外動顎式破碎機(jī)研發(fā)之路

外動顎式破碎機(jī)研發(fā)之路郎平振(langpingzhen@126.com)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(diǎn)二、產(chǎn)品優(yōu)勢三、理論和試驗(yàn)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(diǎn)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(yùn)機(jī)—礦車—采場溜井—電機(jī)車—

主溜井—地下粗碎—提升機(jī)—礦車—選廠地下連續(xù)采礦：

采場—地下鏟運(yùn)機(jī)—礦車—采場溜井—地下粗碎—

皮帶連續(xù)運(yùn)輸—選廠特點(diǎn)：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(diǎn)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(jī)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(yùn)輸和提升費(fèi)用一、結(jié)構(gòu)、原理及特點(diǎn)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(shí)現(xiàn)大破碎比粗碎，促進(jìn)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(kuò)大，開發(fā)寬腔型外動顎式破碎機(jī)，滿足企業(yè)需求一、結(jié)構(gòu)、原理及特點(diǎn)一、結(jié)構(gòu)、原理及特點(diǎn)外動顎式破碎機(jī)結(jié)構(gòu)

傳動帶傳動帶

皮帶輪皮帶輪電動機(jī)偏心軸旋轉(zhuǎn)電動機(jī)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(diǎn)外動顎式破碎機(jī)原理結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：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(diǎn)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：復(fù)擺顎式破碎機(jī)：大中型：采用零懸掛、正支撐

中小型：采用負(fù)懸掛、正支撐

為改善動顎運(yùn)動軌跡，采用負(fù)支撐存在堵塞點(diǎn)大傳動角軸承受力惡化一、結(jié)構(gòu)、原理及特點(diǎn)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：外動顎式破碎機(jī)：負(fù)懸掛、大傳動角皮帶輪、飛輪在機(jī)器中部兩側(cè)靜顎由懸掛軸懸掛在機(jī)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(diǎn)技術(shù)特點(diǎn)：外動顎式破碎機(jī)動顎運(yùn)動軌跡更理想

一、結(jié)構(gòu)、原理及特點(diǎn)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(diǎn)：復(fù)擺顎式破碎機(jī)：鉸接四桿機(jī)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(yùn)動軌跡更惡劣

一、結(jié)構(gòu)、原理及特點(diǎn)技術(shù)特點(diǎn)：外動顎式破碎機(jī):動顎與鉸接四桿機(jī)構(gòu)中連桿分離連桿運(yùn)動特性不再約束動顎運(yùn)動特性鉸接四桿機(jī)構(gòu)各個參數(shù)可以進(jìn)行較大幅度調(diào)整一、結(jié)構(gòu)、原理及特點(diǎn)滿足不同應(yīng)用需求技術(shù)特點(diǎn)：動顎從上向下各點(diǎn)運(yùn)動軌跡一致性更好一、結(jié)構(gòu)、原理及特點(diǎn)外動顎式破碎機(jī)復(fù)擺顎式破碎機(jī)(1)機(jī)器高度和喂料高度降低與同規(guī)格復(fù)擺顎式破碎機(jī)相比，低約10-30%動顎外置、傾斜破碎腔負(fù)懸掛、皮帶輪和飛輪安置在機(jī)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(xì)粒級產(chǎn)品含量更高

最大排料粒度外動顎1.3～1.4排料口尺寸普通復(fù)擺1.6～1.8

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(yùn)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(diǎn)運(yùn)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(xì)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(yùn)營費(fèi)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(yùn)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(qiáng)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(yùn)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(jī)開發(fā)過程中采用虛擬樣機(jī)和動態(tài)設(shè)計(jì)等現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法結(jié)合相應(yīng)試驗(yàn)研究

使得設(shè)計(jì)開發(fā)逐步進(jìn)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(jì)階段結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不斷完善，性能不斷優(yōu)化，可靠性不斷提升三、理論和試驗(yàn)研究(1)運(yùn)動學(xué)、動力學(xué)和虛擬樣機(jī)研究研究路線三、理論和試驗(yàn)研究(1)運(yùn)動學(xué)、動力學(xué)和虛擬樣機(jī)研究進(jìn)行運(yùn)動學(xué)分析,求各主要機(jī)構(gòu)位移速度加速度角度角速度角加速度三、理論和試驗(yàn)研究(1)運(yùn)動學(xué)、動力學(xué)和虛擬樣機(jī)研究

動力學(xué)分析中，對每一個構(gòu)件進(jìn)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(yùn)動機(jī)構(gòu)動力學(xué)數(shù)值解三、理論和試驗(yàn)研究(2)動態(tài)設(shè)計(jì)技術(shù)路線：三、理論和試驗(yàn)研究(2)動態(tài)設(shè)計(jì)應(yīng)用三維建模技術(shù)創(chuàng)建三維模型三、理論和試驗(yàn)研究(2)動態(tài)設(shè)計(jì)振動理論分析及實(shí)驗(yàn)三、理論和試驗(yàn)研究(2)動態(tài)設(shè)計(jì)振動理論分析及實(shí)驗(yàn)三、理論和試驗(yàn)研究(2)動態(tài)設(shè)計(jì)模糊隨機(jī)載荷研究、有限元分析不制造物理樣機(jī)前提下，尋求合理設(shè)計(jì)方案三、理論和試驗(yàn)研究(3)機(jī)構(gòu)動力平衡研究以減少機(jī)構(gòu)慣性造成的振動為目的進(jìn)行機(jī)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(yùn)動副反力等反映機(jī)構(gòu)慣性作用的動力特性指標(biāo)三、理論和試驗(yàn)研究(3)機(jī)構(gòu)動力平衡試驗(yàn)三、理論和試驗(yàn)研究(4)持續(xù)改進(jìn)掛軸座改水平剖分，解決機(jī)架在掛軸座部位強(qiáng)度問題

錐套方式解決靜顎軸竄動問題三、理論和試驗(yàn)研究(4)持續(xù)改進(jìn)過載保護(hù)---肘板力測試、力分析、肘板樣品試驗(yàn)

三、理論和試驗(yàn)研究(4)持續(xù)改進(jìn)動顎齒板固定方式，提高容錯能力

三、理論和試驗(yàn)研究根據(jù)外動顎式破碎機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

設(shè)計(jì)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(jī)更高設(shè)備可靠性和維修維護(hù)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(kuò)張與普通復(fù)擺顎破相比，同樣排料口情況，產(chǎn)品中細(xì)粒級含量更高，粗、中、細(xì)碎設(shè)備負(fù)荷更均衡結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

設(shè)計(jì)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(jī)進(jìn)料口滿足650mm原礦粒度要求產(chǎn)品粒度能達(dá)到70—80mm，滿足后續(xù)圓錐破碎機(jī)入料要求處理能力達(dá)到50-100萬噸/年四、應(yīng)用情況根據(jù)外動顎式破碎機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

設(shè)計(jì)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(jī)進(jìn)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(jī)國家“七五”科技攻關(guān)計(jì)劃課題地下礦連續(xù)開采工藝技術(shù)和裝備研究2001年P(guān)D90120大破碎比顎式破碎機(jī)

“十五”國家科技攻關(guān)項(xiàng)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P(guān)A100120外動顎低矮大破碎比破碎機(jī)國家科技攻關(guān)“十五”滾動計(jì)劃項(xiàng)目大型高效選礦設(shè)備研制2006年外動顎式破碎機(jī)

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(jì)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(jì)研究院鞍山黑色冶金礦山設(shè)計(jì)研究院長春黃金設(shè)計(jì)院……………鳴謝用戶的信賴

第一臺外動顎式破碎機(jī)

1995年金川集團(tuán)龍首礦PED75106第一臺PEWA900×1200外動顎式破碎機(jī)

2001年銅陵有色安慶銅礦第一臺PA1000×1200外動顎式破碎機(jī)

2004年河北利華鐵礦鳴謝用戶的信賴第一臺PD60