旋回破碎機國內外現狀及發展趨勢

李強

摘要:本文簡述了旋回破碎機的工作原理和發展歷史,綜述了國內外產品的現狀,指出了國產旋回破碎機的發展前景和研究方向。

關鍵詞：旋回破碎機 國內外現狀發展趨勢

中圖分類號：C35文獻標識碼： A

一、旋回破碎機的工作原理和發展歷史

旋回破碎機的生產至今已有百年的歷史,由于其生產能力要比顎式破碎機高3～4倍,所以是大型礦山和其他工業部門粗碎各種堅硬物料的典型設備。相對顎式破碎機而言,旋回破碎機的優點是:破碎過程是沿著圓環形的破碎腔連續進行的,因此生產能力較大,單位電耗較低,工作較平穩,適于破碎片狀物料,破碎產品的力度比較均勻,可廣泛用于粗碎、中碎各種硬度的礦石。但是其缺點在于:結構復雜,價格較高;檢修比較困難,修理費用較高;機身較高,使廠房、基礎建設的費用增加。

1、工作原理

旋回破碎機主要是由機架、活動圓錐、固定圓錐、主軸、大小傘輪和偏心套筒等組成。其工作原理(如圖1所示)是利用破碎錐在殼體內錐腔中的旋回運動,對物料產生擠壓、劈裂和彎曲作用,粗碎各種硬度的礦石或巖石的大型破碎機械。裝有破碎錐的主軸的上端支承在橫梁中部的襯套內,其下端則置于軸套的偏心孔中。軸套轉動時,破碎錐繞機器中心線作偏心旋回運動。它的破碎動作是連續進行的,故工作效率高于顎式破碎機。

圖1旋回破碎機的工作原理圖

旋回破碎機的規格各國的表示方式都不一樣,我國則是以給料口寬度/排料口寬度表示。

2、發展歷史

旋回破碎機在破碎機家族處于顯赫地位,也是出現較早的粗碎設備。第一個旋回破碎機專利由美國人ＣｈａｒｌｅｓＢｒｏｗｎ申請于1878年,1881年美國蓋茨鐵工廠制成第一臺旋回破碎機。1953年美國Ａｌｌｉｓ-Ｃｈａｌｍｅｒｓ公司推出液壓旋回破碎機。70年代末期,美國Ｒｅｘ-ｎｏｒｄ公司推出超重型旋回破碎機。80年代,瑞典Ｍｏｒ-ｇａｒｄｓｈａｍｍｅｒ公司推出新型頂部單缸液壓旋回破碎機。從20世紀50年代開始,我國仿制和自行設計了一些規格的旋回破碎機,但其生產使用效果卻很不理想。直到20世紀70年代末期,我國旋回破碎機的設計水平才接近了國際上70年代先進水平。

二、國外大型液壓旋回破碎機的發展現狀

1、 Metro SUPERIOR 60一110E粗碎旋回破碎機

Metro Nordherg生產破碎機己經有100多年的歷史，以其Superior旋回破碎機而聞名世界，處理能力從約2 000 t/h到約9 000 t / h不等，至今己經向世界各地的礦山和采石場銷售了超過1 500臺的Superior旋回破碎機。60一110E型旋回破碎機是Metro 2010年初推出的新機型，是在SUPERIORMK一11系列60一110型基礎上的改進型。SUPE-RIOR MK一11系列旋回破碎機的主要技術參數見表1。

60一110E型旋回破碎機繼承了SUPERIORMK一Ⅱ系列的優點，并在60一110型基礎上將電機功率由1 000 kW提高到1 200 kW;小齒輪轉速由514 r/min提高到600 r/min;設計采用了最新的計算機設計與建模軟件，降低了殼體應力，增加了可靠性，提升了設備性能;重新設計了橫梁，采用整體式橫梁架體結構和巧妙的新型緣襯板固定裝置，兼顧了與原有機型的互換性等(見圖2)。改進后設備質量由588 t減少到約553 t，破碎能力由5 575~7 605 t/h提升為5 535一8 890 t/h。

表1Metso SUPERIORSMK一B系列旋回破碎機的主要技術參數

圖2當代大型液壓旋回破碎機的結構

1-橫梁襯套和密封;2-軸套鎖緊螺母;3一高強度機架;4一與主軸鍛造成一體的破碎圓錐;;5-齒隙調節裝置:6一主軸位置控制系統;7一主軸位置傳感器探頭;;8一動平衡配重;9一帶正壓鼓風的防塵密封:10-錳鋼或鉻鋼襯板:11-破碎腔

三、旋回破碎機國內外現狀

1、國內旋回破碎機的主要廠家沈陽北方重工集團(以下稱沈重)是我國旋回破碎機的主要生產廠家,該集團于一九八六年從美國富樂公司(ＦＵＬＬＥＲ)引進了ＴＲＡＹＬＯＲ旋回破碎機的設計制造技術,其中包括54-74、54-84、60-89、60-110和72-93英寸五個規格,主要作為大型露天礦山和選礦廠的粗碎設備。相關數據見表2及3。

表2ＰＸＦ型旋回破碎機技術性能和參數

表3ＰＸＦ型旋回破碎機主要零部件重量

2、中信重工旋回破碎機

中信重工從事旋回破碎機的研發己有近10 年的歷史。2012年開發出的PXZ一152 /287型液壓旋回破碎機為目前國內產能最大的粗碎設備，并己成功獲得國外訂單。中信重工的旋回破碎機代表了我國研發的旋回破碎機的最高技術水平，除大型化和功耗指標與上述國外著名公司有一定差距外，達到或接近國際最高水平的技術主要有:

1)主軸與圓錐鍛造成一體。將破碎機主軸的鎖緊螺母改放在軸套上，避免了老式破碎機的斷軸現象。主軸上部軸頸與錐體過渡部位采用大圓弧并拋光，加強了主軸強度，可有效延長主軸的使用壽命。

2)主軸頂部軸承設計了油溫監測裝置，通過溫度傳感器實時監測軸承的工作溫度，可有效避免燒軸瓦事故的發生，保證破碎機的安全運行。

3)橫梁與橫梁圈設計鑄造成一體，且橫梁護板由被動保護結構改為主動防護，大大延長了橫梁和襯板的使用壽命。

4)橫梁潤滑裝置能夠定時自動潤滑橫梁軸承總成，可減少維護保養的工作量。

5)重型橫梁圈與上機架、上機架與下機架、下機架與底架之間，均采用錐面止口過盈配合，可有效防止破碎機殼體松動，避免殼體間聯接螺栓直接承受大的工作載荷，并可減少維護和保養成本;通過有限元分析手段，對橫梁、機架結構進行優化，確保能適應惡劣工況。

6)采用正壓防塵裝置，使機架密封效果更好。

7)采用螺旋傘齒輪傳動機構，能夠承受更大載荷，且傳動更加平穩可靠，對破碎硬度高的物料效果更加明顯。

8)擁有齒輪調節裝置，使齒輪間隙調節方便可靠，可減少安裝維護時間。

9)傳動部采用調心滾動軸承，避免了滑動軸承對潤滑系統要求高的問題，潤滑更加簡便、可靠，且滾動軸承功率損耗小，能夠在承受沖擊作用下使破碎機獲得更高轉速和傳動功率。

10)油缸部柱塞采用整體式鑄造結構，避免了傳統的分體式柱塞在安裝、維護過程中柱塞板容易脫落的安全隱患;同時設計了位移傳感器，能夠自動控制油缸柱塞的位置，從而精確控制排礦口大小;應用液壓、潤滑一體式結構，自動化水平大幅度提高，且可大大減小輔助設備安裝空間。

11）采用多方面人性化設計，并配備檢修維護令用工具，可大大壓縮檢修時間，提高設備的作業率，降低工人的勞動強度。

近兩年，中信重工己將旋回破碎機技術成功融入到大型半移動和移動式旋回破碎站的成套系統設訓中，這不但充分發揮了旋回破碎機大產能、高效率的設備優勢，而且能夠更好地滿足大型礦山節能高效的應用需求，可適用于千萬噸級大型露天礦山的初級破碎工藝流程。截至目前，中信重工己成功開發出PSZ3000一B和PSZ4000一B型半移動式旋回破碎站，PXZ一160 /191和PXZ一152 /226型旋回破碎機均為其核心破碎設備，單機處理能力達8 000t/h以上。目前該系列破碎站己成功獲得數項國外訂單并完成交付。中信重工PXZ系列液壓旋回破碎機的主要技術參數見表4，產品模型見圖3