外動顎式破碎機研發(fā)之路

,外動顎式破碎機 研發(fā)之路 郎平振 (13601219011) () 北京礦冶研究總院華諾維公司 2013年4月,一、結(jié)構(gòu)、原理及特點 二、產(chǎn)品優(yōu)勢 三、理論和試驗研究 四、應(yīng)用情況,研發(fā)背景 適應(yīng)地下礦連續(xù)開采技術(shù)需要 “多碎少磨”和短流程破碎工藝需要 選礦廠處理能力不斷提高需要,一、結(jié)構(gòu)、原理及特點,研發(fā)背景-適應(yīng)地下礦連續(xù)開采技術(shù)需要 常規(guī)地下礦山： 采場地下鏟運機礦車采場溜井電機車 主溜井地下粗碎提升機礦車選廠 地下連續(xù)采礦： 采場地下鏟運機礦車采場溜井地下粗碎 皮帶連續(xù)運輸選廠 特點：破碎工序從主溜井移到了采礦溜井 豎井提升改為了皮帶輸送,一、結(jié)構(gòu)、原理及特點,研發(fā)背景-適應(yīng)地下礦連續(xù)開采技術(shù)需要 開發(fā)低矮、可移動、粗碎破碎機 省去投資巨大、建設(shè)周期長的地下固定破碎洞室 節(jié)省地下運輸和提升費用,一、結(jié)構(gòu)、原理及特點,研發(fā)背景 “多碎少磨”和短流程破碎工藝需要 利用外動顎技術(shù)，實現(xiàn)大破碎比粗碎，促進破碎工藝簡化和變革 選礦廠處理能力不斷提高需要 隨著礦山開采規(guī)模不斷擴大，開發(fā)寬腔型外動顎式破碎機，滿足企業(yè)需求,一、結(jié)構(gòu)、原理及特點,一、結(jié)構(gòu)、原理及特點,外動顎式破碎機結(jié)構(gòu),傳動帶 傳動帶 皮帶輪 皮帶輪 電動機 偏心軸旋轉(zhuǎn) 電動機 偏心軸旋轉(zhuǎn) 直 接 動顎兩 側(cè)邊板 動顎周期性擺動 動顎周期性擺動,一、結(jié)構(gòu)、原理及特點,外動顎式破碎機原理,結(jié)構(gòu)特點： 復(fù)擺顎破：靜顎在外側(cè)、破碎腔基本豎直 外動顎破：動顎在外側(cè) 、破碎腔傾斜,一、結(jié)構(gòu)、原理及特點,結(jié)構(gòu)特點： 復(fù)擺顎式破碎機： 大中型：采用零懸掛、正支撐 中小型：采用負懸掛、正支撐 為改善動顎運動軌跡，采用負支撐 存在堵塞點 大傳動角 軸承受力惡化,一、結(jié)構(gòu)、原理及特點,結(jié)構(gòu)特點： 外動顎式破碎機： 負懸掛、大傳動角 皮帶輪、飛輪在機器中部兩側(cè) 靜顎由懸掛軸懸掛在機架上 調(diào)整墊片，靜顎繞懸掛軸旋轉(zhuǎn) 改變排料口大小,一、結(jié)構(gòu)、原理及特點,技術(shù)特點： 外動顎式破碎機動顎運動軌跡更理想,一、結(jié)構(gòu)、原理及特點,擠壓行程大 磨搓行程小 有利破碎 減小齒板磨損,磨搓行程大： 易產(chǎn)生粉料 齒板磨損快,技術(shù)特點： 復(fù)擺顎式破碎機： 鉸接四桿機構(gòu)中各桿長和夾角的取值范圍變動不能太大 否則會使得動顎運動軌跡更惡劣,一、結(jié)構(gòu)、原理及特點,技術(shù)特點： 外動顎式破碎機: 動顎與鉸接四桿機構(gòu)中連桿分離 連桿運動特性不再約束動顎運動特性 鉸接四桿機構(gòu)各個參數(shù)可以進行較大幅度調(diào)整,一、結(jié)構(gòu)、原理及特點,滿足不同應(yīng)用需求,技術(shù)特點： 動顎從上向下各點運動軌跡一致性更好,一、結(jié)構(gòu)、原理及特點,外動顎式破碎機 復(fù)擺顎式破碎機,(1)機器高度和喂料高度降低 與同規(guī)格復(fù)擺顎式破碎機相比，低約10-30% 動顎外置、傾斜破碎腔 負懸掛、皮帶輪和飛輪安置在機器中部 尤其適合于硐室空間和高差受限制的場合,二、產(chǎn)品優(yōu)勢,(2)破碎比大 同樣排料口，細粒級產(chǎn)品含量更高最大排料粒度 外動顎 1.31.4 排料口尺寸 普通復(fù)擺1.61.8,二、產(chǎn)品優(yōu)勢,(2)能夠適當(dāng)延長破碎腔，以增大破碎比 普通復(fù)擺顎如加長破碎腔 動顎下部運動軌跡更惡化 齒板磨損會急劇增加 外動顎因動顎上到下各點運動軌跡一致性好能夠適當(dāng)延長破碎腔,二、產(chǎn)品優(yōu)勢,(2)粗碎破碎比增大 有利于中、細碎設(shè)備處理能力更加均衡 甚至可以簡化破碎工藝流程，由三段破碎簡化為兩段 縮短工藝流程，減少設(shè)備配置臺數(shù) 縮小選廠占地面積 選廠投資和運營費用大大降低,二、產(chǎn)品優(yōu)勢,(3)處理能力大 生產(chǎn)能力比傳統(tǒng)顎破高10%20%，能耗降低15%30% 動顎運動軌跡中，擠壓行程大，磋磨行程小 輸入能量更多地用于物料破碎，無用功較少 外動顎破能以較小偏心距，獲得普通顎破相同破碎行程 可采用小偏心距、高轉(zhuǎn)速，以獲得高的生產(chǎn)能力,二、產(chǎn)品優(yōu)勢,(4)大塊破碎能力強 增加偏心距，主要增加破碎行程，磨損行程增加很小 可采用大偏心矩，獲得更大破碎行程，有利于大塊物料破碎 (5)襯板壽命長 動顎運動軌跡理想，磨損方向分量小 襯板磨損顯著降低生產(chǎn)數(shù)據(jù)表明，襯板壽命提高30%以上。,二、產(chǎn)品優(yōu)勢,在外動顎式破碎機開發(fā)過程中 采用虛擬樣機和動態(tài)設(shè)計等現(xiàn)代設(shè)計方法 結(jié)合相應(yīng)試驗研究 使得設(shè)計開發(fā)逐步進入到以三維模型為基礎(chǔ)、以動力學(xué)分析和有限元分析為手段的動態(tài)設(shè)計階段 結(jié)構(gòu)設(shè)計不斷完善，性能不斷優(yōu)化，可靠性不斷提升,三、理論和試驗研究,(1)運動學(xué)、動力學(xué)和虛擬樣機研究 研究路線,三、理論和試驗研究,(1)運動學(xué)、動力學(xué)和虛擬樣機研究 進行運動學(xué)分析,求各主要機構(gòu) 位移 速度 加速度 角度 角速度 角加速度,三、理論和試驗研究,(1)運動學(xué)、動力學(xué)和虛擬樣機研究 動力學(xué)分析中，對每一個構(gòu)件進行動力學(xué)分析 對每一個構(gòu)件列出三個力平衡方程 建立起一個聯(lián)立方程組 轉(zhuǎn)換成矩陣方程式 求解出各運動機構(gòu)動力學(xué)數(shù)值解,三、理論和試驗研究,(2)動態(tài)設(shè)計 技術(shù)路線：,三、理論和試驗研究,(2)動態(tài)設(shè)計 應(yīng)用三維建模技術(shù)創(chuàng)建三維模型,三、理論和試驗研究,(2)動態(tài)設(shè)計 振動理論分析及實驗,三、理論和試驗研究,(2)動態(tài)設(shè)計 振動理論分析及實驗,三、理論和試驗研究,(2)動態(tài)設(shè)計 模糊隨機載荷研究、有限元分析 不制造物理樣機前提下，尋求合理設(shè)計方案,三、理論和試驗研究,(3)機構(gòu)動力平衡研究 以減少機構(gòu)慣性造成的振動為目的進行機構(gòu)動力綜合分析 平衡對象有振動力、振動力矩、輸入扭矩和運動副反力等反映機構(gòu)慣性作用的動力特性指標,三、理論和試驗研究,(3)機構(gòu)動力平衡試驗,三、理論和試驗研究,(4)持續(xù)改進 掛軸座改水平剖分，解決機架在掛軸座部位強度問題 錐套方式解決靜顎軸竄動問題,三、理論和試驗研究,(4)持續(xù)改進 過載保護-肘板力測試、力分析、肘板樣品試驗,三、理論和試驗研究,(4)持續(xù)改進 動顎齒板固定方式，提高容錯能力,三、理論和試驗研究,根據(jù)外動顎式破碎機結(jié)構(gòu)特點 設(shè)計更多品類產(chǎn)品，滿足不同用戶需求 (1)針對大中型礦山、三段閉路主流破碎流程 高可靠性、大處理能力外動顎式破碎機 更高設(shè)備可靠性和維修維護便捷性，減少故障停車時間 更大處理能力，適應(yīng)當(dāng)前礦山產(chǎn)能規(guī)模的擴張 與普通復(fù)擺顎破相比，同樣排料口情況，產(chǎn)品中細粒級含量更高，粗、中、細碎設(shè)備負荷更均衡結(jié)構(gòu)設(shè)計不斷完善，性能不斷優(yōu)化，可靠性不斷提升,四、應(yīng)用情況,根據(jù)外動顎式破碎機結(jié)構(gòu)特點 設(shè)計更多品類產(chǎn)品，滿足不同用戶需求 (2)針對中小型地下礦山或坑道采礦、兩段開路破碎流程 -大破碎比外動顎式破碎機 進料口滿足650mm原礦粒度要求 產(chǎn)品粒度能達到7080mm，滿足后續(xù)圓錐破碎機入料要求 處理能力達到50-100萬噸/年,四、應(yīng)用情況,根據(jù)外動顎式破碎機結(jié)構(gòu)特點 設(shè)計更多品類產(chǎn)品，滿足不同用戶需求 (3)針對小型露天礦山、三段開路破碎流程 -低成本、大塊破碎機 進料口能夠滿足1000mm原礦粒度要求 產(chǎn)品粒度350mm 設(shè)備投資小,四、應(yīng)用情況,政府扶持 1986年 低矮可拆顎式破碎機 國家“七五”科技攻關(guān)計劃課題 地下礦連續(xù)開采工藝技術(shù)和裝備研究 2001年 PD90120大破碎比顎式破碎機 “十五”國家科技攻關(guān)項目 大型緊缺金屬礦產(chǎn)資源基地綜合勘查與高效開發(fā)技術(shù),鳴 謝,政府部門扶持 2004年 PA100120外動顎低矮大破碎比破碎機 國家科技攻關(guān)“十五”滾動計劃項目 大型高效選礦設(shè)備研制 2006年 外動顎式破碎機 科技部和北京市科技型中小企業(yè)創(chuàng)新基金支持,鳴 謝,設(shè)計單位支持 中國瑞林工程技術(shù)有限公司 中國恩菲工程技術(shù)有限公司 中冶長天國際工程有限責(zé)任公司 核工業(yè)北京化工冶金研究院 化工部連云港設(shè)計研究院 鞍山黑色冶金礦山設(shè)計研究院 長春黃金設(shè)計院 ,鳴 謝,用戶的信賴 第一臺外動顎式破碎機1995年 金川集團龍首礦 PED75106 第一臺PEWA9001200外動顎式破碎機2001年 銅陵有色安慶銅礦 第一臺PA10001200外動顎式破碎機2004年 河北利華鐵礦,鳴 謝,用戶的信賴 第一臺PD6001350寬腔型外動顎式破碎機2005年 內(nèi)蒙古興業(yè)集團有限公司 第一臺PD7501500寬腔型外動顎式破碎機2005年 江銅集團貴溪冶煉廠 第一臺PA12001500外動顎式破碎機2007年 河北豐寧鑫源鉬業(yè)有限責(zé)任公司,鳴 謝,高效節(jié)能破碎系統(tǒng)及裝備研究-北京市科技進步二等獎 新型外動顎破碎機的理論與試驗研究-中國有色協(xié)會一等獎,榮 譽,謝 謝 !,