【導(dǎo)讀】礦石的力學(xué)性能與錘式破碎機(jī)的選擇.????????

　　

【正文】 machining accuracy , public errand to two groundwork parts, economy and dependability that the breaker soed as to ensure is designed finally. 6 Key Words Hammer type breakers hammer intensity tolerance 第 1 章 緒論 錘式破碎機(jī)和破碎機(jī)的分類： ： ⑴ 、按回轉(zhuǎn)軸數(shù)分為：?jiǎn)无D(zhuǎn)子和雙轉(zhuǎn)子。 ⑵ 、按轉(zhuǎn)子的回轉(zhuǎn)方向分：不可逆式和可逆式。 ⑶ 、按錘頭的排列方式分：?jiǎn)闻攀胶投嗯攀健? ⑷ 、按錘頭在轉(zhuǎn)子上的連接方式：固定錘式和活動(dòng)錘式。 ： ⑴ 、按破碎作業(yè)的粒度要求分為：粗碎破碎機(jī)、中碎破碎機(jī)、細(xì)碎破碎機(jī)。 ⑵ 、按結(jié)構(gòu)和工作原理分為：顎式破碎機(jī)、旋回破碎機(jī)、圓錐破碎機(jī)、錕式破碎機(jī)、錘式破碎機(jī)、反擊式破碎機(jī)。 錘式破碎機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn) ： ⑴ 、構(gòu)造簡(jiǎn)單、尺寸緊湊、自重較小，單位產(chǎn)品的功率消耗小。 ⑵ 、生產(chǎn)率高，破碎比大（單轉(zhuǎn)子式的破碎比可達(dá) i=10～ 15） ,產(chǎn)品的粒度小而均勻，呈立方體，過(guò)度破碎現(xiàn)象少。 ⑶ 、工作連續(xù)可靠，維護(hù)修理方便。易損零部件容易檢修和拆換。 機(jī)的缺點(diǎn)： 7 ⑴ 、主要工作部件，如：錘頭、蓖條、襯板、轉(zhuǎn)子、圓盤等磨損較快，尤其工作對(duì)象十分堅(jiān)硬時(shí)，磨損更快。 ⑵ 、破碎腔中落入不易破碎的金屬塊時(shí)，易發(fā)生事故。 ⑶ 、含水量﹥ 12%的物料，或較多的粘土，出料篦條易堵塞使生產(chǎn)率下降，并增大能量損耗，以至加快了易損零部件的磨損。 錘式破碎機(jī)的規(guī)格和型號(hào) 錘式破碎機(jī)的規(guī)格用轉(zhuǎn)子的直徑 D 和長(zhǎng)度 L 來(lái)表示，如ф 1000mm1200mm 的錘式破碎機(jī)，表示轉(zhuǎn)子的直徑 D=1000mm，轉(zhuǎn)子的長(zhǎng)度 L=1200mm。常見的型號(hào)有： 不可逆式的：ф 800mm 600mm，ф 1000mm 800mm，ф 1300mm 1600mm，ф 1600mm 1600mm，ф 2021mm 1200mm。 可逆式的：ф 1430mm 1000mm，ф 1000mm 1000mm。 8 第 2 章 錘式破碎機(jī)的工作原理及破碎實(shí)質(zhì) 錘式破碎機(jī)的工作原理 物料進(jìn)入破碎機(jī)中，立即受到高速回轉(zhuǎn)的錘頭的沖擊而粉碎。破碎了的物料，從錘頭處獲得動(dòng)能，以高速向機(jī)殼內(nèi)壁的襯板和篦條上沖擊而第二次 破碎。此后，小于篦條縫隙的物料，便從縫隙中排出，而粒度較大的物料，就彈回到襯板和篦條上的粒狀物料，還將受到錘頭的附加沖擊破碎，在物料 破碎的整個(gè)過(guò)程中，物料之間也相互沖擊粉碎。 錘式破碎機(jī)的破碎實(shí)質(zhì) ⑴ 、目的：在冶金、礦山、化工、水泥等工業(yè)部門，每年都有大量的原料和再利用的廢料都需要用破碎機(jī)進(jìn)行加工處理，如在選礦廠，為使礦石中的有用礦物達(dá)到單體分離，就需要用破碎機(jī)將原礦破碎到磨礦工藝所要求的粒度。磨機(jī)再將破碎機(jī)提供的 原料磨至有用礦物單體分離的粒度。再如在水泥廠，須將原料破碎，以便燒成熟料，然后在將熟料用磨機(jī)磨成水泥。另外，在建筑和筑路業(yè)，需要用破碎機(jī)械將原料破碎到下一步作業(yè)要求的粒度。在煉焦廠、燒結(jié)廠、陶瓷廠、玻璃工業(yè)、粉末冶金等部門，須用破碎機(jī)械將原料破碎到下一步作業(yè)要求的粒度。 ⑵ 、意義：在化工、電力部門，破碎粉磨機(jī)械將原料破碎，粉磨，增加了物料的表面積，為縮短物料的化學(xué)反應(yīng)的時(shí)間創(chuàng)造有利條件。隨著工業(yè)的迅速發(fā)展和資源的迅速減小，各部門生產(chǎn)中廢料的再利用是很重要的，這些廢料的再加工處理 需用破碎機(jī)械進(jìn)行破碎。因此，破碎機(jī)械在許多部門起著重要作用。 9 礦石都由許多礦物組成，各礦物的物理機(jī)械性能相差很大，故當(dāng)破碎機(jī)的施力方式與礦石性質(zhì)相適應(yīng)時(shí)，才會(huì)有好的破碎效果。對(duì)硬礦石，采用折斷配合沖擊來(lái)破碎比較合適，若用研磨粉碎，機(jī)件將遭受嚴(yán)重磨損。對(duì)于脆性礦石，采用劈裂和彎折破碎較有利，若用研磨粉碎，則產(chǎn)品中細(xì)粉會(huì)增多。對(duì)于韌性及粘性很大的礦石。采用磨碎較好。 常見的軟礦石有：煤、方鉛礦、無(wú)煙煤等，它的抗壓強(qiáng)度是 2～ 4Mpa,最大也不超過(guò) 40Mpa。普式硬度系數(shù) 一般為 2～ 4，再如一些中硬礦石：花崗巖、純褐鐵礦、大理石等，抗壓強(qiáng)度是 120～ 150Mpa，普式硬度系數(shù)一般為 12～15，還有硬礦石、極硬礦石，普式硬度系數(shù)一般為 15～ 20。 可根據(jù)礦物的物理機(jī)械性能、礦塊的形狀和所要求的產(chǎn)品粒度來(lái)選擇破碎施力方式，以及與該破碎施力方式相應(yīng)的破碎機(jī)械。 破碎過(guò)程，必須是外力對(duì)被破碎物料做功，克服它內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)間的內(nèi)聚力，才能發(fā)生破碎。當(dāng)外力對(duì)其做功，使它破碎時(shí)，物料的潛能也因功的轉(zhuǎn)化而增加。因此，功率消耗理論實(shí)質(zhì)上就是闡明破碎過(guò)程的輸入功與破碎 前后物料的潛能變化之間的關(guān)系。為了尋找這種能耗規(guī)律和減小能耗的途徑。許多學(xué)者從不同的角度提供了若干個(gè)不同形式的破碎功耗學(xué)說(shuō)。目前公認(rèn)的有：面積學(xué)說(shuō)，體積學(xué)說(shuō)，裂縫學(xué)說(shuō)。我們只做簡(jiǎn)單的介紹： 1． 面積學(xué)說(shuō)： 1867 年， Rittinger 提出的，破碎消耗的有用功與新生成的物料的表面積成正比。 2．體積學(xué)說(shuō)： 1874 年，俄國(guó)基爾皮切夫與 18885年的基克先后獨(dú)立提出，外力作用于物體發(fā)生變形，外力所做的功儲(chǔ)存在物體內(nèi)，成為物體的變形能。但一些脆性物料，在彈性范圍內(nèi)，它的應(yīng)力與應(yīng)變并不嚴(yán)格遵從虎克 定律。變形能儲(chǔ)至極限就會(huì)破裂?？梢赃@樣敘述：幾何形狀相似的同種物料，破碎成同樣形狀的產(chǎn)物，所需的功與她們的體積或質(zhì)量成正比。 3．裂縫學(xué)說(shuō)： 1952 年， Bond和中國(guó)留美學(xué)者王仁東提出的。外力使礦塊發(fā)生變形，并貯存了部分變形能，一旦局部變形超過(guò)了臨界點(diǎn)，則產(chǎn)生垂直與表面的斷裂10 口。斷裂口形成后貯存在料塊的內(nèi)部的變形能就釋放，裂口擴(kuò)展成新的表面。輸入功一部分轉(zhuǎn)化為新的生成面的表面能，另一部分因分子摩擦轉(zhuǎn)化為熱能釋放。所以，破碎功包括變形能和表面能。變形能和體積成正比，表面能和面積成正比。 三個(gè)學(xué)說(shuō)各有 一定的適用范圍， Hukki 實(shí)驗(yàn)研究表明：粗碎時(shí)，體積學(xué)說(shuō)比較準(zhǔn)確，裂縫學(xué)說(shuō)與實(shí)際相差很大。細(xì)碎時(shí)， 面積學(xué)說(shuō)比較準(zhǔn)確，裂縫學(xué)說(shuō)計(jì)算的數(shù)據(jù)較小。粗碎、細(xì)碎之間的較寬的范圍，裂縫學(xué)說(shuō)較符合實(shí)際。只要正確的運(yùn)用它們，就可以為分析研究破碎過(guò)程提供理論根據(jù)和方法。 11 第 3 章 錘式破碎機(jī)的總體及主要參數(shù)設(shè)計(jì) 800800 ???pc 錘式破碎機(jī)的總體方案設(shè)計(jì) 本次設(shè)計(jì)的是單轉(zhuǎn)子、多排錘、不可逆式錘式破碎機(jī)，型號(hào)為pc? 8008? 00。由機(jī)殼、轉(zhuǎn)子、蓖條、打擊板、錘頭、支架、襯板等組成。 、后上蓋、左側(cè)壁和右側(cè)壁組成，各部分用螺栓連結(jié)成一體，上部開有進(jìn)料口 ,內(nèi)部鑲有高錳鋼襯板，磨損后可以更換，機(jī)殼和軸之間漏灰現(xiàn)象十分嚴(yán)重，為了防止漏灰，設(shè)有軸封。機(jī)殼下部直接安放在混凝土基礎(chǔ)上，并用地腳螺栓固定。為了便于檢修、調(diào)整和更換蓖條，下機(jī)體的前后兩面都開有一個(gè)檢修孔。為了便于檢修、更換錘頭方便，兩側(cè)壁也對(duì)稱的開有檢修孔。 、圓盤、銷軸等組成，圓盤上開有 6個(gè)均勻分布的銷孔，通過(guò)銷軸將 6?8個(gè)錘頭懸掛起來(lái)。為了防止圓盤和錘子的軸向竄動(dòng)。銷軸兩端用鎖緊螺母固定。轉(zhuǎn)子支承在兩個(gè)滾動(dòng)軸承上。此外，為了使轉(zhuǎn)子在運(yùn)動(dòng)中儲(chǔ)存一定的動(dòng)能，避免破碎大塊物料時(shí)，錘頭的速度損失不致過(guò)大和減小電動(dòng)機(jī)的尖峰負(fù)荷，在主軸的一端還裝有一個(gè)飛輪。 ，沖擊力由它來(lái)承受。因此，要求其材質(zhì)具有較高的韌性和強(qiáng)度。通常斷面為圓形，且有平鍵和其他零件連接。 ，折線型。一個(gè)可以調(diào)整，一個(gè)是固定的。調(diào)整的一個(gè)靠的是安 裝在箱體上的螺桿裝置。 。其質(zhì)量、形狀、和材質(zhì)對(duì)破碎機(jī)的生產(chǎn)能力有很大的影響。因此，根據(jù)不同的進(jìn)料尺寸來(lái)選擇適當(dāng)?shù)腻N頭質(zhì)量。要破碎中等硬度的物料，可以采用如圖 31所示的形狀。 錘頭用高碳鋼鑄造或鍛造，也可用高錳鋼鑄造。為了提高耐磨性，有的12 錘頭表面涂上一層硬質(zhì)合金，有的采用高鉻鑄鐵。 。與轉(zhuǎn)子的回轉(zhuǎn)半徑有一定的間隙的圓弧狀，合格的產(chǎn)品通過(guò)蓖縫排出。其斷面形狀為梯形，常用錳鋼鑄成。蓖條多為一組尺寸相等的鋼條。安裝時(shí)，插入蓖條架上的凹槽，兩蓖條之 間用墊片隔開。截面形狀用梯形。 （通過(guò)棘輪帶動(dòng)凸輪）。 圖31 錘頭形狀 ： （ 1） 破碎能力為 20 到 30 噸。 （ 2） 破碎機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速在 900和 1100 min/r 之間 （ 3） 破碎機(jī)的最大物料給料粒度為：小于 150mm （ 4） 破碎機(jī)的最大排料粒度不能超過(guò)： 10mm （ 5） 破碎機(jī)的物料容許濕度小于 9%。 （ 6） 破碎機(jī)的破碎程度 為：中、細(xì)。 （ 7） 破碎機(jī)的應(yīng)用場(chǎng)所是：水泥廠、選煤廠、火力電廠等。 （ 8） 破碎機(jī)的破碎對(duì)象是：石灰石、煤塊、焦碳、石膏等軟物料 該型號(hào)破碎機(jī)的工作參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的計(jì)算 13 錘式破碎機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速按所需的圓周速度計(jì)算，錘頭的圓周速度根據(jù)被破碎物料的性質(zhì)、破碎產(chǎn)品的粒度、錘頭的磨損等因素來(lái)確定。 按公式 DVn ?60? min/r 來(lái)計(jì)算。 式中 V ── 錘頭的圓周速度（ m/s） D ── 轉(zhuǎn)子的直徑（ m） 一般中小型破碎機(jī)轉(zhuǎn)速為 750到 1500 min/r ，圓周速度為 25到 70 sm/ ，速度越高，產(chǎn)品的粒度越小。錘頭及襯板、蓖條的磨損越大。功耗增加。對(duì)機(jī)器零部件的加工、安裝精度要求隨之提高。在滿足其粒度要求的情況下，圓周速度應(yīng)偏低選取。 生產(chǎn)率的計(jì)算 生產(chǎn)率與錘式破碎機(jī)的規(guī)格、轉(zhuǎn)速、排料蓖條間隙 的寬度、給料粒度、給料狀況以及物料性質(zhì)等因素有關(guān)。一般采用經(jīng)驗(yàn)公式： KDLPQ? 式中 Q── 生產(chǎn)率 ( ht/ ) ? ── 物料的密度 ( 3/mt ) K ── 經(jīng)驗(yàn)系數(shù) 因?yàn)樵撔吞?hào)的破碎機(jī)破碎的是中、硬物料。 K 取值在 30到 45 之間。 電機(jī)功率 的計(jì)算 電機(jī)功率的消耗取決于物料的性質(zhì)、給料的圓周速度。破碎比和生產(chǎn)率。目前，尚無(wú)一個(gè)完整的計(jì)算公式，一般根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行計(jì)算： LnKDP 2? KW 系數(shù) K 取值在 之間。 該種破碎機(jī)的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算 ： 錘式破碎機(jī)的規(guī)格用轉(zhuǎn)子的直徑 D 和長(zhǎng)度 L 來(lái)表示，所以轉(zhuǎn)子的直徑D=800mm，轉(zhuǎn)子的長(zhǎng)度 L=800mm 。 14 ： 錘式破碎機(jī)的給料口的長(zhǎng)度與轉(zhuǎn)子的相同。其寬度 B? 2 maxD 。 該尺寸由蓖條間隙來(lái)控制，而蓖條間隙由產(chǎn)品的粒度的大小來(lái)決定。對(duì)該破碎機(jī)來(lái)說(shuō)，產(chǎn)品的平均粒度為間隙的 1/5到 1/3。 ： 因?yàn)殂q接在轉(zhuǎn)子上，所以正確選擇錘頭質(zhì)量對(duì)破碎效率和能耗都有很大影響，如果錘頭質(zhì)量選得過(guò)小，則可能滿足不了錘擊一次就將物料破碎的要求。若選得過(guò)大，無(wú)用功耗 過(guò)大，離心力也大，對(duì)其他零件會(huì)有影響并易損壞。 根據(jù)動(dòng)量定理計(jì)算錘頭質(zhì)量時(shí)，考慮到錘頭打擊物料后，必然會(huì)產(chǎn)生速度損失，若損失過(guò)大，就會(huì)使錘頭繞本身的懸掛軸向后偏倒。降低生產(chǎn)率和增加無(wú)用功的消耗。為了使錘頭打擊物料后出現(xiàn)偏倒，能夠通過(guò)離心力作用而在下一次破碎時(shí)物料很快恢復(fù)到正確工作位置。所以，要求錘頭打擊物料后的速度損失不宜過(guò)大。一般允許速度損失 40%到 60%（根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)）即： 12 )( VV ?? 式中 2V ── 錘頭打擊物料后的圓 周線速度 (m/s) 1V ── 錘頭打擊物料前的圓周線速度 (m/s) 若錘頭與物料為了彈性碰撞。且設(shè)物料碰撞之前的運(yùn)動(dòng)速度為 0，根據(jù)動(dòng)量定理，可得： 221 vmmvmv m?? (31) 由上式可知， mmmmvv ?? 12 式中 m ── 錘頭折算到打擊中心處的 質(zhì)量 (kg) m ── 最大物料塊的質(zhì)量 (kg) 綜上所述， ? ? ??m m 15 但是， m 只是錘頭的打擊質(zhì)量。實(shí)際質(zhì)量應(yīng)根據(jù)打擊質(zhì)量的轉(zhuǎn)動(dòng)順序和錘頭的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量求得， 2020 rmrm ? 式中 r ── 錘頭打擊中心到懸掛點(diǎn)的距離 (m) 0r ── 錘頭質(zhì)心到懸掛點(diǎn)的距離 (m) 16 第 4 章 800800 ???pc 錘式破碎機(jī)的主要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 錘頭設(shè)計(jì)與計(jì)算 錘頭是主要工作零件，其設(shè)計(jì)主要是指結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。因?yàn)殄N頭的形狀、質(zhì)量、材質(zhì)與破碎機(jī)的生產(chǎn)能力有很大影響。尤其形狀對(duì)質(zhì)量的分布、材料的充分利用有很大的影響。關(guān)于錘頭 的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及相關(guān)改進(jìn)在專題中有較詳細(xì)的論述。總之，其形狀、結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，對(duì)于其工作能力，對(duì)整個(gè)機(jī)器的生產(chǎn)能 力。以及經(jīng)濟(jì)性等各方面有深遠(yuǎn)的影響。錘頭形狀大體分輕型、中型、重型。本型號(hào)的錘式破碎機(jī)主要是設(shè)計(jì)中型的 錘頭。其形狀如前面的圖 31所示。并有相關(guān)的計(jì)算。 錘頭材料的選擇問題是很關(guān)鍵的問題。材料的選擇取決于工作零件的工作狀況和要求。因?yàn)槠扑闄C(jī)要破碎的是石灰石等中等硬度的物料。一般用高碳鋼鍛造或鑄造，也可用高錳鋼鑄造。為了提高其耐磨性，采用高錳低合金鋼，有的在工作表面涂上一層硬質(zhì)合金。有的采用高鉻鑄鐵，其耐磨性比高錳鋼錘頭提高數(shù)倍。關(guān)于