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第1章破碎机概述

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第1章破碎机概述
1.1 破碎机的用途及破碎理论
1.1.1 用途
它是原料、材料、燃料、电力和钢铁等基础工业部门生产过程中的主要设备之一。用以将原矿或一定粒度的物料(包括矿石、岩石和煤炭等)破碎到所要求的粒度。
1.1.2 破碎理论
各种矿石的机械性能各不相同,然而矿石的抗压强度均大于其抗弯强度或抗拉强度。进行机械设计时,要充分利用这个特点,选用相适宜的方法。
机械破碎是用外力加于被破碎的物料上,克服物料间的内聚力,使大块物料分裂成若干小块,若矿石是脆性材料,它在很小的变形下就会发生破裂,机械破碎矿石有以下几种方法:
一、压碎    
将矿石置于两个破碎表面之间,施加压力后矿石因压应力达到其抗压强度极限而被破碎。(图1-1 a)
二、劈裂     
用一个平面和一个带尖棱的工作表面挤压矿石时,矿石沿压力作用线方向劈裂,劈裂的原因是由于劈裂面上的拉应力达到矿石的抗拉强度极限。(图     1-1 b)
三、折断
用两个带有多个尖棱的工作表面挤压矿石时,矿石就象受集中载荷的两支点或多支点梁,当矿石内的弯曲应力达到弯曲强度极限时矿石被折断。(图1-1c)
四、磨碎      
矿石与运动工作表面之间受到一定压力和剪切力时,矿石内的剪切应力达到其剪切强度极限时,矿石粉碎。(图1-1 d)
五、冲击破碎  
矿石受高速回转机件的冲击力作用而破碎(图1-1 e)由于破碎力是瞬间作用的,所以破碎效率高,破碎比大,能量消耗大,但锤头磨损严重。
a)挤压   b)劈裂   c)折断   d)磨碎  
图1-1  矿石的破碎及磨碎方法
 
1.2 破碎机分类、工作原理
1.2.1 分类
根据机械的工作原理和结构特性,目前在工业生产上广泛使用的破碎机分为7种类型:颚式破碎机、旋回破碎机、圆锥破碎机、锤式破碎机、反击式破碎机、辊式破碎机和选择性破碎机。
1.2.2 工作原理
一、颚式破碎机
工作原理:借助于动颚周期地靠近或离开固定颚,使进入破碎腔中的物料受到挤压、劈裂和弯曲作用而破碎。破碎后的物料靠自重从排矿口排出。按照动颚运动轨迹的不同,可分为简单摆动颚式破碎机和复杂摆动颚式破碎机。
1.简单摆动颚式破碎机
主要适用于粗碎(也有用于中碎的)坚硬、韧性或耐磨性物料,衬板寿命较复杂摆动颚式破碎机长。名义破碎比 。
2.复杂摆动颚式破碎机
主要适用于中碎或细碎(也有用于粗碎的)各种硬度的材料。其特点是只有一个肘板,动颚运动轨迹为向下倾斜的椭圆,动颚上部水平行程大,可以满足破碎矿石所要求的压缩量。动颚向下运动时,有促进排矿作用。在条件相当的情况下,生产率较简单摆动式破碎机高30%左右。然而,由于动颚垂直方向的行程大,增大了颚板的磨损和产品过粉碎的现象。名义破碎比 。
1.3 颚式破碎机
1.3.1 工作特点和类型
颚式破碎机的工作部分是两块颚板,一是固定颚,垂直(或上端略外倾)固定在机体前壁上,另一是活动颚板,位置倾斜,与固定颚板形成上大下小的破碎腔(工作腔)。活动颚板对着固定颚板作周期性的往复运动,时而分开,时而靠近。分开时,物料进入破碎腔,成品从下部卸出;靠近时,使装在两块颚板之间的物料受到挤压、弯折和劈裂作用而破碎。
a)单摆动式    b)复杂摆动式
1—定颚  2—心轴  3—偏心轴  4—动颚  5—连杆  6—退力板
图1-2颚式破碎机的主要类型
颚式破碎机按照活动颚板的摆动的方式的不同,可以分为简单摆动式颚式破碎机、复杂摆动式颚式破碎机和综合摆动式颚式破碎机三种。
简单摆动颚式破碎机的工作示意图见图1-2a)动颚4悬挂在心轴2上,可做左右运动。偏心轴3旋转时,连杆5做上下往复运动,实现破碎和卸料。此种破碎机采用曲柄双连杆机构,虽然动颚上受有很大的破碎反力,而其偏心轴和连杆却受力不大,所以工业上多制成大型机和中型机,用来破碎坚硬的物料。此外,这种破碎机工作的时候都是以心轴为中心的圆弧,圆弧半径等于该点至轴心上的距离,上端圆弧小,下端圆弧大,破碎效率较低,其破碎比 一般为3-6。由于运动轨迹简单,故称为简单摆动式颚式破碎机。
简单摆动式颚式破碎机的优点是:结构紧凑简单;偏心轴等传动部件受力较小;由于动颚垂直位移较小,加工时物料较少有过度破碎的现象;动颚颚板的磨损较小。
复杂摆动颚式破碎机的工作示意图见图1-2b)动颚4上端直接悬挂在偏心轴3上,作为曲柄连杆结构的连杆,由偏心轴的偏心直接驱动,动颚的下端铰接着推力板6支撑到机架的后壁上。当偏心轴旋转时,动颚上各点的运动轨迹是由悬挂点的圆周线(半径等于偏心距),逐渐向下变成椭圆形,愈向下部,椭圆形愈偏,直到下部与推力板连接点轨迹为圆弧线(图1-3)由于这种机械上各点的运动轨迹比较复杂,故称复杂摆动式颚式破碎机。
复杂摆动颚式破碎机工作时,偏心轴作逆时针旋转,因此,对所装入的物料块有向下推并夹持的作用。在动颚的整个往返摆动过程中,顶部的水平摆动约为下部出料口的1.5 倍,而垂直摆幅则下部略大。就整个动颚而言,垂直摆动为水平摆动的2-3倍。由于水平摆动幅度上大下小,有利于对上部的的块物料进行破碎,并使整个破碎腔内的物料受到的破碎力比较均匀。由于垂直摆动幅度下大上小,有利于整块动颚作复杂运动,因此对物料块不但起到挤压、劈裂、弯折作用,还能起碾搓作用,故可破碎一些稍微粘湿的物料。
复杂摆动颚式破碎机与简单摆动式颚式破碎机相比:
优点:
一、质量较轻、构件较少、结构更紧凑;
二、破碎腔内充满程度较好,所装物料块受到均匀破碎,加以动颚下端强制性推出成品卸料,故生产率较高,比同规格的简单摆动式颚式破碎机的生产率高出20-30%;
三、物料在动颚下部有较大的上下翻滚运动,容易呈立方体的形状卸出,减少了像简单摆动颚式破碎机产品中那样的片状成分,产品质量较好。
缺点:由于这种破碎机的动颚垂直摆动幅度较大,物料对颚板的磨削作用严重,颚板磨损快,增大了能量消耗,加剧了物料的过度破碎,产生的粉尘也较多。
 

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