[科普中国]-短头圆锥破碎机

短头圆锥式破碎机能破碎中等以上硬度的各种矿石和岩石，破碎腔形式由矿石用途决定，圆锥式破碎机广泛应用于冶金、建材、筑路、化学与硅酸行业。短头圆锥式破碎机主要由机架、传动部、偏心套部、碗形轴承部、破碎圆锥部、支部套部、调整套部、弹簧部以及调整排料口用的液压站喝提供润滑油的稀油站等组成。标准型适用于中碎；中型适用于中细碎；短头圆锥破碎机适用于物料的细碎作业。

基本介绍圆锥式破碎机能破碎中等以上硬度的各种矿石和岩石.破碎腔形式由矿石用途决定，标准型适用于中碎，中型适用于中细碎，短头型适用于细碎。圆锥式破碎机广泛应用于冶金、建材、筑路、化学与硅酸行业。

结构特征短头圆锥破碎机结构紧凑，生产效率高。当需要调整排料口大小时可启动液压站通过推动缸进行调整；当不能破碎物料进入破碎腔时，弹簧安全装置能保护设备不受破坏。1

工作原理圆锥式破碎机工作时，电动机的旋转通过皮带轮或联轴器、传动轴和圆锥部在偏心套的迫动下绕一固定作旋摆运动，从而使破碎圆锥的破碎壁时而靠近又时而离开固装在调整套上的轧臼壁表面，使矿石在破碎腔内不断受到冲击，挤压和弯曲作用而实现矿石的破碎。2

设备优点圆锥式破碎机机具有破碎比大、效率高、处理量高、运作成本低、调整方便、使用经济等特点。该机零件选材与结构设计合理，使用寿命长，破碎产品的粒度均匀，减少了循环负荷。在中、大规格破碎机中，采用了液压清腔系统，减少了停机时间。每种规格的破碎机腔型多，用户可根据不同的需要，选择不同的腔型。圆锥式破碎机采用润滑脂密封，避免了给水及排水系统易堵塞的及水油易混合的缺陷，弹簧保险系统是过载保护装置，可合异物、铁块通过破碎腔而不危害破碎机。本机分为标准型和短头型，标准型给料粒度大，排料粒度也较粗，短头型的破碎锥较陡，给料粒度小，有利于生产细粒级的物料，标准型一般用于粗、中碎，短头型用于中、细碎。

φ2.2m短头型圆锥破碎机破碎锥的结构改进现有φ2.2m短头型圆锥破碎机，破碎后矿石粒度为9mm左右。随着矿石的硬度越来越大，圆锥破碎机的负荷加大，运行时间加长，圆锥破碎机的破碎锥所承受的破碎交变作用力加大，导致破碎锥体产生裂纹，甚至提前报废。对破碎锥体进行了结构改进，提高了破碎锥体的强度，延长了使用寿命。

破碎锥体的受力分析及改进方案（1）受力分析

动锥体在运行过程中主要受到以下几个力的作用：动锥体的惯性力C和自重G，球面轴承的反作用力Rq及偏心轴套的反作用力Rp，以及有载运行时的破碎力P和摩擦力f(见图1)。

由图1的受力分析可以看出，动锥体出现裂纹是由于动锥体受到复杂交变应力作用时，过渡圆角处应力集中所致。

（2）改进方案

构件承受交变应力时，提高构建疲劳极限是提高抵抗疲劳破坏的关键。为此，可以采取以下两方面的措施：①降低应力集中的影响，即在出现应力集中处增大过渡圆角，减少应力集中现象的出现；②改善构件的表面质量。针对φ2.2m圆锥破碎机动锥体出现的问题，采用增大过渡圆角的办法来防止应力集中现象的出现；同时，增加相关部分的厚度，优化其他部分的结构，提高过渡圆角处表面的铸造精度。

动锥体的结构改进利用绘图软件可以得到圆角的最大尺寸为R110mm，结合铸造加工工艺等方面的技术，以及圆锥体质量增加量的限制，选择大圆角为R100mm，即将圆角由原来的R50mm增加到R100mm。同时破碎锥体壁110mm保持不变，球面轴承壁厚增加到100mm。动锥体改进前后结构见图2。

改进后动锥体运行影响因素分析圆锥破碎锥体结构尺寸改变后，相对应的运行参数有相应改变，下面从理论方面对改进后的圆锥动锥体对圆锥破碎机生产运行的影响进行讨论。

（1）对破碎锥惯性力和惯性力矩的影响
破碎锥绕破碎机中心线以等角速度回转时，根据质心运动定理，破碎锥的惯性力为c=mrω

式中：m为破碎锥的质量，kg；r为破碎锥的质心到破碎机中心线的距离，mm。

从上式可以得出，由于圆锥破碎锥体质量的增加，导致圆锥破碎锥的惯性力增加。而破碎锥的惯性力作用线到固定点O的距离没有变化，因此，由于破碎锥惯性力的增加，导致破碎锥惯性力矩增加。

（2）平衡措施

由于破碎锥惯性力和惯性力矩的增加必须得到相应的平衡，因此，在现有的大齿轮上增加相应的平衡重铁。

改进结果改进后的破碎锥使用3a来，运行平稳，有效地避免了破碎锥体因应力集中产生裂纹而提前报废，延长了破碎锥体的使用寿命，提高了安全性，降低了生产运行成本。3

本词条内容贡献者为:

尹维龙 - 副教授 - 哈尔滨工业大学