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液压圆锥破碎机的现状与发展趋势

冲击式制砂机10个月前 (11-17)期刊文章408

河钢集团矿业有限公司庙沟铁矿  河北 秦皇岛 张凯龙


摘要:

随着机械破碎技术的发展,目前国内外生产的新式圆锥破碎机已基本采用液压传动方式,而传统的弹簧式圆锥破碎机则逐渐面临淘汰。相比于弹簧式圆锥破碎机,液压传动方式具有力矩输出稳定、设备结构简单、磨损小以及轻量化的优点,且更容易实现对机械设备的自动化控制。

关键词:

液压;单缸/多缸/弹簧圆锥破碎机;现状;发展趋势


液压圆锥破碎机

0 引言

      圆锥破碎机是采矿生产中一种常用的原矿加工破碎机械,具有操作简便、破碎效率高、防尘性能好等优点,采用逐级破碎的方式将大块原铁矿逐级破碎为毫米级细料。由于其破碎面为圆锥体构造,故称之为圆锥破碎机。随着机械破碎技术的发展,目前国内外生产的新式圆锥破碎机已基本采用液压传动方式,而传统的弹簧式圆锥破碎机则逐渐面临淘汰。


      相比于弹簧式圆锥破碎机,液压传动方式具有力矩输出稳定、设备结构简单、磨损小以及轻量化的优点,且更容易实现对机械设备的自动化控制。比如美国 AC公司生产的底部单缸液压圆锥破碎机,即实现了液压保护与排料口自动化液压调整,简化了设备结构。正是基于以上这些原因,液压式圆锥破碎机被各厂矿企业所青睐,国内外众多矿山机械设备制造厂商也开始更多地投入到液压式破碎机械的研究中。本文首先分析了液压圆锥破碎机的发展现状,列举了国内外一些知名厂商的产品及工艺,最后对液压圆锥破碎机未来发展趋势进行了探讨。

1 液压圆锥破碎机发展现状

      圆锥破碎机是采用椎体作为破碎面的矿岩破碎机械,由于其独特的破碎面锥形构造,因而具有较强的破碎能力和较高的破碎比。在坚硬的矿石、矿渣、耐火材料方面进行细破超细破工作效果非常好。目前,矿石破碎中比较常见的圆锥破碎机主要有:弹簧圆锥破碎机、液压圆锥破碎机以及复合圆锥破碎机。其中弹簧圆锥破碎机是最早问世,也是使用时间最长的。现代圆锥破碎机的雏形是 1926 美国的 Symons 研制成功的弹簧式圆锥破碎机,破碎机力矩输出以及一些运行参数的调整都是通过人工操作利用弹簧所具有的动力势能来完成的。自上世纪初圆锥破碎机问世到 80 年代中期,机械弹簧圆锥破碎机一直独领风骚,液压圆锥破碎机由于其自身技术的局限性一直处于相对劣势地位。


      随着液压技术以及计算机技术的飞速发展,液压圆锥破碎机开始走向前台。液压圆锥破碎机是以液压系统作为力矩输出和工艺调整机构的矿岩破碎机械,是破碎速度、破碎冲程和破碎腔型的完美组合。在上世纪 40 年代,美国阿利斯 - 卡尔莫斯首先制造了液压圆锥破碎机和液压旋回破碎机,这也标志着液压破碎机在世界范围内开始投入使用。液压控制相比于传统的弹簧机械式控制,其力矩输出更为线性、更加稳定,破碎力更强,破碎效果更好,而且结构简单,检修方便;采用特有的层压破碎原理,颗粒间的破碎使得成品粒型更漂亮,级配更合理;双保险控制的液压和润滑系统,确保了过载保护和良好润滑;此外,在电气单元控制下的液压机构更容易实现对各项运行参数的数字化和自动化调节。比如,美国 AC 公司生产的底部单缸液压圆锥破碎机,排料口便采用了自动化液压控制,可根据生产需要自动开闭调节排料口进行清腔。而原有的弹簧式圆锥破碎机由于其过铁保护行程小、定锥拆卸检修麻烦、破碎腔堵料难以清理、排矿口调节不便、不利于自动化控制等原因逐渐被淘汰。


      由于液压式圆锥破碎机明显的技术优势,世界各国的破碎机制造厂商纷纷开始投入各种液压圆锥破碎机的研究当中,生产了一些具有各自核心技术的液压破碎机设备产品。比如德国 Hum Boldt Wedag 公司自主研制的 H形中心单缸液压圆锥破碎机、日本神户制钢所生产的液压回旋破碎机等等。矿岩破碎属于高能耗、高磨损的生产过程,在世界能源短缺与提倡节能减排背景下,以“多碎少磨”为目标的高能圆锥破碎机成为当前液压破碎机发展的方向,要求圆锥破碎机可以破碎出更小粒级的原料。比如瑞典山特维克公司的 CH 系列、美国诺德贝格公司研制的多缸液压圆锥破碎机等都属于高能圆锥破碎机。随着我国采矿行业发展和基建工程的日渐增多,国内市场对于破碎机的需求量越来越大,引进的国外设备中以 HP 系列、CH 系列和 GP 系列液压圆锥破碎机为主。而国内厂商也不甘示弱,在对国外先进产品和技术进行吸收借鉴的基础上,开创了很多国产的液压圆锥破碎机品牌。目前国内比较常见的液压破碎机产品主要有:中意 HP 系列多缸液压圆锥破碎、山特维克多缸液压圆锥破碎、美卓 HP 多缸液压圆锥破碎机、美国阿利斯 - 卡尔莫斯公司研制的 H 系列圆锥破碎机、郑州矿山机械集团生产的 HPC 多缸液压圆锥破碎机等。


2 液压圆锥破碎机的发展趋势

      液压圆锥破碎机可分为多缸式和单缸式两种。多缸液压圆锥破碎机以诺德博格公司 HP 系列产品为代表,该设备采用了层压破碎原理,能在一定程度上实现选择性破碎,满足了“多碎少磨”的工艺要求。HP 系列多缸液压圆锥破碎机采用特殊破碎腔构造及与之相匹配的转

速,对不符合粒度要求的物料进行选择性破碎,以保持均匀的破碎粒度。HP 系列液压高效液压圆锥破碎机相比于弹簧片圆锥破碎机和一般液压圆锥破碎机,其性能优势还是非常明显的。


       主要体现在:破碎力强、生产效率高、易损件消耗少、设备运行成本低、易损件消耗少,很多易损件都采取了耐磨保护措施,可提高使用寿命 30%以上;层压破碎、成品粒形优异;生产适用性强,有多种破碎腔型可供选择使用;维修简便、操作使用方便。

      山特维克公司的 CH 系列圆锥破碎机是单缸液压圆锥破碎机比较有代表性的产品。该机对产品粒度大小的控制主要是通过调节排料口尺寸来实现的,主要依靠动锥弯曲和单向挤压破碎物料,其特点是深腔小啮角,小摆程和大底锥角。该产品是在美国 AC 公司第二代高能圆锥破碎机基础上融合料层破碎原理和静压理论改进而来的,其特点不仅是高能而且也采用了层压破碎,故称为高能层压圆锥破碎机。相比于多缸液压破碎机,单缸机设备结构更为简单,易损件寿命较长,设备故障率较低;但在破碎性能上有所不足,特别是在小粒度产品生产能力上有所不足。


      无论是 CH 型还是 HP 型液压圆锥破碎机,都有其各自的优点与不足,所以两者都有一定的市场,形成了齐头并进的发展趋势。因此,从设备的整体构造和使用性能来看,圆锥破碎机今后的发展方向就是吸收单缸机与多缸机各自的优点,设计出一种结构简单、性能优越,且具有较低故障率和较长使用寿命的新型液压圆锥破碎机。因此,今后液压圆锥破碎机设计的基本方向就是:高频摆、大摆程、大底锥角,且使三者达到最佳的匹配状态。对破碎机内部结构进行优化组合,采用层压破碎腔,再输入高能量。从控制形式来看,液压圆锥破碎机将配备更多的自动化控制功能,通过相应的液压执行机构和参数设定实现对破碎机摆程、摆频、加料与排料等工艺参数的自动化、数字化乃至智能化控制,提高生产效率和产品质量。


3 结语

目前,国内的液压圆锥破碎机制造厂商与国外的一些知名企业相比,在产品的性能、质量等方面还有较大差距,在自动化控制等方面仍待完善。通过引进国外先进设备及其技术,无疑对我国的破碎机制造以及选矿生产都具有很大的推动作用。液压圆锥破碎机的使用使矿

山企业原矿破碎的质量和生产效率得到显著提高,为选矿生产提供了设备与技术保障。


原文首发于《中国机械》2020年第五期

参考文献:

[1]郎世平.圆锥破碎机现状与发展创新[J].矿山机

械 ,2011(6).

[2] 郎宝贤 , 郎世平 . 液压圆锥破碎机现状与发展趋势 [J].

矿山机械 ,2009(23).

[3] 刘然 . 液压圆锥破碎机的现状与发展趋势 [J]. 科学技

术创新 ,2015(27).


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