浅谈圆锥破碎机的设备技术管理

李聪

摘要：圆锥破碎机由于其特点显著，引起了国内矿山企业和矿山机械制造企业的广泛关注。国内单缸液压圆锥破碎机与先进国家相比，在质量和性能上还有较大差距，引进国外先进的圆锥破碎机及其技术，无疑对发展我国破碎机行业和选矿事业都具有重大的现实意义。

关键词：圆锥破碎机；设备技术管理；

破碎机的出现已有百余年的历史，虽然国外先进的各类破碎机国内都有引进，但国内相关制造厂家和研究机构在消化吸收这方面做的很不够。

一、圆锥破碎机

目前圆锥破碎机仍是大中型矿山选厂破碎作业的关键设备。它们的主要特点有:采用底部单缸液压装置可在负荷状态下调整排料口;破碎腔角度陡, 物料下落快, 破碎能力大;可快速清扫破碎腔, 排出异物;主轴支承方式为简支梁结构, 强度高, 刚性好;计算机优化设计破碎腔, 按照给料粒度的不同要求, 有多种破碎腔形可以选择;其AUTOFINE 型设备利用了料层粉碎原理;采用旋转给料装置达到沿圆周均匀给料;采用先进的自动控制技术。俄罗斯研制的惯性振动圆锥破碎是一种高效超细破碎设备。其独具之处在于破碎力不是由偏心回转作用提供而是借助于不平衡偏心振动器产生的离心惯性力, 它与振动颚式破碎的原理相似, 所以它适用于超硬物料如:刚玉、铁合金、WC 等。也有一些企业自主开发惯性振动圆锥破碎机。另外美国Cedarapids 、德国KHD 等公司都具有国际先进水平。其技术特点体现在:液压调整排料口, 液压过载保护, 高摆频, 大偏心, 破碎能力大, 破碎效果好,自动控制水平高。在圆锥破碎机的更新换代、应用新技术方面做出了重要贡献。液压圆锥破碎机是由Allis -Chalmers 公司首创, 现已被广泛采用, 该公司又提出高能圆锥破碎机的概念, 并被实践证明。所谓高能圆锥破碎机实际上是在原有破碎机的基础上, 对破碎机内部结构和机械参数作了改进, 配备更大功率的电动机, 以产生更大的破碎力, 获得更高的产量和更细的产品。因此, 圆锥破碎机不仅是向大型化发展而更重要的是向高能化方向发展。

二、圆锥破碎机的设备技术管理

1.材料。圆锥破碎机是依靠动锥单向挤压和弯曲研磨作用实现连续破碎物料，以挤压破碎为主，构件摩擦、磨损严重，所以破碎机的性能很大程度上依赖于构件高效耐磨材料的应用。如高锰钢或特种合金的动锥、定锥衬板，巴氏合金或铸造铜合金的锥衬套，支撑圆锥齿轮及偏心轴套重量及受力的钢及青铜制成的止推圆盘，具有高冲击韧性的特种钢机架，球面轴承的材料，以及其它许多合金结构钢件、碳素钢铸件等。而国内在耐磨材料、热处理工艺等方面与国外都存在不小差距。所以，提高耐磨材料性能，延长易损件寿命是国内圆锥破碎机发展的重要方向，也是所有破碎机乃至整个制造业的共同需要及今后发展的关键。

2.结构设计。圆锥破碎机结构看似简单，却代表了整个行业设计、制造、工艺等综合水平，国内由于整体技术水平的差距，一直缺乏有效的现代设计方法、实验手段及工艺措施，如破碎机 CAD、虚拟样机及破碎机的优化设计等，产品性能和可靠性仍有差距，产品开发周期长。圆锥破碎机破碎腔的优化设计是其结构设计的关键，破碎腔的形状是由动锥衬板外表面、定锥衬板内表面所构成的空间，研究衬板的磨损能够真实的反映物料在破碎腔中与衬板的接触情况，分析衬板的磨损情况可以找到它的磨损特征和磨损规律，从而可以设计出最佳腔形。而影响衬板磨损的因素很多，如物料硬度和研磨性、被破碎物料数量、物料的粒度和水分、破碎机规格以及给料方式、操作条件等。单缸液压圆锥破碎机是靠偏心部件的偏心进行工作的，偏心部件动锥在工作时相对定锥的绝对自转角速度是偏心轴套角速度和动锥相对于偏心轴套的相对角速度之和。掌握动锥运动规律，从而在设计破碎机时确定最佳运动状态，使用破碎机时制定合理工作制度，正确分析故障都有非常重要的意义。破碎机的动锥和偏心轴套的质心都不在其回转中心线上，在设备运转过程中必然产生惯性力和对固定点 顶端球面轴承中心的惯性力矩，特别是在破碎机空转或由空转过渡到有载运转的过程中，会产生一种随偏心轴套回转而周期性变化的作用力，从而引起破碎机有害的冲击振动，必须很好的平衡。由于缺乏有效的现代设计、计算方法和实验手段，国内在确定衬板磨损曲线、优化破碎腔结构、设备运动及动力学分析等方面一般还停留在定性的分析和引进、测绘上，全面开展研究、实验工作，是发展破碎机所必需的，是研制先进破碎机的基础，是赶超世界先进水平的基本条件。

3.液压系统。圆锥破碎机原有的液压调整装置采用的是双作用式齿轮泵，齿轮泵顺时针旋转时将油箱中的液压油泵入破碎机的活塞中，破碎机的主轴上升，排矿口减小；齿轮泵逆时针旋转时将破碎机活塞中的液压油泵回油箱中，破碎机的主轴下降，排矿口增大。因为直径过大使螺旋搅拌器直径也必须增大以保证搅拌器与筒壁间隙适宜, 间隙过小死区增大从而降低研磨效率。增加螺旋搅拌器直径则也增大中心无效研磨区, 同时增加螺旋搅拌器吊挂装置及传动装置的制造难度和成本。另外高度过大筒体下部介质重量增加, 将增加介质和能量的无益消耗。液压调整装置中安全阀用于调整系统压力，单向阀防止破碎机活塞中的油回流到油箱中。这是为了增大给料口尺寸，满足大块物料进入破碎腔的要求。粗碎时动锥底锥角特别大、破碎腔很深，使之有很高的生产率中碎旋回破碎机定锥分上下两段，上半段定锥的锥顶点还是在下方，而下半段的动锥顶点位于上方。这是为了既满足增大给料口尺寸，又使定锥底部直径大。圆锥破碎机液压系统的主要作用是液压调整排料口和液压保护以及润滑，国内主要问题集中在液压系统的稳定和液压元器件的质量上。液压元件及密封件质量达不到要求，容易漏油，起过铁保护作用的蓄能器没有质量保证。

4.正确的使用维护。圆锥破碎机虽然结构简单可靠，但在其使用过程中必须严格按操作规程进行，国内许多用户却往往由于粗心或缺乏经验等造成操作维护不当，不能保证其发挥最佳性能。如是否按要求真正做到整个破碎腔都挤满物料；而不是仅在动、定锥衬板上缘给料空间充满物料，是否按时添加润滑油、润滑脂，是否及时清理横梁及破碎腔内的树根、电线、铁丝等杂物。所有这些工作中忽略的细节必然会加速易损件的磨损，造成油路不畅等，积累到一定程度后往往会造成重大经济损失，甚至导致设备报废。液压调整装置采用了新的工作原理图。改造液压调整装置工作原理的根本区别在于，原有装置在对排矿口进行调大或调小时，需要双作用式齿轮泵进行正转或反转工作；而新装置的工作原理是排矿口调小时齿轮泵工作、电磁阀不工作，调大时齿轮泵不工作、只需电磁阀工作即可完成。用板式液压阀代替原来的插装式液压阀原来的插装式液压阀体积小、占用空间小，但因为内部孔径较小，液压油脏后容易堵塞且堵塞后不易维修。为此，选用了较大孔径的板式液压阀。组织人员对公司兄弟单位设备改造后被淘汰的破碎机进行维修、修复；同时对现有破碎机进行停运大修、维护。彻底解决了液压调整装置的漏油、不保压等问题。解决了液压调整装置内部阀组泄漏、不保压，破碎时液压管路剧烈抖动，齿轮泵漏油等问题，为企业带来了实实在在的效益。

圆锥破碎机从简化破碎机结构、减轻重量、易于实现自动控制等方面看，有着明显的先进性，推广使用圆锥破碎机取代弹簧式圆锥破碎机，对于减轻劳动强度、提高整体经济效益大有好处。

参考文献：

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[2]刘国祥,等.液压圆锥破碎机自动控制系统.实用新型专利.

[3]郎宝贤，朗世平.破碎机.北京：冶金工业出版社，2018.