标准圆锥破碎机———本科毕业设计

1、 PYB1200标准圆锥破碎机设计第一章 破 碎 综 述一、 概述：随着当代社会经济的迅速发展，各种金属、非金属、化工矿物，以及水泥、建材等物料的社会需求量和生产规模日益扩大，需碎磨的物料量迅速增加。90年代以来，全世界每年经碎磨的物料量达到100亿t以上。我国脆性物料年产量已达到约15亿t，其中铁矿石约24亿t，有色金属矿石1亿多t，非金属矿物23亿多I，化工矿物0.3亿多t，水泥约4亿t，建材用石灰石47亿多t。这些物料绝大部分都要经过碎磨，可见破碎工程在国民经济中发挥着巨大的作用。现在科学及工业的发展主要取决于材料、原料及信息三大支柱，矿业的发展对材料的发展极为重要。工业部门要加快原料、

2、材料、燃料电力工业的步伐，促进钢铁工业和装配工业的发展，破碎、粉碎设备就是基础工业部门生产的主要设备之一。二、粉碎机械的基本概念1、物料破碎的意义与破碎流程。 凡用外力将大颗粒物料变成小颗粒物料的过程，都叫破碎。所使用的机械叫破碎机。凡用外力将小颗粒物料变成粉体物料的过程，叫粉碎或磨碎、简称粉磨。它所使用的机械叫粉磨机械。将破碎和粉磨联合起来简称碎磨，所使用的机械简称碎磨机械。2、 物料碎磨的目的与意义 物料碎磨的目的是：增加物料的比表面积；使矿石中有用成分解离；为原料下步加工作准备或便于使用。 固体物料在外力的作用下克服物料的内聚力使大颗粒破碎成小颗粒的过程称为粉碎。 物料粉碎由破碎机和粉磨

3、机来完成，粉碎的作用如下： 1均化 随着粉碎的进行，物料的总表面积不断增加。因此大颗粒物料碎裂成细粉状态，这样才可能使几种不同固体物料(主要是化学成分不向)的混合，得到良好的均匀效果。 2选矿(解离) 随着矿产资源的开发利用，原矿品值日趋降低，为了取得原矿中的有效成分，需要大量矿石经过选矿加工后才能利用。而人工选矿中难选矿石愈来愈多，矿石中有用成分与杂质紧密地结合在一起，为使矿石的有效成分解离，只有将其充分粉碎，才能将有用成分同杂质分开，并剔除杂质得到较纯净的精矿。由于工业的发展，要求矿石综合回收的元素越来越多，对矿石的粉碎要求也更具体，对粉粹机械的要求也更高。第二章 物料性质及测定方式一、破

4、碎比 若固体物料原颗粒尺寸为D，经过破碎机或粉磨机粉碎后，其物料颗料尺少变为d，把Ddi这一比值定为物料的破碎比。也就是物料经过破碎机破碎后其粒度减小的倍数，通常所说的破碎比是指平均破碎比即破碎前后物料颗粒的平均比值及粒度变化程度，这能近似地反映出机械的作业情况。为了简易地表示和比较各种粉碎机械的这一主要特征，也可用破碎机的最大进料口宽度与最大出料口宽度的比值作为该破碎机的破碎比也称其为公称破碎比。破碎机的平均破碎比一般都较公称破碎比低。 每一种粉碎机械所能达到的破碎比有一定的限度，破碎机的破碎比在330之间，粉磨机的破碎比可达40450或更大。 破碎比和单位电耗(单位质量粉碎产品的能量消耗)

5、是粉碎机械工作的基本技术经济指标。单位电耗用以判别破碎机械的动力消耗是否经济破碎比用来说明粉碎过程的特征及鉴定粉碎质量，两台粉碎机械的单位电耗即使相同但破碎比不同，则这两台段碎机械的经济效果还是不一样的。一般来说，破碎比大的机械工作效率较高。因此要鉴定破碎机械的上作效率，应同时考虑其单位电耗及破碎比的大小。二、粉碎段数和粒径 （一)粉碎段数在实际生产应用中要求破碎比往往较大，而破碎机(粉磨机)的破碎比不能达到。例如要将400mm的大块固体物料，破碎至0.4mm以卜的颗粒，其总的破碎比为1000，这一破碎过程不是一台破碎机或粉磨机能完成的而需要将此物料经过几次破碎和磨碎来达到最终粒度。 接连使用

6、几台破碎机的破碎过程称为多段破碎，破碎机串联的台数叫破碎段数。这时原料尺寸与最终破碎产品尺寸之比为总破碎比，在多段破碎时，如果每段的破碎比分别为i1、i2、in，则总破碎比i0为： i0i1·i2in 总破碎比等于各段破碎比之乘积如果已知破碎机的破碎比即可根据总破碎比求得所需的破碎段数。 在某工程中磷矿石原料的粒度为400mm要求粉碎至0.1mm以下该流程采用三段破碎一段粉磨，第一段选用颚式破碎机，其公称破碎比为2.5；第二段选用环锤式破碎机，其破碎比为8；第二段选用圆锥破碎饥，其公称破碎比为2.5；最后一段为球磨机。其公称破碎比为80，其总破碎比为4000。(二)平均粒径 固体物料

7、的原料或产品都是由大小不向的块料或颗粒组成，其形状多为不规则的，粒度也不可能均匀一致。为了便于研究破碎过程，选择合适的粉碎设备及控制研磨体级配，提出平均粒径的概念，因此除了特别声明外，物料直径一律要用平均粒径表示。平均粒径的大小要根据各块或各颗粒尺寸算出。一堆大小不同的颗粒，采用筛选法来计算颗粒的平均直径。选用一套筛子分级，当颗粒通过某一筛面而留在另一筛面上的颗粒平均粒径d1(d1等于上下两筛网孔径的平均值)，然后按下式计算这堆颗粒的平均粒径：式中： ： 一堆颗粒的平均粒径mm 、： 各级颗粒的平均初径rnm 、 ： 各级颗粒质量、kg。 以上算式为算术平均直径的计算公式，工业上经常用以表示物

8、料的平均直径。使用该算术平均直径的前提是假设有一堆球形物料与一堆尺寸不等(物料形状不规则)的物料，这两种物料对生产过程有等效的影响。如果离开此一设定很轻率地使用算术平均直径来表示物料直径的作法、会导致错误。三、破碎产品粒度特性 (1)颗粒粒度表示方法 由于物块都是不规则的几何形体，所以要用几个尺寸才能表示它的大小。但是通常都用一个尺寸，即平均直径或等值直径来表示料块大小、平均直径一般用来表示破碎机的给料与排料中最大料块尺寸可用它计算破碎比。料块平均直径可用下式求得： 式中料块平均直径； 料块长度； 料块宽度；料块高度。四、 物料的性能a、几何特性(1)物料的颗粒尺寸；(2)物料的颗粒形状；(3

9、)固体物料的比表面积；(4)间隙度即颗粒内部空间的大小；(5)空隙度，即颗粒与颗粒之间空间的大小。b、 固体物料的物理性能(1) 物料流动性能。研究物料的流动、喷流(沼流)及附着性；(2) 物料的摩擦性能。研究物料的剥落、磨琢性及物料的内摩擦角等对物料加工的影响。 c、物料的强度与易碎性 物料的强度一般表现为粉碎物料的难易程度也可称为物料的易碎性。同一粉碎机械在相同的操作条件下粉碎不同的物料时，其生产能力是不同的这说明各种物料的易碎性不同。易碎性与物料的强度、硬度、密度、结构的均匀件、含水量、粘性、裂痕、表面情况以及形状因素均有关。而物料的粒度同强度关系更密切，粒度小的物料其宏观和微观裂缝比大

10、粒度的少，因此强度相对较高。强度与硬度皆表示物料对外力的抵抗能力故强度与硬度都大的物料是较难粉碎的。但是单纯硬度大的物料并不一定很难破碎，因为物料破碎是一块块分裂开来的，故破碎难易的决定因素是物料的强度。普氏硬度系数f也用于物料的分类，f值大致等于抗压强度的百分之一，根据普氏系数f的值将岩石按坚固性分成十级。相应的f值由0.3到20，f值越大岩石的坚固性也越高。由于天然物料的性质不均匀同一物料测出的强度数据差异很大。因此在实际工作中常测定物料的硬度，物料的硬度在一定程度上反映出物料的粉碎难易程度所以常用物料的硬度表示其易碎性。物料的抗压强度和韧性的测定方法如下：抗压强度的测定：制成高度和直径分

11、别为25-50mm的圆柱体、或边长小于25mm的立方体(粒度为100-250mm的自然块)的试祥，放在材科试验机上测定抗压强度。每块试样测出强度不等可以反复进行多次并算出其平均值作为物料的抗压强度。物料韧性的测定：制备高度和直径均为25mm的圆柱形试样。将个具有球形端面的撞杆置于试样上、用一质量为2kg的重块从一定高度上落下来对撞杆冲击。冲击能量通过陆续增大冲击的高度而增加，其高度每次增加1cm。取试样开始破碎时的冲击高度h(cm)作为物料的韧性。第三章 破碎机械的种类及破碎方式一、物料破碎的方法 由于物料颗粒的形状是不规则的、而且物料的韧性不同，所以采用的粉碎方法也不同利用机械力粉碎物料按施

12、加外力不同有如下几种方法： 1压碎 将物料置于两块工作面之间，施加压力后，物料因压应力达到其抗压强度而破碎这种方法一般适用于破坏大块物料其工作原理见图3-1(a)、(c)。图3-1 物料粉碎方法 2劈碎 将物料置于个平面及二个带尖棱的工作平面之间，当带尖棱的工作平面对物料挤压时，物料将沿压力作用线的方向劈裂。劈裂的原因是由于劈裂平面上的拉应力达到或超过物料拉伸强度极限。物料的拉伸强度极限比抗压强度极限小很多。其工作原理见图3-1(b)。 3折碎 物料受弯曲应力作用而破碎。被破碎物料承受集中载荷作用的二支点简支梁或多支点梁，当物料的弯曲应力达到物料的弯曲强度时，即被折断而破碎。其工作原理见图3-

13、1(d)、(c)。4冲击破碎 物料受冲击力作用而破碎，见图3-1(f)，它的破碎力是瞬时作用的效率高、破碎比大、能量消耗小。冲击破碎有如下几种情况：(1)运动的工作体对物料的冲击；(2)高速运动的物料向固定的工作面冲击；(3)高速运动的物料互相冲击；(4)高速运动的工作体向悬空的物料冲击。5磨碎(研磨) 物料与运动的工作表面之间受一定的压力和剪切力作用后、其剪切应力达到物料的剪切强度极限时，物料便粉碎；或物料彼此之间摩擦时的剪切、磨削作用而使物料粉碎。见图3-1(g)。二、 对破碎机的要求 一台优质破碎机必须满足以下各方面的要求： 1)破碎比越大越好、大破碎比可以简化设备流程、降低基建费用和检

14、修费用便于维护管理。 2)能耗越低越好。能耗是指破碎机破碎每吨物料所消耗的电能。破碎单位物料所消耗电能越低越好。 3)生产率越高越好。对于同一规格的破碎机，破碎机的电动机功率一样，生产率高不仅能提高产量，并可降低能耗。因此，生产率是破碎机最重要的性能指标。 4)产品质量高。产品质量是指破碎后物料粒度和粒形。从“多碎少磨”的节能角度看，产品粒度越细越好。 5)重量要轻。所谓破碎机重量轻，是指每吨机重的生产率高和每吨机重的功率低。 6)破碎机结构简单，便于制造。破碎机结构简单，使用维护较方便，也容易加工制造。降低成本。 7)破碎机安全可靠 在机器运转和开、停车的过程中，必须保证人员和设备安全，在规

15、定的时间内和规定的条件下，要求破碎机不发生或少发牛故障、即使发生故障也应容易修复。 8)破碎机适用范围越广越好。 9)破碎机应便十安装运输。三、破碎机械的分类1破碎机械的类型 (1)颚式破碎饥 是依靠活动颚板作周期性的往把进入两颚板间的物料压碎。 (2)锤式破碎机 物料受高速回转的锤头的冲击和物料本身以高速向固定衬板冲击而位物料粉碎。 图3-2圆锥破碎机破碎示意图1-定锥；2-动锥 (3)圆锥破碎机 靠内锥体的偏心回转，使处在两锥体间的物料受到弯曲和挤压而破碎其工作原理见图3-2 (4)反击式破碎机 物料受高速运动的板锤的打击使物料向反击板高速撞击以及物料之间相互冲撞而粉碎。第四章 圆锥破碎机

16、的结构及工作原理一、圆锥破碎机的结构 圆锥破碎机用动、定锥构成破碎腔因破碎腔形状不同，这类破碎机可分为标准型、短头型和介乎两者之间的中间型三种其破碎腔类型见图4-2。标准型宜作中碎用，短头型宜作细碎用。中间型则中、细碎均可使用。这三种圆锥破碎机的主要区别，在于破碎腔的剖面形状和平行带的长度不同(标准型的平行带最短，短头型最长，中间型介于两者之间。除此之外，其余部件的构造完全相同。图4-1 各类圆锥破碎机破碎腔形状(a) 标准型;(b)中间型; (c)短头型标准型圆锥破碎机其主要破碎部件是定锥和动锥，定锥主要由调整套和定锥衬板组成。衬板连同吊钩一起用高锰钢铸出，用V型螺栓悬技在调整套的筋上，它们

17、之间烧注锌合金，使之紧密结合，接料漏斗用螺钉固接在调整套上。调整套和支承套用梯形螺纹联接，而支承套又用弹簧螺杆压紧在机架上。动锥主要由动锥体、主袖、动椎衬板和分配盘组成，动锥体压装在主轴上，动锥衬板为高锰钢铸件，压套和锥头压在动锥体上。动锥体与衬板之间亦浇注锌合金，使之紧贴主轴头上安装分配盘，主轴下部呈锥形，插入偏心衬套的锥形孔中，当偏心套转动时、就带动动锥作偏旋运动，为了保证动锥的偏旋运动，动锥体下部加工成球面，并支承在碗形轴承上。碗形轴承由碗形袖瓦和轴承架组成，轴承架用方销固定在机架套筒上动锥所受的全部力量都由机架承受。二、 工作原理圆锥破碎机是中碎与细碎坚硬物料的一种典型破碎设备，它与旋

18、回破碎机相似，使物料在破碎锥与固定锥之间受到挤压、冲击、弯曲而粉碎。圆锥破碎机由电动机通过联轴器带动传动轴上的小锥齿轮传动。小锥齿轮通过大锥齿输带动偏心套在机架中心套筒内的大衬套内转动。偏心轴套有一个与其转动中心线偏#左右的锥形孔，孔内装一锥形套，破碎锥（动锥）主轴即插入锥形套内，动锥下部由青铜碗形轴瓦支承，当偏心套旋转时，主轴在空间画出一个圆锥面，使动锥绕固定点（机架中心与主轴中心交点）作旋摆运动，对于定锥上某一点而言，动锥时而靠近，时而远离。物料从给料部送入动锥上部的分配盘，由于分配盘随主轴转动而摇摆，物料均匀地给入环形破碎腔内，受到动锥的压缩与冲击而破碎。圆锥破碎机动锥的锥角较大，因而物

19、料由上往下运动时互相散开，运动阻力较小，减少堵塞，且破碎面积增大，单位面积受力较小，高锰钢衬板的寿命也延长。上部机架的支承套，通过沿圆周布置的若干组弹簧压紧在下部机架上。在正常工作时产生足够的压力以平衡动锥靠近时产生的冲击力，同时又构成机器的保险装置。当非破碎物进入破碎腔时，由于破碎力急增，弹簧可以退让，使支承套与调整套的一侧向上抬起，从而增大了定锥衬板与动锥衬板间的距离（即排料口宽度），使非破碎物从排料口排出。当异物排出后，借助于弹簧的压力，支承套与调整套又回到原来的位置。 圆锥破碎机破碎料块的工作部件是两个锥体。一个是动锥(内锥)固定在主轴上；另一个称定锥(外锥)，是机架的一部分，是静置的

20、。主轴中心线与定铀的中心线相交，见图4-2。主轴悬挂在交点O的下端则插在偏心衬套中。衬套绕着OO1旋转，使得动锥沿着定锥的内表面作偏旋运动。靠拢定锥的地方，该处的物料就受到动锥挤压和弯曲作用而破碎。偏离定锥的地方，已经破碎的物料由于重力的作用就向锥底落下。冈为偏心衬套连续转动，动推也就连续旋转，故破碎过程和卸料过程也就沿着定锥的内表面连续依次进行。图4-2 圆锥破碎机的工作示意图1-动锥；2-动锥；3-物料；4-破碎腔圆锥破碎机的工作原理是对物料施加挤压力使物料在两个锥面之间同时受到弯曲力和剪切力的作用而破碎，物料破碎后自由卸料。其生产能力大，动力消耗低。 物料在破碎腔内破碎的过程详见图4-3

21、。动锥离开时，间隙增大，物料下落，下落一段高度后，动锥又向固定锥靠近，物料受到压碎和冲击力作用而破碎。此时动锥再次离开、物料再次下落一段距离，经几次循环之后，物料破碎至要求粒度，排出机外。图4-3物料的破碎过程由图可知，某块状物料在一个循环的大部分时间内，都处于被压碎状态。由于大部分时间处于排料状态物料通过破碎机的能力就大，排料通畅，产量提高。由于只有很少一部分时间在压碎物料就整个破碎腔而言，在任一瞬间，只有占破碎腔内物料的5处于被压碎状态，因此全部功率用于较小的面积上、这将产生根高的单位面积压力，因而适于破碎坚硬物料。第五章 圆锥破碎机主要部件分析一、主轴破碎机主轴是一个非常重要的零件。在生

22、产现场破碎机断轴事故常有发生主要是因为工作条件恶劣，受很大的冲击载荷，以及由于主轴和锥体配合安装不当，产生很大的应力集中，使用不当等原因造成的。从主轴结构对比以及结合主轴断裂和受力情况分析可知，阶梯轴由于不同直径截面变化易产生应力集中而锥形主轴和无阶梯轴，其截而只是主轴与锥面配合，下部仅有一次变化。再者锥面配合可以适当减少配合面过盈量，减少应力集中，因为在破碎时，破碎力对配合面有不断地楔紧作用。但锥面配合方式，其轴向安装定位准确程度较差。综上所述，设计主铀结构时，府特别注意：1.加大不同截面的过渡圆角，减少应力集中；2.采用较大的卸载槽；3.采用较适当的配合形式和适度的过盈量；4.要保证主铀的

23、加工精度等。二、偏心轴套与锥齿轮圆锥破碎机偏心轴套是借助固装其上的大锥齿轮，由传动轴上的小锥齿轮驱动。一种是小锥齿轮设置在大锥齿轮下方，此时大多数是大锥齿轮装在偏心轴套的上方，但也有将大锥齿轮装在下方的。另一种足小锥齿轮设置在大锥齿轮的上方。前一种方式安装维修都比较方便。后一种方式安装维修比较困难。偏心轴套一般都是圆柱形共内孔为上大下小的锥形孔。偏心轴套的支承方式一般都采用由止推片组成的平面止推滑动轴承可借更换不同厚度垫片来调整齿轮间隙。三、分矿盘与接矿漏斗分矿盘的直径应按下述要求确定：矿石从晃动的分矿盘落下时，不允许矿石直接落入给矿口中而应使其落到接矿漏斗上。分矿盘的高度，从它的顶面到动锥球

24、面中心的距离，一般为400650毫米。对于中碎机，分矿盘与定锥形成的空间不应影响矿石进入给矿口，更不能产生大块矿石楔在此空间的现象。接矿漏斗的锥角应按下述要求确定：应使落在接矿漏斗斜面上的矿石能沿斜面顺利地滑到动锥上部的衬板上，其下滑的速度足够使越过张开的给矿口，然后调转方向缓慢地滑向给矿口。四、给矿口与排矿口、圆锥破碎机给矿口的宽度，用动锥离开定锥时，两锥体的上端距离来表示。排矿口宽度，用动锥靠近定锥时，两锥体的下端距离来表示。和的选择与给矿和排矿粒度有关，一般情况，最大给矿块度(0.80.85) ， 而压碎边给矿口宽度，0.5。为提高圆锥破碎机衬板寿命， 使破碎腔上半部也能充分发挥作用；在

25、给矿口处比压碎边给矿口尺寸大的矿块增多了，从而消除了大块矿石在给矿口的停滞现象并使它能以一定的速度运动，改变了矿石沿给矿口圆周方向分布不均匀状况，使破碎机主要部件的动载荷得到适当的均衡和减缓了最大动载荷，增加了机件的耐久性。此外，产品中细颗粒含量增加，改善了衬板的磨损情况。因此，对于细碎机给矿口宽度可认为B1.1Dmax。排矿粒度与矿石的物理机械性质有关。最大排矿粒度dmax与排矿口宽度的比值(即)以及大于排矿口尺寸的过大颗粒含量列于下表：机器类型和Z值矿石可碎性等级标准型短头型（%）Z（%）Z难碎性矿石532.4752.93.0中等可碎性矿石351.9602.22.7易碎性矿石221.638

26、1.82.2五、破碎腔和平行带破碎腔形状对破碎矿石效果有很大影响。设计破碎腔形状应满足以下要求：保证机器要求的生产能力；保证排矿粒度符合要求，有一定的细度和均匀度；不易发生堵塞；衬板磨损要尽可能均匀。矿石从给矿口向排矿口的运动过程中，因为矿石不断地受到破碎，其表面积也在逐渐增加。破碎腔的形状从给矿口到排矿口必须与矿石表面积增加的比率相适应，破碎腔的直径必须相应地增大并使矿石向排矿口移动的速度从上往下越来越快或保持破碎腔各横断面的通过能力均匀一致。因此，圆锥破碎机破碎腔的堵塞点平面尽可能放在给矿口平面，最好就是最大给矿口平面。中细碎圆锥破碎机破碎腔的体积收缩比以1：1.51：1.9较为合理。中碎

27、圆锥破碎机定锥衬板，过去是采用较大的阶梯状的，由于啮角的限制，咬入矿石的能力小，而影响给矿粒度，降低了破碎机生产能力。将定锥衬板改用圆滑曲线和减小阶梯的凸起和逐渐过渡的外形，可增大给矿粒度并能提高生产能力1520。为了保证破碎产品达到一定细度和均匀度，中细碎圆锥破碎。机破碎腔下部设有一段平行碎矿区(平行带)。对细碎机平行带过长，当两锥体靠近时，压碎边的给矿口将显著减小，降低破碎机生产能力和工作效率。随衬板的磨损，平行带会越来越长，易使破碎腔产生堵塞现象和增加摩擦能量的消耗。从受力情况来说，平行带减少使破碎力下移，能改善主轴受力状况，又能减轻衬板的重量。但是平行带过短，会导致产品中合格品的含量下

28、降。 平行带的长度，对于标准型破碎机可按下式求得：式中 标准型破碎机的平行带长度，米；重力加速度为9.8，米秒2；动锥大端倾角，度；摩擦系数，0.250.35；一破碎机动锥摆动次数，次分。短头型破碎机的平行带长度为标准型的平行带长度的1.752倍。平行带长度也可根据动锥底部直径计算求得。 对于中碎机 0.8； 对于细碎机 (1.41.6) 六、 动锥的支承 动锥支承方式采用球面轴承支承。破碎机借助装在机架上的球面轴承座来支承。七、保险装置 破碎机保险装只最普遍的就是弹簧保险和液压保防两种。本设计采用弹簧式保险装置。八、排料口调整装置 排料口调整装置有机械式和液压式两种型式。液压调控装置比较好、

29、有条件尽可能采用。HP系列破碎机是用液压马达代替液压缸调整排料口。九、传动部分 一般都是由水平轴经小齿轮驱动大齿轮偏心轴套，带动主抽动锥运转。滚动轴承润滑方便传动效率高，但承受冲击载荷差。滑动轴承若制造质量合格，装配与润滑合理，其工作稳定可靠，使用效果良好，耐冲击寿命较长，便于维修。第六章、圆锥破碎机的工作参数确定一、啮角圆锥破碎机的啮角需满足下列要求：、动锥与定锥的锥面倾斜角，动锥轴线与定锥中心线之间的夹角物料与衬板之间的摩擦角 通常取21° 23°，中碎圆锥破碎机取40° 45°，细碎圆锥破碎机取50° 55°，如果啮角达26&#

30、176;时，就可出现物料打滑、动锥咬不住物料的现象。因此标准型和中型圆锥破碎机的定锥上部，有时制成阶梯形，也是为了钳住物料和防止打滑，见图4-4图4-4圆锥破碎机的啮角 二、动锥转速动锥的转速即偏心衬套的转速，与旋回破碎机不同，因为这类破碎机用于物料的中细碎，为了保证产品粒度的均匀性，使卸出料块的尺寸都小于出料口宽度，工作时应该使每块物料在平行带上起码能够受到一次破碎作用、亦即物料经过平行带的时间应不少于动锥偏转一次所需时间。由于内锥母线的倾斜角较小，接近出料口处，定、动锥之间又有一平行带。所以料块卸下时，是沿着动锥斜面滑下。因此不免要受到动维斜面摩擦阻力以及动锥偏转和自转的离心惯性力的影响。

31、因离心惯性力较小，可以忽略不计。由于摩擦阻力的作用。物料沿动锥斜面滑下时的加速度a必定小于重力加速度g。物料在锥体的情况可看作物料在斜面运动，如图3-16所示。设料块重力为G，动锥体底部倾角为a，则与斜面垂直的分Gcosa。故使料块沿斜面下滑之力为：即：式中f为物料与锥面间的摩擦系数，一般取f=0.35。设平行带长度为l，物料从平行带的起点滑下时，初速度为零，则物料通过平行带的时间可按下式求出：另一方面，设动锥的转速为n(r/min)，则每转需时间为：图4-5 物料破碎受力图 图4-6 偏心轴的转速计算 为了使卸出料块的尺寸都小于破碎机的出料口宽度(见图4-6)，就必须使料块通过平行带的时间t

32、不少于动锥每转所需时间t'。即t=2t'，则 为了简化计算常用下述经验公式来估算： 式中动锥锥底直径，m。 三、生产能力计算生产率是破碎机一项重要技术经济指标，是在一定的给料粒度和排料粒度条件下，单位时间破碎机所处理的物料量破碎机的生产率与矿石性质(可碎性、比重、节理、粒度组成等)、破碎机的类型、规格及其性能以及破碎机操作条件(破碎比、负荷系数、给矿均匀程度)等因素有关。因此，根据动锥在回转一周内，排矿的体积求得的理论生产率与实际误差较大。此外，目前还没有能全部包括上述影响生产率因素的理论公式，所以国内外都是根据破碎腔排矿口尺寸与生产率有正比例关系的公式计算生产率，即，吨时 式

33、中： 单位排矿口宽度的生产率，吨时毫米；排矿口宽度，毫米；被破碎矿石的假比重，吨米3。各种类型单缸液压圆锥破碎机的值列于下表：规格 值（吨/时毫米） 标准型 中间型 短头型 1200 4.5 5.4 6.75 1750 8.15 9.6 12 2200 17 20 25 弹簧式圆锥破碎机的值列于下表：规格标准型或中间型短头型6001.09002.54.012004.04.56.517508.09.014.0220014.015.024在开路破碎时，中细碎圆锥破碎机的生产率按下式计算： 式中 同前；矿石可碎性系数，见下表；矿石的可碎性系数矿石强度抗压强度（公斤/厘米2）普氏硬度（）硬160020

34、0016200.90.95中硬80016008161.0软80081.11.2粒度或破碎比修正系数，见下表，标准或中型圆锥破碎机短头型圆锥破碎机0.60.900.980.40.90.940.550.921.00.251.01.050.40.961.060.151.061.120.351.01.10.0751.141.20在闭路破碎时，按闭路破碎机通过矿量计算生产率闭路时破碎机的生产率，吨时；开路时破碎机的生产率，吨时；闭路时平均给矿粒度变细的系数，中型或短头型圆锥破碎机在闭路时，一般按1.151.4选取(矿石硬时取小值，软时取大值)。四、求破碎力破碎力是破碎机零部件的强度计算基础。弹簧式破碎机

35、可按弹簧压力计算出破碎力。当正常破碎时，弹簧的预紧力应能阻止支承环向上跳起，此时所产生的破碎力为正常破碎力P 。当破碎腔进入非破碎物时，破碎力急剧增加，弹簧的预紧力不能阻止支承环向上跳起，使支承环绕机架上A点(如图)向上翻转某一个角度，增大排料口，使弹簧产生附加压缩，此时所产生的破碎力为最大破碎力Pmax 。图4-7取定论为分离体(图44)，对A点取力矩，则 故求得正常破碎力 对点的力臂；摩擦力对点的力臂；个保险弹簧的总压力(预紧力)，作用在定锥中心线上；对点的力臂；力的作用点，对中碎机作用在平行带始点而对细碎机作用在动锥有效长度的中点。保险弹簧的预紧力，旧系列常感到不足，新系列普遍提高预紧力

36、数值。当进入非破碎物时，事故破碎力(也叫最大破碎力)与非破碎物尺寸有关。一般非破碎物尺寸按小于(0.850.95)()考虑。当破碎腔进入非破碎物时，定锥工作一侧绕点抬起， 点的保险弹簧被压缩，其附加压缩量为。对于中碎机2 ()，和分别为非破碎物在平行带始点和末点时定锥抬起的角度以弧度计；对于细碎机，、分别为非破碎物在平行带始点、中点、末点时定锥抬起的角度，以弧度计。由于沿圆周各点上保险弹簧购附加压缩量不同，所以要先找出各弹簧的附加压缩量，才能求出总附加压力力矩。由于一周弹簧很多，可近似地认为是均匀密布的用积分法求得(团45)。点附加压缩量为，附加压力为ch， c为弹簧的刚度，公斤/毫米。任意点

37、的附加压力为q，则 所以 一周有个弹簧，弧度上的弹簧数为 在弧度上产生的附加压力对点的力矩为 那么事故状态力矩平衡方程为 所以，求得最大破碎力 单缸液压圆锥破碎机的破碎力用下式计算，公斤式中 液压缸直径（单位：厘米）；贮能器的单位压力（单位：公斤/厘米）；动锥大端倾角（单位：度）。五、 求破碎机安装功率 当已知最大破碎力时，可以按下式计算破碎机安装功率；，千瓦式中 最大破碎力，公斤；偏心轴套的转数，转/分；动锥大端底部偏心距，米；动锥大端倾角，度；破碎机的机械效率，0.5。 根据最大破碎力来计算破碎机安装功率误差较大,故这里采用一种根据实际资料总结出来的经验公式：，千瓦。修正系数；当动锥直径小

38、于1650时,取1.4；当动锥直径大于2100时,取=1.1 1.2；当动锥直径在1650和2100之间时,取l。 利用公式计算结果列于下表:本设计实际采用的电动机功率为118kW.第七章、圆锥破碎机运动分析破碎机运动学就是研究动锥产生自转的原理以及偏心部件(动锥与偏心轴套) 角速度之间的关系, 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的工作制度, 以及检修时保证偏心部件检修质量, 正确分析故障等。破碎机空载时, 由于动锥重心不在回转轴线上, 故产生惯性力它与动锥自重的合力为延长力作用线与作用在偏心轴套上的反力交于点, 连接线, 便可得到球面轴承反力Rq的作用线。当为已知时,

39、 用图解法可求得R1和Rq的大小和方向(见图1)。一、空载时作用于动锥上的摩擦力矩如图1所示, 过球面轴承反作用力Rq的作用点, 取一垂直于的截面和沿作用力取一垂直于的截面, 见图2。由图2可知, 球面轴承给动锥的摩擦力为为球面轴承的摩擦数此摩擦力对主轴中心的摩擦力矩为 或： （1）摩擦力矩Mq力图使动锥绕自身中心线 逆着偏心轴套回转方向自转。 空载时, 主轴靠在偏心轴套的薄边上, 偏心轴套给主轴的摩擦力为： 为锥衬套与主轴的摩擦系数（F0=R1）。在O1 、O2 上(图2b) 平行于F1加两个大小相等、方向相反的力F1 和F2，并使F1= F1= F2。这样，F2使动锥中心O1绕破碎机中心O

40、2点顺时针转动；F1和F1构成使动锥顺着偏心轴套回转方向的力偶矩，其值为 或 （2）摩擦力矩力图使动锥绕本身中心线顺着偏心轴套回转方向自转。图1动锥球面轴承反力 图2空载时作用于动锥上的摩擦力矩n偏心轴套的转数; n0动锥自转转数; 1主轴; 2偏心轴套二、有载时作用于动锥上的摩擦力矩和动锥的自转方向如图3所示, 动锥的中心线OO1绕破碎机中心线OO2作顺时针方向回转。当OO1线转到图示位置时, 在A2点压碎物料, 动锥压碎物料的力为P此时物料给动锥的摩擦力为F2,它所产生的摩擦力矩为 （3）式中f 2:物料与动锥的摩擦系数; r2F2的力臂。摩擦力矩M2力图使动锥绕OO1轴线作逆时针方向转动

41、。与此同时, 偏心轴套给主轴一个摩擦力矩 （4）式中: 破碎力在主轴上引起的反作用力； 作用位置上的主轴半径。这个摩擦力矩力图使动锥作顺时针转动。因为是物料与动锥之间的摩擦系数, 它比大得多; 同时动锥在点的力臂也比主轴的大很多, 所以比大得多。因此有载时动锥以其母线为瞬时轴沿料层绕自身轴线滚动。动锥此时逆着偏心轴套回转方向自转。图3有载时动锥的自转1动锥; 2定锥三、空载时动锥自转的方向和转数空载时, 动锥自转的方向和转数根据球面轴承给动锥的摩擦力矩Mq和偏心轴套给主轴的摩擦力矩M1的大小和方向不同, 有三种情况:(1)当Mq> M1时, 动锥逆着偏心轴套回转方向自转。在破碎机经检修后

42、试车时, 可能产生这种情况, 因球面轴承接触情况不好, 润滑条件差。但经过一段短时间逆转后,便顺着偏心轴套回转方向自转。(2)当Mq< M1时, 动锥顺着偏心轴套回转方向自转。中细碎圆锥破碎机动锥自转都是这种情况, 而自转转数在10r/min左右。(3)当Mq= M1时, 动锥不自转。正常工作时, 没有这种情况出现。但是, 在破碎机经检修后试车时, 偶尔会出现这种情况。可是它不能持久, 经过短时间磨合后, 动锥马上又顺着偏心轴套回转方向自转。我们在大冶铁矿检修4号细碎圆锥破碎机试车时, 动锥开始逆着偏心轴套回转方向自转; 延续一段时间后, 动锥变为停止自转; 又经过很短时间, 动锥变为顺

43、着偏心轴套回转方向自转, 试转一个班之后, 自转转速由开始1.5r/min达到4.5r/min。实践证明, 前面我们根据摩擦力矩的理论分析自转方向的三种情况是完全正确的。由上可见, 动锥的自转是靠摩擦力矩作用的结果; 自转的方向决定于两个摩擦力矩的数值, 哪个力矩大, 则动锥顺着此力矩方向自转。在正常情况下, 动锥都是顺着偏心轴套回转方向自转, 自转转速决定于两个力矩的差值。以上仅对有载和空载时动锥自转方向和转速作了定性分析, 而没有具体数值, 且未讨论动锥自转转速与偏心轴套转速关系。下面进行深入探讨。根据前述动锥自转情况, 设为偏心轴套角速度, 也叫牵连角速度; 为动锥相对于偏心轴套的相对自

44、转角速度;为动锥对定锥的绝对自转角速度;是坐标原点, 也是球面中点; 为动锥中心线, 而为破碎机中心线; 为与的夹角, 也叫进动角; 为动锥瞬时转动中心线(见图4)。根据角速度在坐标上的投影之和等于零, 得 （5）根据角速度在坐标上的投影之和等于零, 得 或 （6） 将式(5) 代入式(6) ,得 则 （7）式中: 负号说明的转向与相反。根据式(7) 可绘制/的关系曲线图 (图5)。 从式(7) 看出, 当偏心轴套角速度和角为常数时, 动锥绝对自转角速度是角的函数。现讨论如下:(1) 从式(7) 可知, 当= 90°时, 有最小值 （8）(2) 当= 0时, 则有最大值 （9）实际上, 不能等于因为此时，即动锥不自转并与偏心轴套一起回转。现场称这种现象叫“飞车”, 这是一种不允许的事故。其原因是检修、安装与润滑不当, 动锥失去稳定性等, 使主轴抱死在偏心轴套内孔中。因此, 一般有一个允许值。 破碎机有载运转时, 物料对锥面的摩擦力矩远超过偏心轴套内孔对主轴产生的摩擦力矩 , 所以此时动锥以其母线为瞬时轴沿料层作与偏心轴套回转方向相反的滚动。设其滚动角速度为, 根据瞬心概念, 破碎机断面上动锥中心线上点的速度（下图为有载时动锥的计算图） 所以 （10） 式中: 点至瞬时轴线(近