多缸相对单缸液压圆锥破碎机优势分析

林阳辉

(福建马坑矿业股份有限公司)



多缸相对单缸液压圆锥破碎机优势分析

林阳辉

(福建马坑矿业股份有限公司)

摘要对当前如何选择适当机型的破碎机以提高选矿厂生产率的核心问题，进行了单缸液压圆锥破碎机与多缸液压圆锥破碎机的结构性能分析、理论生产率计算及实际生产率的比较分析。分析结果表明：多缸液压圆锥破碎机相对于单缸液压圆锥破碎机具有设备性能可靠高效，维修保养简单省力，破碎力大，破碎频率高，破碎排料粒度细，粉矿含量高等优越性，同时为选矿厂选型提供参考。

关键词液压圆锥破碎机结构分析生产率优越性

一台合适机型的液压圆锥破碎机可以在帮助选矿厂提高破碎机效率的同时提高经济效益，而当前如何选择一台合适机型的液压破碎机是矿山企业技术人员需谨慎考虑的问题。液压圆锥破碎机是选矿厂工艺流程中的核心设备，破碎机性能直接影响选矿厂的产量。因此，国内外矿山企业对破碎机机型的结构性能选择非常关键。

1单缸与多缸液压圆锥破碎机机型及性能分析

液压圆锥破碎机根据排矿口调整方式不同，分为主轴固定式和主轴浮动式。主轴固定式液压圆锥破碎机的排矿口调整是通过定锥螺旋转动上下移动调整排矿口，这种排矿口调整方式的好处是排矿口容易锁紧，其代表系列为HP和MP；主轴浮动式液压圆锥破碎机的排矿口调整是通过主轴上下浮动调整排矿口，这种排矿口调整方式的不足是排矿口在破碎硬矿石时较难锁紧，其代表系列为H和GP[1-2]。

1.1主轴固定式多缸液压圆锥破碎机

经过Omnicone多缸液压圆锥破碎机生产实践，开发了主轴固定式液压HP型和MP型圆锥破碎机。与单缸液压圆锥破碎机相比，主轴固定式液压HP型和MP型圆锥破碎机破碎力大、破碎频率高、坡度缓，破碎产品成品率和粉矿含量高，其机械机构见图1[2]。

图1　主轴固定式多缸圆锥破碎机结构

多缸液压圆锥破碎机的主轴固定在下机架底座上，偏心总成套在主轴上，在小齿轮传动总成驱动下绕主轴转动。动锥总成通过球面瓦置于主轴顶端，在偏心总成带动下摆动。调整环置于下机架上，通过周边液压缸与下机架底座相连。定锥总成与调整环螺纹配合，在液压马达驱动下调整排矿口或更换衬板，动作完成后锁紧缸锁紧。

多缸液压圆锥破碎机在破碎时，破碎力通过主轴调整环和周边液压缸传到下机架底座，主轴承受压绕应力，整个主机架不受拉应力。在周边液压缸拉力的作用下，主机架承受的也是压应力，并且其值为周边液压缸向下拉力合力减去破碎负荷力，所以下机架侧壁在破碎工作时受力反而变小。

1.2主轴浮动式单缸液压圆锥破碎机

单缸液压圆锥破碎机的结构和旋回破碎机相似，横梁、定锥总成和机架固定，主轴和动锥上下一起浮动，在偏向总成驱动下破碎矿石。主轴浮动式单缸液压圆锥破碎机的机械结构见图2[2]。

单缸液压圆锥破碎机在破碎时，底部液压缸施加的破碎力通过主轴和定锥总成，传到横梁、上机架、中机架和下机架，主轴承受压应力，横梁承受绕应力，而整个主机架承受拉应力。

图2　单缸液压圆锥破碎机结构

单缸与多缸液压圆锥破碎机机械结构的不同决定了单缸与多缸液压圆锥破碎机破碎矿石时机架受力也是不同的。单缸液压圆锥破碎机机架承受的是拉应力，而多缸液压圆锥破碎机机架承受的是减弱后的压应力。根据材料力学有关知识，塑性刚性材料容许的压应力通常是容许拉应力的1.5～2.5倍，即同样截面的钢材承受的压力可以比承受的拉力大1.5～2.5倍。显而可知，多缸圆锥破碎机在机架构造方面具有优越性[3-4]。

2设备理论生产率的计算

破碎机理论生产率计算的基本公式[5]为：

(1)

式中，K1为矿石可碎性系数，取0.95；K2为矿石密度修正系数，K2=δ0/1.6，δ0为1.6 t/m3；K3为给矿粒度或破碎比修正系数，取1.04；Qs为标准条件下开路破碎时的处理量，t/h。

(2)

式中，q0为破碎机单位排口宽度的处理量， t/(mm·h)；e为破碎机排口宽度，mm；Q为设备在设计条件下破碎机的处理量，t/h；由不同机型设备参数可计算出不同破碎机的设计生产能力。

3单缸与多缸液压圆锥破碎机实际生产量的对比分析

从某矿业安装使用的液压圆锥破碎机来看，在破碎软矿石和风化矿石时，单缸液压圆锥破碎机通过量大的优点突出，而在破碎中硬矿石和高硬矿石时，多缸液压圆锥破碎机的表现更杰出。在破碎设备可靠性方面，多缸液压圆锥破碎机比单缸液压圆锥破碎机更可靠，不易发生大件开裂事故。在破碎设备维修保养，多缸液压圆锥破碎机由于使用液压马达驱动，简单容易，更省力、省时。下面就H系列单缸液压圆锥破碎机和HP系列多缸液压圆锥破碎机在中硬矿石的应用上进行定量比较。

3.1中碎液压圆锥破碎机

主轴固定式液压圆锥破碎机和主轴浮动式液压圆锥破碎机在中碎作业应用，HP800和H8800液压圆锥破碎机在某选矿厂相同类型铁矿中碎作业的给矿和排矿粒度的试验分布曲线见图3、图4，图3和图4给排矿粒度分布曲线所对应的HP800和H8800的处理能力分别为1 205 t/h和1 370 t/h。

图3　液压圆锥破碎机在铁矿中碎作业

图4　液压圆锥破碎机在铁矿中碎作业的

由图3、图4可见，HP800中碎圆锥破碎机的给矿粒度比H8800的稍细，HP800的排料中较细粒级含量比H8800显著提高。

由于给矿细度不一样，单靠排料细度和处理能力评价破碎机在中碎上的优劣是不全面的，下面以-60 mm中碎目标粒度的粒级为目标产品计算HP800和H8800在新生成-60 mm粒级时的生产能力：HP800=448.6 t/h，H8800=322.1 t/h。根据计算数据可知，新生成-60 mm粒级的生产能力HP800比H8800提高了39.3个百分点；此外，H8800中有5%的+100 mm粒级的矿块，这将会给细碎作业带来不良影响。

3.2细碎液压圆锥破碎机

主轴固定式液压圆锥破碎机和主轴浮动式液压圆锥破碎机在许多铁矿细碎作业均有应用，HP800和H8800液压圆锥破碎机在某选矿厂相同类型铁矿细碎作业的给矿和排矿粒度试验分布曲线见图5、图6，图5和图6给、排矿粒度分布曲线所对应的HP800和H8800的处理能力分别为575 t/h和 730 t/h。

图5　液压圆锥破碎机在铁矿细碎作业的

图6　液压圆锥破碎机在铁矿细碎作业的

由图5、图6可见，HP800细碎圆锥破碎机的给矿粒度比H8800的给矿粒度稍粗，HP800的排料中较细粒级含量比H8800要高得多。

由于给矿细度不一样，单靠排料细度和处理能力评价破碎机在细碎上的优劣是不全面的，下面以-12.5 mm粒级为目标产品来计算HP800和H8800在新生成-12.5 mm粒级时的生产能力：HP800=329.7 t/h，H8800=221.6 t/h。根据计算数据发现，在新生成-12.5 mm粒级的生产能力上，

细碎HP800液压圆锥破碎机比细碎H8800液压圆锥破碎机提高了48.8个百分点。

从上面的中硬硬度以上的矿石细碎案例来看，单缸液压圆锥破碎机和多缸液压圆锥破碎机在相同规格下，多缸液压圆锥破碎机可生产更多的合格产品，一般而言，矿石硬度越硬，差别越大。液压圆锥破碎机在多碎少磨工艺中的应用多缸液压圆锥破碎机由于排料粒度细、循环负荷低，在先进矿山增产增效，利用原破碎筛分系统，改造破碎机，实现了多碎少磨，同时在提高破碎磨矿系统产量上也显示了其突出的优点。

4结论

通过对单缸与多缸液压圆锥破碎机结构、性能的分析以及实际试验生产量的考察，多缸液压圆锥破碎机相对单缸液压圆锥破碎机具有设备性能可靠、高效，维修保养简单、省力、省时，破碎力大、破碎频率高，破碎排料粒度细、粉矿含量高等优越性，可有效提高生产率，且经济效益显著。

参考文献

[1]伏雪峰.HP型高效液压圆锥破碎机及其在铜矿的应用[J].中国矿山工程，2007，36(2)：32-35.

[2]郎宝贤，郎世平.破碎机[M].北京:冶金工业出版社，2008.

[3]金忠谋.材料力学[M].北京:机械工程出版社，2009.

[4]濮良贵，纪名刚.机械设计[M].北京：高等教育出版社，2001.

[5]孙长泉，孙成林，李云平，等.选矿厂工艺设备[M].北京:冶金工业出版社，2010.

(收稿日期2016-01-21)

林阳辉(1990—)，男，助理工程师，硕士，364000 福建省龙岩市新罗区曹溪中路晟龙花园三期。