由破碎腔排料口排出腔外。

　　当破碎壁远离轧臼壁时，散体物料在破碎腔中有三种运动方式：滑动下落方式、滑动与自由落体下落方式、自由落体方式，如所示。为提高破碎机产量，设计时必须让物料在破碎腔中按自由落体方式下落，但同时必须保证物料产品粒度。传统圆锥破碎机物料一般是在破碎腔上部以滑动方式通过破碎腔，在破碎腔中下部以自由下落方式通过破碎腔，故传统圆锥破碎机存在比国外同类产品性能差、产量低的弱点。研究表明，国外同类产品大都以使物料以自由落体方式通过破碎腔为圆锥破碎机的主轴旋转速度的设计原则，从而使得破碎机产量大大提高，破碎产品粒形大大改善。

　　物料在破碎腔中的下落速度越快，其相应生产率（上接第等牌号。我们公司选用767、726刀头焊接成刀加工，用起来很好。

　　23刀具切削部分参数的合理选用bookmark3 3粗车时取小值，精车时取大值；并磨出1=a2L8nmr.-5°"10°的角倒棱；后角取=8 12精车时取大值；主偏角取=45副偏角为尤/=10°*刃倾角；ls=°刀尖弧半径rE=l*nm用硬质合金刀具加工高锰钢时，切削力大，切削温度高，刀具磨损快，速度不宜过高，一般取匕=20― 40n/nin，为了减少加工硬化层对刀具的彭响，进给膣被吃刀量不敢小，精车日挪/=2*8mi/r，经过上述加工工艺安排以及刀具和切削参数的合理连择，解决了大型推破碎机体加工的难题，我公司至今为止加工出五十多个此类推破碎机体，创造出良好的经济效益。□越高，同时，破碎腔中堵塞点横截面面积越大，其相应生产率也越高。堵塞点横截面，如所示，沿堵塞点垂直于破碎机中心线作截面切破碎机破碎壁与轧臼壁，其截面及截面上散体物料下落速度分布如所示。中KDC5WNgp分为物料自由下落排料部分，具速度分布按自由落体运动规律，从零至大匕Kup部分为物料随动锥摆动上升部分，具速度变化根据动锥运动而变化，其大速度为。根据散体物料运动学规律及动锥摆动运动规律，分别对中rDWN部分与「UP部分进行积分计算可得破碎机生产率，其计算模型如式<3>，各参数如所示。

　　密度，其值等于物料密度P与该处物料填充度"的乘积r――破碎机堵塞层沿a而变化的半径Rmin Rmax――堵塞层横切面物料通过面的大与小半径R（a）――中内椭圆上点至外圆中心距离ac――堵塞层物料在自由下落阶段，动锥所转过的角度R――中外圆半径eDOWNeUP――分别为破碎腔内物r料自由下落生产率与物料随动锥上拱生产率，两者之差为破碎机生产率2影响圆锥破碎机生产率性能的关键参数分析bookmark6影响圆锥破碎机生产率的因素较多，包括动锥摆动速度"、破碎腔平行区长度/、动锥底角、进动角沐物料物理属性（强度、纯度、湿度等等〉、对破碎机给料情况（破碎机操作水平〉、物料填充度（影响堵塞层随着《变化的堆密度以《）>等等，各关键如所示。本文重点研究动锥摆动速度对破碎机生产率性能的影响。

　　动锥摆动速度〃是影响破碎机生产率的关键参数之一，转速过慢，物料在破碎腔中以滑动形式通过破碎腔，导致生产率低下；转速过快，物料几乎没法向下排料，更谈不上提高生产率，故破碎机工作参数中存在一个佳摆动速度。当破碎机在佳转速工作时，相当于每一破碎层物料有充分的时间做自由下落运动，同时物料通过破碎腔时所受破碎壁与轧臼壁挤压破碎次数足以保证破碎产品粒形要求（通常以小于排料口尺寸的破碎产品粒度占总破碎产品的百分比满足设计要求〉。摆动速度〃影响到物料在各破碎层的自由下落时间进而影响物料在各破碎层的与2UP，根据挤压类破碎机的“总体平衡模型”及物料自由下落的运动学特性（如所示〉，可求解得gDWN、2UP与自由下落时间的关式<4）、式<5>所0 tac――物料在堵塞层自由下落时间，即为动锥摆动到物料下落与上拱交界处ac处的时间其值可通过经验或者〉n――动锥摆动速度aB动推底角为验证优化设计模型，以国产PYB1750圆锥破碎机为算例，对圆锥破碎的生产率及其关键参数进行优化设计，并把仿真结果应用于某破碎机厂家，验证了模型可靠性。根据现有国产PYB1750圆锥破碎机结构参数和工作参数及上述物料运动方式模型，结合破碎机厂家与用户需求，为使散体物料以自由落体方式通过破碎腔，PYB1750弹簧圆锥破碎机摆动速度必须从改进设计前的245r/min提高到改进设计后的455r/nin.摆动速度"大是高，对破碎机整机动力工作性是出更高要求。从表1结果可知，改进设计后，物料以自由落体方式通过破碎机破碎腔，从而大是高破碎机生产率。生产率计算（下转第21页〉广义磨在火电行业的应用优势分析陈蕾1郝诗明1刘美1夏纪勇1长沙学院机电工程系湖南长沙410003 2湖南广义科技公司随着我国国民经济的高速发展，对电力的需求曰益增加，根据我国资源情况，目前火力发电仍占主导地位。在火电厂中，有三种主要物料需要粉磨：一是火电厂的主要燃料煤；二是脱硫用的石灰石；三是煤燃后的粉煤灰。下面对作为专利产品的广义磨系列设备粉磨上述三种物料的适应性进行分析。

　　1GYLM广义磨在煤粉制备中的应用11煤的粉磨特点u>由于煤质和锅炉不同，对煤的粒度要求有一走的差别，一般在200目通过率90￡右，粉磨设备要能做到细度可调。

　　<2>煤中一般舍有159似上的水分，揭煤甚至高达45所以粉磨设备必须能适合高水分，并好能在粉磨同时对物料进行烘干，不必单独设置烘干机增加烘干流程。

　　<3>煤中含有易燃的挥发水分，加之煤本身是可燃物，所以粉磨时必须具有阻燃防爆的措施。

　　<4>煤中含有硬质的难磨杂质，粉磨过程中要求能适应难磨的硬质杂质。

　　<5>所粉磨的干粉必须适应气力输送需要。

　　目前，电厂磨煤采用球磨机、雷蒙磨、立磨等设备。球磨机由于钢球与筒体内衬间、钢球之间存在的机械碰撞、筒体的旋转均不直接作用于物料的粉磨，因而球磨机存在粉磨效率低、磨损大、噪声大等缺陷，尤其对腐蚀特别强的粉煤灰并不适合。

　　雷蒙磨一般处理能力小，有3R、4R、5R三个规格。其工作原理是：利用旋转主轴产生的离心力，使磨辊甩向磨环内壁使物料在磨辊与磨环内壁间被粉碎，再通过由鼓风机吹出的风将细粉吹至收集器收集。其主要缺点是电耗高、产量低、介质磨损大、粉尘污染严重。

　　GYLM广义立磨是立式磨的一种，采用的系统布置能适应上述煤粉磨的特点，它与一般立式磨也有较大的区别。

　　L2GVLM广义立磨的工作原理及工作过程工业中常用的立式磨是棍式磨的一种，其基本原理是通过将待磨物料置于磨辊和磨盘之间，利用弹簧力、液压力等机械力或由旋转产生的离心力等，将其碾压粉碎。这种利用料床挤压粉碎原理的粉磨设备比利用剪切、冲击力的粉磨设备具有粉磨效率高、电耗低、磨损小等特点。

　　立式磨种类繁多，典型的是一种广泛使用的磨盘、磨棍对<不塍直线厉〉的奶立磨。IVPS立磨主要由进料装置、磨辊装置、液压装置、磨盘、立磨减速机、分级装置及机座等组成，立磨减速机安装在地面上，磨盘装在该立磨减速机上，电机带动减速机从而使磨盘绕地面垂直线旋转，磨棍在液压装置产生的液压力作用下碾压置于磨盘上的物料，磨辊不绕地面垂直线公转，但在物料阻力作用下绕自身的轴自转，被粉磨的物料在磨盘边缘的环形区域受自下向上的气流带至位于上部的分级装置，通过分级装置的细粉从上部出料管排出至细粉收集装置。由于磨盘直接装配在减速机上，粉磨力全部由立磨减速机承受，减速机既要承受自上而下的轴向力，又要承受由于磨盘受力不均匀造成的弯矩和带动磨盘旋转的扭矩。因此，立磨减速机的性能要求高，结构复杂，（上接第20页）模型应用于某破碎机生产厂家，实践表明破碎机产品粒形大大改善，小于排料口的破碎产品物料所占百分比从改进设计前的不到20提高到改进设计后的超过50从而验证模型可靠性。

　　表1国产PYB1750圆锥破碎S机优化实例生产率速度（r/nin）平行区长度（nn）小于排料口破碎产品所占百分比进动角n偏心距（nn）排料口行程4结论提出基于散体物料运动学特性的圆锥破碎机破碎腔中物料的三种运动方式：滑动、自由落体与滑动及自由落体。

　　深入研究影响破碎机生产率性能的工作参数（主轴摆动速度幻对破碎机生产率性能的影响，建立破碎机生产率与各关键工作参数"的关系模型。

　　<3>生产率计算模型应用于某破碎机生产厂家，效果良好，证明了模型的可靠性，为圆锥破碎机的仿真优化设计奠走理论基础。