外動(dòng)顎式破碎機(jī)研發(fā)之路

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1、,外動(dòng)顎式破碎機(jī) 研發(fā)之路 郎平振 (13601219011) () 北京礦冶研究總院華諾維公司 2013年4月,,一、結(jié)構(gòu)、原理及特點(diǎn) 二、產(chǎn)品優(yōu)勢(shì) 三、理論和試驗(yàn)研究 四、應(yīng)用情況,,研發(fā)背景 適應(yīng)地下礦連續(xù)開(kāi)采技術(shù)需要 “多碎少磨”和短流程破碎工藝需要 選礦廠處理能力不斷提高需要,一、結(jié)構(gòu)、原理及特點(diǎn),,研發(fā)背景---適應(yīng)地下礦連續(xù)開(kāi)采技術(shù)需要 常規(guī)地下礦山： 采場(chǎng)地下鏟運(yùn)機(jī)礦車采場(chǎng)溜井電機(jī)車 主溜井地下粗碎提升機(jī)礦車選廠 地下連續(xù)采礦： 采場(chǎng)地下鏟運(yùn)機(jī)礦車采場(chǎng)溜井地下粗碎 皮帶連續(xù)運(yùn)輸選廠 特點(diǎn)：破碎工序從主溜井移到了采礦溜井 豎井提升改為了皮帶輸送,一、結(jié)構(gòu)、原理及特點(diǎn),,

2、研發(fā)背景---適應(yīng)地下礦連續(xù)開(kāi)采技術(shù)需要 開(kāi)發(fā)低矮、可移動(dòng)、粗碎破碎機(jī) 省去投資巨大、建設(shè)周期長(zhǎng)的地下固定破碎洞室 節(jié)省地下運(yùn)輸和提升費(fèi)用,一、結(jié)構(gòu)、原理及特點(diǎn),,研發(fā)背景 “多碎少磨”和短流程破碎工藝需要 利用外動(dòng)顎技術(shù)，實(shí)現(xiàn)大破碎比粗碎，促進(jìn)破碎工藝簡(jiǎn)化和變革 選礦廠處理能力不斷提高需要 隨著礦山開(kāi)采規(guī)模不斷擴(kuò)大，開(kāi)發(fā)寬腔型外動(dòng)顎式破碎機(jī)，滿足企業(yè)需求,一、結(jié)構(gòu)、原理及特點(diǎn),一、結(jié)構(gòu)、原理及特點(diǎn),外動(dòng)顎式破碎機(jī)結(jié)構(gòu),,傳動(dòng)帶 傳動(dòng)帶 皮帶輪 皮帶輪 電動(dòng)機(jī) 偏心軸旋轉(zhuǎn) 電動(dòng)機(jī) 偏心軸旋轉(zhuǎn) 直 接 動(dòng)顎兩 側(cè)邊板 動(dòng)顎周期性擺動(dòng)

3、 動(dòng)顎周期性擺動(dòng),一、結(jié)構(gòu)、原理及特點(diǎn),,,,,外動(dòng)顎式破碎機(jī)原理,,結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： 復(fù)擺顎破：靜顎在外側(cè)、破碎腔基本豎直 外動(dòng)顎破：動(dòng)顎在外側(cè) 、破碎腔傾斜,一、結(jié)構(gòu)、原理及特點(diǎn),,,結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： 復(fù)擺顎式破碎機(jī)： 大中型：采用零懸掛、正支撐 中小型：采用負(fù)懸掛、正支撐 為改善動(dòng)顎運(yùn)動(dòng)軌跡，采用負(fù)支撐 存在堵塞點(diǎn) 大傳動(dòng)角 軸承受力惡化,一、結(jié)構(gòu)、原理及特點(diǎn),,結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： 外動(dòng)顎式破碎機(jī)： 負(fù)懸掛、大傳動(dòng)角 皮帶輪、飛輪在機(jī)器中部?jī)蓚?cè) 靜顎由懸掛軸懸掛在機(jī)架上 調(diào)整墊片，靜顎繞懸掛軸旋轉(zhuǎn) 改變排料口大小,一、結(jié)構(gòu)、原理及特點(diǎn),,技術(shù)特點(diǎn)： 外動(dòng)顎式破碎機(jī)動(dòng)顎運(yùn)動(dòng)軌跡

4、更理想,一、結(jié)構(gòu)、原理及特點(diǎn),擠壓行程大 磨搓行程小 有利破碎 減小齒板磨損,磨搓行程大： 易產(chǎn)生粉料 齒板磨損快,,技術(shù)特點(diǎn)： 復(fù)擺顎式破碎機(jī)： 鉸接四桿機(jī)構(gòu)中各桿長(zhǎng)和夾角的取值范圍變動(dòng)不能太大 否則會(huì)使得動(dòng)顎運(yùn)動(dòng)軌跡更惡劣,一、結(jié)構(gòu)、原理及特點(diǎn),技術(shù)特點(diǎn)： 外動(dòng)顎式破碎機(jī): 動(dòng)顎與鉸接四桿機(jī)構(gòu)中連桿分離 連桿運(yùn)動(dòng)特性不再約束動(dòng)顎運(yùn)動(dòng)特性 鉸接四桿機(jī)構(gòu)各個(gè)參數(shù)可以進(jìn)行較大幅度調(diào)整,一、結(jié)構(gòu)、原理及特點(diǎn),滿足不同應(yīng)用需求,技術(shù)特點(diǎn)： 動(dòng)顎從上向下各點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡一致性更好,一、結(jié)構(gòu)、原理及特點(diǎn),,,外動(dòng)顎式破碎機(jī) 復(fù)擺顎式破碎機(jī),(1)機(jī)器高度和喂料高度降低 與同規(guī)格復(fù)擺顎式破

5、碎機(jī)相比，低約10-30% 動(dòng)顎外置、傾斜破碎腔 負(fù)懸掛、皮帶輪和飛輪安置在機(jī)器中部 尤其適合于硐室空間和高差受限制的場(chǎng)合,二、產(chǎn)品優(yōu)勢(shì),(2)破碎比大 同樣排料口，細(xì)粒級(jí)產(chǎn)品含量更高最大排料粒度 外動(dòng)顎 1.31.4 排料口尺寸 普通復(fù)擺1.61.8,二、產(chǎn)品優(yōu)勢(shì),(2)能夠適當(dāng)延長(zhǎng)破碎腔，以增大破碎比 普通復(fù)擺顎如加長(zhǎng)破碎腔 動(dòng)顎下部運(yùn)動(dòng)軌跡更惡化 齒板磨損會(huì)急劇增加 外動(dòng)顎因動(dòng)顎上到下各點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡一致性好能夠適當(dāng)延長(zhǎng)破碎腔,二、產(chǎn)品優(yōu)勢(shì),(2)粗碎破碎比增大 有利于中、細(xì)碎設(shè)備處理能力更加均衡 甚至可以簡(jiǎn)化破碎工藝流程，由三段破碎簡(jiǎn)化為兩段 縮短工藝流程，減少設(shè)備配置臺(tái)數(shù) 縮小選

6、廠占地面積 選廠投資和運(yùn)營(yíng)費(fèi)用大大降低,二、產(chǎn)品優(yōu)勢(shì),(3)處理能力大 生產(chǎn)能力比傳統(tǒng)顎破高10%20%，能耗降低15%30% 動(dòng)顎運(yùn)動(dòng)軌跡中，擠壓行程大，磋磨行程小 輸入能量更多地用于物料破碎，無(wú)用功較少 外動(dòng)顎破能以較小偏心距，獲得普通顎破相同破碎行程 可采用小偏心距、高轉(zhuǎn)速，以獲得高的生產(chǎn)能力,二、產(chǎn)品優(yōu)勢(shì),(4)大塊破碎能力強(qiáng) 增加偏心距，主要增加破碎行程，磨損行程增加很小 可采用大偏心矩，獲得更大破碎行程，有利于大塊物料破碎 (5)襯板壽命長(zhǎng) 動(dòng)顎運(yùn)動(dòng)軌跡理想，磨損方向分量小 襯板磨損顯著降低生產(chǎn)數(shù)據(jù)表明，襯板壽命提高30%以上。,二、產(chǎn)品優(yōu)勢(shì),在外動(dòng)顎式破碎機(jī)開(kāi)發(fā)過(guò)程中 采用虛擬樣

7、機(jī)和動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)等現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法 結(jié)合相應(yīng)試驗(yàn)研究 使得設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)逐步進(jìn)入到以三維模型為基礎(chǔ)、以動(dòng)力學(xué)分析和有限元分析為手段的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)階段 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不斷完善，性能不斷優(yōu)化，可靠性不斷提升,三、理論和試驗(yàn)研究,(1)運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)和虛擬樣機(jī)研究 研究路線,三、理論和試驗(yàn)研究,(1)運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)和虛擬樣機(jī)研究 進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析,求各主要機(jī)構(gòu) 位移 速度 加速度 角度 角速度 角加速度,三、理論和試驗(yàn)研究,(1)運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)和虛擬樣機(jī)研究 動(dòng)力學(xué)分析中，對(duì)每一個(gè)構(gòu)件進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析 對(duì)每一個(gè)構(gòu)件列出三個(gè)力平衡方程 建立起一個(gè)聯(lián)立方程組 轉(zhuǎn)換成矩陣方程式 求解出各運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)數(shù)值解,三、理論和試驗(yàn)研究,(2

8、)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì) 技術(shù)路線：,三、理論和試驗(yàn)研究,(2)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì) 應(yīng)用三維建模技術(shù)創(chuàng)建三維模型,三、理論和試驗(yàn)研究,(2)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì) 振動(dòng)理論分析及實(shí)驗(yàn),三、理論和試驗(yàn)研究,(2)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì) 振動(dòng)理論分析及實(shí)驗(yàn),三、理論和試驗(yàn)研究,(2)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì) 模糊隨機(jī)載荷研究、有限元分析 不制造物理樣機(jī)前提下，尋求合理設(shè)計(jì)方案,三、理論和試驗(yàn)研究,(3)機(jī)構(gòu)動(dòng)力平衡研究 以減少機(jī)構(gòu)慣性造成的振動(dòng)為目的進(jìn)行機(jī)構(gòu)動(dòng)力綜合分析 平衡對(duì)象有振動(dòng)力、振動(dòng)力矩、輸入扭矩和運(yùn)動(dòng)副反力等反映機(jī)構(gòu)慣性作用的動(dòng)力特性指標(biāo),三、理論和試驗(yàn)研究,(3)機(jī)構(gòu)動(dòng)力平衡試驗(yàn),三、理論和試驗(yàn)研究,(4)持續(xù)改進(jìn) 掛軸座改水平剖分，解決機(jī)架在掛軸

9、座部位強(qiáng)度問(wèn)題 錐套方式解決靜顎軸竄動(dòng)問(wèn)題,三、理論和試驗(yàn)研究,,,(4)持續(xù)改進(jìn) 過(guò)載保護(hù)---肘板力測(cè)試、力分析、肘板樣品試驗(yàn),三、理論和試驗(yàn)研究,,,,,(4)持續(xù)改進(jìn) 動(dòng)顎齒板固定方式，提高容錯(cuò)能力,三、理論和試驗(yàn)研究,,根據(jù)外動(dòng)顎式破碎機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 設(shè)計(jì)更多品類產(chǎn)品，滿足不同用戶需求 (1)針對(duì)大中型礦山、三段閉路主流破碎流程 高可靠性、大處理能力外動(dòng)顎式破碎機(jī) 更高設(shè)備可靠性和維修維護(hù)便捷性，減少故障停車時(shí)間 更大處理能力，適應(yīng)當(dāng)前礦山產(chǎn)能規(guī)模的擴(kuò)張 與普通復(fù)擺顎破相比，同樣排料口情況，產(chǎn)品中細(xì)粒級(jí)含量更高，粗、中、細(xì)碎設(shè)備負(fù)荷更均衡結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不斷完善，性能不斷優(yōu)化，可靠性不斷

10、提升,四、應(yīng)用情況,根據(jù)外動(dòng)顎式破碎機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 設(shè)計(jì)更多品類產(chǎn)品，滿足不同用戶需求 (2)針對(duì)中小型地下礦山或坑道采礦、兩段開(kāi)路破碎流程 ---大破碎比外動(dòng)顎式破碎機(jī) 進(jìn)料口滿足650mm原礦粒度要求 產(chǎn)品粒度能達(dá)到7080mm，滿足后續(xù)圓錐破碎機(jī)入料要求 處理能力達(dá)到50-100萬(wàn)噸/年,四、應(yīng)用情況,根據(jù)外動(dòng)顎式破碎機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 設(shè)計(jì)更多品類產(chǎn)品，滿足不同用戶需求 (3)針對(duì)小型露天礦山、三段開(kāi)路破碎流程 ---低成本、大塊破碎機(jī) 進(jìn)料口能夠滿足1000mm原礦粒度要求 產(chǎn)品粒度350mm 設(shè)備投資小,四、應(yīng)用情況,政府扶持 1986年 低矮可拆顎式破碎機(jī) 國(guó)家“七五”科

11、技攻關(guān)計(jì)劃課題 地下礦連續(xù)開(kāi)采工藝技術(shù)和裝備研究 2001年 PD90120大破碎比顎式破碎機(jī) “十五”國(guó)家科技攻關(guān)項(xiàng)目 大型緊缺金屬礦產(chǎn)資源基地綜合勘查與高效開(kāi)發(fā)技術(shù),鳴 謝,政府部門扶持 2004年 PA100120外動(dòng)顎低矮大破碎比破碎機(jī) 國(guó)家科技攻關(guān)“十五”滾動(dòng)計(jì)劃項(xiàng)目 大型高效選礦設(shè)備研制 2006年 外動(dòng)顎式破碎機(jī) 科技部和北京市科技型中小企業(yè)創(chuàng)新基金支持,鳴 謝,設(shè)計(jì)單位支持 中國(guó)瑞林工程技術(shù)有限公司 中國(guó)恩菲工程技術(shù)有限公司 中冶長(zhǎng)天國(guó)際工程有限責(zé)任公司 核工業(yè)北京化工冶金研究院 化工部連云港設(shè)計(jì)研究院 鞍山黑色冶金礦山設(shè)計(jì)研究院 長(zhǎng)春黃金設(shè)計(jì)院 ,鳴 謝,用戶的信賴

12、 第一臺(tái)外動(dòng)顎式破碎機(jī)1995年 金川集團(tuán)龍首礦 PED75106 第一臺(tái)PEWA9001200外動(dòng)顎式破碎機(jī)2001年 銅陵有色安慶銅礦 第一臺(tái)PA10001200外動(dòng)顎式破碎機(jī)2004年 河北利華鐵礦,鳴 謝,用戶的信賴 第一臺(tái)PD6001350寬腔型外動(dòng)顎式破碎機(jī)2005年 內(nèi)蒙古興業(yè)集團(tuán)有限公司 第一臺(tái)PD7501500寬腔型外動(dòng)顎式破碎機(jī)2005年 江銅集團(tuán)貴溪冶煉廠 第一臺(tái)PA12001500外動(dòng)顎式破碎機(jī)2007年 河北豐寧鑫源鉬業(yè)有限責(zé)任公司,鳴 謝,高效節(jié)能破碎系統(tǒng)及裝備研究---北京市科技進(jìn)步二等獎(jiǎng) 新型外動(dòng)顎破碎機(jī)的理論與試驗(yàn)研究---中國(guó)有色協(xié)會(huì)一等獎(jiǎng),榮 譽(yù),謝 謝 !,