旋回破碎机国内外现状及发展趋势

李强

摘要:本文简述了旋回破碎机的工作原理和发展历史,综述了国内外产品的现状,指出了国产旋回破碎机的发展前景和研究方向。

关键词：旋回破碎机 国内外现状发展趋势

中图分类号：C35文献标识码： A

一、旋回破碎机的工作原理和发展历史

旋回破碎机的生产至今已有百年的历史,由于其生产能力要比颚式破碎机高3～4倍,所以是大型矿山和其他工业部门粗碎各种坚硬物料的典型设备。相对颚式破碎机而言,旋回破碎机的优点是:破碎过程是沿着圆环形的破碎腔连续进行的,因此生产能力较大,单位电耗较低,工作较平稳,适于破碎片状物料,破碎产品的力度比较均匀,可广泛用于粗碎、中碎各种硬度的矿石。但是其缺点在于:结构复杂,价格较高;检修比较困难,修理费用较高;机身较高,使厂房、基础建设的费用增加。

1、工作原理

旋回破碎机主要是由机架、活动圆锥、固定圆锥、主轴、大小伞轮和偏心套筒等组成。其工作原理(如图1所示)是利用破碎锥在壳体内锥腔中的旋回运动,对物料产生挤压、劈裂和弯曲作用,粗碎各种硬度的矿石或岩石的大型破碎机械。装有破碎锥的主轴的上端支承在横梁中部的衬套内,其下端则置于轴套的偏心孔中。轴套转动时,破碎锥绕机器中心线作偏心旋回运动。它的破碎动作是连续进行的,故工作效率高于颚式破碎机。

图1旋回破碎机的工作原理图

旋回破碎机的规格各国的表示方式都不一样,我国则是以给料口宽度/排料口宽度表示。

2、发展历史

旋回破碎机在破碎机家族处于显赫地位,也是出现较早的粗碎设备。第一个旋回破碎机专利由美国人ＣｈａｒｌｅｓＢｒｏｗｎ申请于1878年,1881年美国盖茨铁工厂制成第一台旋回破碎机。1953年美国Ａｌｌｉｓ-Ｃｈａｌｍｅｒｓ公司推出液压旋回破碎机。70年代末期,美国Ｒｅｘ-ｎｏｒｄ公司推出超重型旋回破碎机。80年代,瑞典Ｍｏｒ-ｇａｒｄｓｈａｍｍｅｒ公司推出新型顶部单缸液压旋回破碎机。从20世纪50年代开始,我国仿制和自行设计了一些规格的旋回破碎机,但其生产使用效果却很不理想。直到20世纪70年代末期,我国旋回破碎机的设计水平才接近了国际上70年代先进水平。

二、国外大型液压旋回破碎机的发展现状

1、 Metro SUPERIOR 60一110E粗碎旋回破碎机

Metro Nordherg生产破碎机己经有100多年的历史，以其Superior旋回破碎机而闻名世界，处理能力从约2 000 t/h到约9 000 t / h不等，至今己经向世界各地的矿山和采石场销售了超过1 500台的Superior旋回破碎机。60一110E型旋回破碎机是Metro 2010年初推出的新机型，是在SUPERIORMK一11系列60一110型基础上的改进型。SUPE-RIOR MK一11系列旋回破碎机的主要技术参数见表1。

60一110E型旋回破碎机继承了SUPERIORMK一Ⅱ系列的优点，并在60一110型基础上将电机功率由1 000 kW提高到1 200 kW;小齿轮转速由514 r/min提高到600 r/min;设计采用了最新的计算机设计与建模软件，降低了壳体应力，增加了可靠性，提升了设备性能;重新设计了横梁，采用整体式横梁架体结构和巧妙的新型缘衬板固定装置，兼顾了与原有机型的互换性等(见图2)。改进后设备质量由588 t减少到约553 t，破碎能力由5 575~7 605 t/h提升为5 535一8 890 t/h。

表1Metso SUPERIORSMK一B系列旋回破碎机的主要技术参数

图2当代大型液压旋回破碎机的结构

1-横梁衬套和密封;2-轴套锁紧螺母;3一高强度机架;4一与主轴锻造成一体的破碎圆锥;;5-齿隙调节装置:6一主轴位置控制系统;7一主轴位置传感器探头;;8一动平衡配重;9一带正压鼓风的防尘密封:10-锰钢或铬钢衬板:11-破碎腔

三、旋回破碎机国内外现状

1、国内旋回破碎机的主要厂家沈阳北方重工集团(以下称沈重)是我国旋回破碎机的主要生产厂家,该集团于一九八六年从美国富乐公司(ＦＵＬＬＥＲ)引进了ＴＲＡＹＬＯＲ旋回破碎机的设计制造技术,其中包括54-74、54-84、60-89、60-110和72-93英寸五个规格,主要作为大型露天矿山和选矿厂的粗碎设备。相关数据见表2及3。

表2ＰＸＦ型旋回破碎机技术性能和参数

表3ＰＸＦ型旋回破碎机主要零部件重量

2、中信重工旋回破碎机

中信重工从事旋回破碎机的研发己有近10 年的历史。2012年开发出的PXZ一152 /287型液压旋回破碎机为目前国内产能最大的粗碎设备，并己成功获得国外订单。中信重工的旋回破碎机代表了我国研发的旋回破碎机的最高技术水平，除大型化和功耗指标与上述国外著名公司有一定差距外，达到或接近国际最高水平的技术主要有:

1)主轴与圆锥锻造成一体。将破碎机主轴的锁紧螺母改放在轴套上，避免了老式破碎机的断轴现象。主轴上部轴颈与锥体过渡部位采用大圆弧并抛光，加强了主轴强度，可有效延长主轴的使用寿命。

2)主轴顶部轴承设计了油温监测装置，通过温度传感器实时监测轴承的工作温度，可有效避免烧轴瓦事故的发生，保证破碎机的安全运行。

3)横梁与横梁圈设计铸造成一体，且横梁护板由被动保护结构改为主动防护，大大延长了横梁和衬板的使用寿命。

4)横梁润滑装置能够定时自动润滑横梁轴承总成，可减少维护保养的工作量。

5)重型横梁圈与上机架、上机架与下机架、下机架与底架之间，均采用锥面止口过盈配合，可有效防止破碎机壳体松动，避免壳体间联接螺栓直接承受大的工作载荷，并可减少维护和保养成本;通过有限元分析手段，对横梁、机架结构进行优化，确保能适应恶劣工况。

6)采用正压防尘装置，使机架密封效果更好。

7)采用螺旋伞齿轮传动机构，能够承受更大载荷，且传动更加平稳可靠，对破碎硬度高的物料效果更加明显。

8)拥有齿轮调节装置，使齿轮间隙调节方便可靠，可减少安装维护时间。

9)传动部采用调心滚动轴承，避免了滑动轴承对润滑系统要求高的问题，润滑更加简便、可靠，且滚动轴承功率损耗小，能够在承受冲击作用下使破碎机获得更高转速和传动功率。

10)油缸部柱塞采用整体式铸造结构，避免了传统的分体式柱塞在安装、维护过程中柱塞板容易脱落的安全隐患;同时设计了位移传感器，能够自动控制油缸柱塞的位置，从而精确控制排矿口大小;应用液压、润滑一体式结构，自动化水平大幅度提高，且可大大减小辅助设备安装空间。

11）采用多方面人性化设计，并配备检修维护令用工具，可大大压缩检修时间，提高设备的作业率，降低工人的劳动强度。

近两年，中信重工己将旋回破碎机技术成功融入到大型半移动和移动式旋回破碎站的成套系统设训中，这不但充分发挥了旋回破碎机大产能、高效率的设备优势，而且能够更好地满足大型矿山节能高效的应用需求，可适用于千万吨级大型露天矿山的初级破碎工艺流程。截至目前，中信重工己成功开发出PSZ3000一B和PSZ4000一B型半移动式旋回破碎站，PXZ一160 /191和PXZ一152 /226型旋回破碎机均为其核心破碎设备，单机处理能力达8 000t/h以上。目前该系列破碎站己成功获得数项国外订单并完成交付。中信重工PXZ系列液压旋回破碎机的主要技术参数见表4，产品模型见图3