圓錐破碎機CC500創(chuàng)新設計和應用

詹春生，曾慶水，柳逢春

（南昌礦山機械有限公司，江西 南昌 330004）

因單杠液壓圓錐破碎機結構單一，方便維修，在采礦破碎過程中應用的范圍較廣。南昌礦山機械有限公司（簡稱“南礦”）開發(fā)出的CC500型破碎機屬于細碎圓錐破碎機，此種型號的破碎機在礦物進行粉碎過程中發(fā)揮出較大優(yōu)勢。

1 研發(fā)背景

CC500是基于“南礦”的單缸圓錐破碎機CC400與CC600之間的一種新型節(jié)能性圓錐破碎機，CC500的開發(fā)是對“南礦”的單缸圓錐破碎機系列的完善和物料生產工藝的補充。

2 破碎機理

圖1 破碎機剖面結構圖

如圖1，在旋轉運動中，偏心銅套主軸軸線和偏心鋼套外圓的軸線相交，其交點在臂架端，稱支承懸點。傳動的力來自電動機。即電機1通過連軸器2傳動扭矩至件3小齒輪轉動，從而帶動與大齒輪裝在一起的件4偏心組件轉動。主軸總成裝在偏心總成銅套中作擺動和旋轉。處于件6動錐襯板與件10定錐襯板中間的物料就被擠壓至破碎，件9油缸總成可通過件12液壓系統調整動錐部分上下位置達到調整排礦口大小，控制出料粒度目的，整個破碎機主機及主電機均安裝在11支承減震系統上，其破碎是連續(xù)的。CC500型圓錐破碎機一般作為三段中細碎圓錐破碎使用,適用于各種硬度的礦石。

3 技術參數確定

CC500單缸液壓破碎機是“南礦”自主研發(fā)的中細碎先進破碎機。其特點使用螺旋弧齒輪，合金鑄鋼等，設計運用三維設計，采用智能控制運行系統實現破碎作業(yè)過載、襯板磨損等自動補償功能，運用三維設計和模擬分析而開發(fā)來的。

3.1 進料粒度

適合各種礦石，一般用于三段破碎，入料粒度直徑進料≤335mm。

3.2 生產力確定

b---物料被壓縮時料層厚度，近似等于排料口（m），見圖2。

e---偏心距（m），見圖2。

D---物料壓縮層平均直徑，近似等于動錐底部直徑D（m），n---動錐轉速（r/min）。

圖2 圓錐破碎機生產率計算

CC500設計中，μ=0.7，n=270(rpm)，b=0.083(m)，D=1.6(m)，γ=1.6（t/m3），a1=15°，a2=24°，Q=377x0.7x1.6x0.08(0.08+0.07)x1.6x270/(tan15° +tan24° )=976.93t/h。

最大產量計算值符合設計值1050t/h。

3.3 功率的確定

功 率 采 用 南 礦 實 際 經 驗，P=11D2neK(kw)[2]，取K=1，P=11x1.52x288x0.066=470.448(kw)實際選用450kw。

4 設計特性點

在圓錐破碎機設計上，關鍵上機架、下機架均采用高強度的合金鑄鋼材料、主軸采用高強度的鉻鎳合金鋼鍛造，傳動部分采用一對高效的等高齒螺旋傘齒輪、排礦口調節(jié)采用液壓無級調整；具有正氣壓防塵系統設計及多重液壓潤滑油過慮的液壓潤滑系統確保在運行過程中保持液壓潤滑油的純凈；以及AutoRun智能化控制系統。

4.1 電氣系統

使用用AutoRun智能化控制系統技術，可對重要運動副之間的運動進行有效監(jiān)測。比如對臂架襯套，小齒輪軸承，下機架襯套等加裝溫度傳感器，對液壓系統加流量傳感器、溫度及壓力傳感器，實現實時監(jiān)控設備運行情況，并通過AutoRun電控系統數據聯網，實現手機等終端設備實時監(jiān)測破碎機的運行功率、破碎壓力和進油及回油溫度，達到破碎作業(yè)過載保護、過鐵保護、襯板磨損自動補償等。

4.2 重要的設計

運用先進的三維軟件進行有限元等數據分析，對關重件進行合理的設計。

圖3 用三維設計軟件進行中機架有限元分析

最大破碎力根據液壓系統壓力確定。

D1---液壓缸柱塞直徑D（m），設計值0.59m。

p---正常碎礦時，液壓缸壓力（N/m2），一般p=7.5x106N/m2。

G---動錐重量（N）,設計值85000N。

ɑ---動錐底錐角（°），r0—進動角（°）。

設計值（ɑ-r0）=55°。

按上述公式計算F=3424894N，按此力用三維軟件核算機架強度，如圖4所示，過鐵狀態(tài)下最大極限應力為1.465x108N/m2，小于機架最小屈服強度σ=2.7x108N/m2，機架設計合理。

4.3 試機

破碎機的試機要求及實驗方法等均按“南礦”參與制定的強力圓錐破碎機標準JB/T11295-2012執(zhí)行[4]。

4.4 創(chuàng)新設計

4.4.1 潤滑系統具有多重密封保護裝置

如圖4，應用“南礦”獨立研發(fā)自主產權的專利技術，即破碎機水平軸獨立潤滑系統的多重密封保護裝置[5]，實現獨立潤滑系統有一個高等級的密封保護系統，保證軸承潤滑油純凈和潤滑性能穩(wěn)定，發(fā)揮軸承最佳的傳動效率。

其原理如圖所示：磨損后自動補償與外圓帶斜面的鎖緊螺母2斜面的過盈量，其結構特征在于：帶錐面的旋轉唇形密封圈4固定在密封圈導向套5，彈簧連接桿7固定在密封圈導向套5上，調節(jié)彈簧6固定在彈簧連接桿7上，調節(jié)螺釘8固定在蓋板10上，蓋板10固定在法蘭3上。通過旋轉調節(jié)螺釘8可改變或保持調節(jié)彈簧6的彈力大小，達到帶錐面的旋轉唇形密封圈4錐形密封唇在磨損后自動補償與外圓帶斜面的鎖緊螺母2斜面的過盈量。

圖4 多重密封保護裝置

4.4.2 超細碎腔型設計

如圖所示針對超細碎腔型進料小，改變動錐襯板改變傳統的連續(xù)過渡弧形設計，采用階梯形結構設計，充分發(fā)揮超細碎腔型的工作效率。為使破碎機通用性好，定錐襯板與適配環(huán)配合使用，實現EC，C，C，MC，MF，F，EXF，EF多種腔型，可使破碎機具有良好的實用性。

圖5 超細腔型設計

5 應用和改進

CC500已應用在湖南某礦業(yè)幾個月，總體運行平穩(wěn)。基本達到了客戶的產量要求和粒形要求。我們也在依據收集相關數據，為設備的改進提供技術支持，使設備更好的為客戶服務。