高效液压圆锥破碎机的平衡计算

何恒芝

（南宁广发重工集团有限公司，广西 南宁 530001）

公司新研发的MHC100高效液压圆锥破碎机，由于运转速度非常快，所以在破碎机工作时，必须保证其运行平稳，这就要对机器进行平衡计算，通过平衡圈的合理配置，对零部件运转产生的不平衡度进行平衡处理。

机器的不平衡点主要来源于运动和旋转的零部件。MHC100高效液压圆锥破碎机的运转部件主要有：破碎圆锥部、偏心套部和传动部。传动部在运行中不会对机器产生离心力和离心力矩；破碎圆锥部的运动轨迹是周摆运动，其运动产生的离心力和离心力矩非常之小，加上其重力本身产生反向的阻力和阻力矩的抵消，故可以忽略不计。因此，在此只对破碎机进行偏心套部的离心力和离心力矩平衡计算。

偏心套部主要由偏心套组和平衡圈组组成。这两个组件的重心都不在设备回转轴线上，因而，在破碎机运转时必然产生不平衡的离心力和离心力矩，对破碎机产生冲击，影响破碎机的正常运转，对破碎机产生严重的损害。离心力和离心力矩大小决定着破碎机的整体平衡度和稳定度。因此，对偏心套部进行离心力和离心力矩计算，找出离心力和离心力矩的大小和方向加以平衡，以消除或减轻这些振动尤为重要。

1 偏心套部平衡的条件

偏心套部要达到平衡，必须同时满足以下两个条件：

（1）偏心套部的总离心力必须为零，即∑Fi=0。

（2）偏心套部相对于主轴轴心和机座在与主轴配合锥面的上平面之交点O产生的总离心力矩必须为零，即∑Mi=0。

偏心套部的力学简图，如图1所示。

图1 偏心套部的力学简图

2 离心力和离心力矩的计算

2.1 偏心套组的离心力和离心力矩

通过设计软件查得:偏心套组的重量为m1=157.2 kg；重心Q1相对于O 点的坐标为X1=-46.13mm，Y1=124.53mm。则：

式中，

w 为偏心套组的转动角速度，w=7.5转/秒

2.2 平衡圈组的离心力和离心力矩

通过设计软件查得：偏心套组的重量为m2=178.52 kg；重心Q2相对于O点的坐标为X2=32.04mm，Y2=122.5mm，则：

2.3 整个偏心套部对固定点O的离心力和离心力矩

3 结束语

图2 平衡圈去重图

计算结果说明：偏心套部要确保其平衡度必须在平衡圈轻边去重。通过设计软件的优化，从平衡圈上表面起取深度为88mm，以圆心相对于主轴中心向平衡圈重边偏移3.5mm、半径为326.5mm的圆和平衡圈外圆的两圆环间进行去重，如图2所示。

通过设计软件查询和计算得出：去掉的总质量为mt=4.76 kg，离心力为Ft=87.29（N），离心力矩为Mt=11.73（N.m）。去重后，剩余的离心力为Fx=1.13（N），剩余的离心力矩为Mx=0.34（N.m）。剩余的离心力和离心力矩都较小，对破碎机平衡度的影响有限，设计基本能够满足设备使用的要求。

[1]郎宝贤，郎世平.圆锥破碎机[M].北京：机械工业出版社，1998.

[2]孙 桓，陈作模.机械原理（第7版）[M].北京：高等教育出版社，2006.

[3]龙驭球，包世华.结构力学[M].北京：高等教育出版社，2006.