旋回破碎机讲解

1、前言概述：早在1880年旋回破碎机就应用于工业部门。至今仍广泛的应用于大中型选矿厂及其它各工业部门，用于破碎各种不同硬度的矿石和岩石。在矿山工程和建设工程上，破碎机械多用来破碎爆破开采所的的天然石料，使之成为规定尺寸的矿石或碎石。在硅酸盐工业中，固体原料，燃料和半成品需要经过各种破碎加工，使其粒度达到各道工序所需要的尺寸，以便进一步加工操作。通常的破碎过程，有粗碎、中碎、细碎三种。其入料粒度和出料粒度，如表1所示。所采用的破碎机械相应地也有粗碎机、中碎机和细碎机三种。表1 物料粗碎、中碎、细碎的划分 （mm）类 别入料粒度出料粒度粗碎中碎细碎30090010035050100100350201

2、00515破碎机械常用的类型有：颚式破碎机、圆锥破碎机、旋回破碎机、锤式破碎机、辊式破碎机等。旋回式破碎机是利用破碎锥在壳体内锥腔中的旋回运动，对物料产生挤压、劈裂和弯曲作用，粗碎各种硬度的矿石或岩石的大型破碎机械。装有破碎锥的主轴的上端支承在横梁中部的衬套内，其下端则置于轴套的偏心孔中。轴套转动时，破碎锥绕机器中心线作偏心旋回运动它的破碎动作是连续进行的，故工作效率高于颚式破碎机 。到70年代初期，大型旋回破碎机每小时已能处理物料5000吨，最大给料直径可达2000毫米。 旋回破碎机用两种方式实现排料口的调整和过载保险：一是采用机械方式，其主轴上端有调整螺母，旋转调整螺帽，破碎锥即可下降或上

3、升，使排料口随之变大或变小，超载时，靠切断传动皮带轮上的保险销以实现保险； 第二种是采用液压方式的液压旋回破碎机，其主轴坐落在液压缸内的柱塞上，改变柱塞下的液压油体积就可以改变破碎锥的上下位置，从而改变排料口的大小。超载时，主轴向下的压力增大，迫使柱塞下的液压油进入液压传动系统中的蓄能器，使破碎锥随之下降以增大排料口，排出随物料进入破碎腔的非破碎物(铁器、木块等)以实现保险。一、旋回破碎机的工作原理。如图1所示。它的主要工作部件是可动圆锥（简称动锥）和固定圆锥（简称定锥）。它们之间形成的空间叫做破碎腔。1 动锥 2固定锥 3偏心套轴4圆锥齿轮副 5三角皮带轮图1 旋回破碎机简图主轴和动锥联为一

4、体，它的上端置于横梁铜套孔内，它的下端插在偏心轴套中。随偏心轴套的转动，动锥同主轴一起围绕破碎机中心线做旋摆运动。机器工作时，在破碎腔内，位于动锥向定锥靠近部位的矿石，由于受到挤压和弯曲作用而破碎；位于动锥退离定锥的部位，已经破碎了的矿石在自身重力的作用下排出。偏心轴套的转动是通过圆锥齿轮副和三角皮带轮，由电动机带动。旋回破碎机有三种类型：固定轴式、斜面排矿式和中心排矿式。由于前两种有许多缺点，所采用中心排矿式旋回破碎机。由于液压技术的应用，在普通旋回破碎机的基础上又出现了液压旋回破碎机。旋回破碎机的规格用给矿口宽度和排矿口宽度e表示。例如PXZ1400/170液压旋回破碎机表示给矿口宽度是1

5、400，跑矿口宽度是170，P代表破碎机，X代表旋回，Z代表重型。二、 液压旋回破碎机的构造图2是液压旋回破碎机构造图。它是由横梁部、中架体部、动锥部、偏心轴套部、机座部、传动部、液压油缸部和干、稀油润滑系统组成。图2旋回破碎机结构1、传动部破碎机是由电机驱动的，传动部将电机的动力经三角皮带、连轴器、传动轴、小圆锥齿轮传给大圆锥齿轮和偏心轴，从而使偏心轴旋转，带动动锥旋回运动；传动轴横放在机座内，轴架中装有衬套。2、机座部机座是整个破碎机的主体，安装在钢筋混凝土或钢制基础上，机座与中架体之间通过止口定位并用螺钉紧固。机座中心筒由四根筋板与机座联为一体，筋板与中心筒外面设有锰钢护板。以免落下的矿

6、石砸坏筋板和中心筒，中心筒内压配有大轴套，偏心轴就在此轴套中旋转。3、偏心轴套部偏心轴套装在中心套筒内的大铜套内，内表面铸满而外表面只浇筑3/4巴氏合金。为使巴氏合金铸牢，在偏心轴套内表面加工有密布的燕尾槽。在中心套筒与大圆锥齿轮之间放有止推圆盘。圆盘材料是35SiMn，用螺钉固定在大圆锥齿轮上，并与其一起转动。偏心轴套部结构如图3所示。图3偏心轴套部结构4、中架体部中架体由上下两部分环体组成，上下环体之间经止口相配，用螺栓固联，承载能力较好。架体内有四圈锰钢衬板，衬板和梁体之间浇筑一层锌合金，以增强衬板的强度和配合。中架体下部和机座相联，上部与横梁相接。5、横梁部横梁部主要是为主轴上端提供一

7、个支承点，主轴上端插入横梁的中心孔里。由于液压旋回破碎机的动锥采用底部液压油缸支承，其顶部支撑结构比普通悬挂式旋回破碎机要简单的多。横梁中心孔里装有锥形衬套，主轴上端插入锥形衬套锥形孔内。衬套的锥形孔正好能满足主轴作锥面旋回运动的要求。工作时，主轴轴头就在锥形衬套锥形孔中作旋摆滑滚运动。当调整旋回破碎机排矿口时，主轴轴头可以在锥形衬套里上下移动，为防止横梁被矿石打伤，横梁上设有护板。6、动锥部动锥是破碎机的主要部件，为防止磨损，在其外表面衬有可以更换的环形锰钢衬板，衬板与锥体之间浇注了一层锌合金，以增强衬板的强度和配合。锥体和主轴采用静配合，其间浇注锌合金。主轴的底端固联着上摩擦盘，上摩擦盘的

8、底面为凸球面，它和中摩擦盘的球面相配合。7、液压油缸部液压油缸安装在机座的底部，用螺栓联接。油缸体内的活塞上方安有中、下部两块摩擦盘，中摩擦盘用青铜制成，上面为凹球面，下面为平面，上面和联结于主轴底端的上摩擦盘相配，下摩擦盘固联于活塞上不转。中摩擦盘已小于上摩擦盘的转速转动。摩擦盘上具有相对运动的表面都开设一些油沟，以便对其进行润滑。油缸下部靠“YX”型密封圈和“Q”型密封圈密封；改变油缸的油量，能实现调整破碎机的排矿口。8、润滑系统旋回破碎机的主轴轴头与横梁中心孔衬套之间采用黄干油润滑，由专门的干油站或人工定时加入润滑脂。其它各摩擦表面采用稀油循环润滑。图4为液压旋回破碎机稀油润滑原理图。1

9、、2油箱 3、4、5、9、10、11截止阀6油泵 7电机 8冷却器 12过滤器图4 润滑系统原理图当润滑油从油箱经油泵6、截止阀5和4流出后，经过滤器12、截止阀9、冷却器8、截止阀10进入旋回机体；也可经过滤器12、截止阀11进入机体。进入机体油分成两路，如图4所示，一路进水平轴，润滑水平轴和青铜轴套，流回油箱；另一路从液压缸中部进入，先润滑三个摩擦盘，再沿主轴和偏心轴套之间间隙以及偏心套和固定衬套之间的间隙上升，同时润滑这两个表面；从偏心轴套内表面上升的油与挡油环相遇而溢至圆锥齿轮，经回油管流回油箱。从偏心轴套外表面上升的油至偏心轴的止推圆盘，润滑圆盘和大小齿轮后也经回油管流回油箱。9、液

10、压系统液压系统由单级叶片泵、单向阀、溢流阀、单向节流阀、截止阀、蓄能器和油箱组成，如图5所示。蓄能器起保险作用，内部充气压力为1.5MPa；单向节流阀起过铁动作块复位动作慢的作用，以减轻复位时对破碎机的强烈冲击。图5液压系统示意图在破碎机开动之前，首先泵向油缸内充油。其次序是：首先打开截止阀6，关闭截止阀11，启动油泵，当油压达到0.8MPa时，动锥开始上升；当动锥升至工作位置之后即可关闭截止阀6，同时停止油泵，液压系统的压力仍保持近0.8MPa左右。破碎机开动之后，由于批碎矿石，这是系统油压可达1.11.5MPa。当非破碎物落入破碎腔时造成破碎力增强，系统油压也随之增加，油缸内油被挤入蓄能器

11、中（此时油缸的油压和蓄能器的气压均在1.52.1MPa之间波动），排矿口增大，非破碎物排出；非破碎物排出之后，由于蓄能器单向节流阀的作用，动锥比较缓慢的复位。如果非破碎物尺寸过大而不能通过派矿口排出时，油压可达2.12.2MPa，此时通过电接点压力表的作用便自动停机。三、 偏心轴套的设计与材料改进 1、偏心轴套上端的轴向定位开始设计是采用图6所示的结构，因为是圆锥齿轮传动，在圆锥齿轮转动时会产生一个轴向力，如果用图6所示的结构就不能解决轴向定位，齿轮会带动偏心轴套及轴一起向上移动。因此，采用图7所示的结构，用一个端面轴承来支撑到偏心周套的上端，从而使圆锥齿轮转动是产生的力通过端面轴承传给机架，

12、就解决轴向定位，齿轮就不会带动偏心轴套及轴一起向上移动。图6 偏心轴套上端的轴向定位图（1）图7 偏心轴套上端的轴向定位图（2）2、偏心套材料的改造液压旋回破碎机是铁矿矿石站系统中粗破碎设备,它的运转好坏直接影响到矿石的发出。然而该设备的心脏部件的偏心套在破碎岩石时，承受着极大的冲击载荷，在长期承受过重的冲击载荷后，原设计偏心套的巴氏合金脱落现象严重，磨屑堵塞油路，回油管路中存在着大量巴氏合金碎屑，润滑油温急剧升高，加速了偏心套的损坏，偏心套的使用周期很短，尤其在经过过铁之后更容易损坏，直接影响了生产计划的完成。针对上述现象的发生，我们努力寻找新的材料解决这一问题。通过市场调研，我们找到了一种

13、新的耐磨耐压材料，改性尼龙材料与钢体复合制作的偏心套替代巴氏合金浇灌的偏心套，很好地解决了旋回破碎机上的难题。偏心套的使用寿命得到了提高，创造了很好的经济效益和社会效益。图8 偏心套2.1 存在的问题 液压旋回破碎机中使用的偏心套(见图8)原采用由钢质基体内外浇灌巴氏合金做的。当轴套经受到冲击负荷的作用时，易形成裂缝(龟裂而受力时裂纹延伸)和剥落，当轴承经受静负荷的作用时，工作情况较好。它的这种性能是由材料本身化学成份(见表2)所决定的。 合金牌号合金代号主要化学成份%锑铜铅锡铅锑轴承合金ZChPbSb16-16-215.017.01.52.0其余15.017.0由表2中所列的化学成份可以看出

14、，巴氏合金的主要成份是铅。也就是说它的基体是金属铅，纯铅的硬度和强度都很低，虽然在合金中加入了其它元素锑和锡，少量的锡和铅的固溶体及锡和锑的化合物，它们虽然提高整体合金的性能，但是还不能很好地解决该牌号合金在受到冲击负载时，铅很容易自耐磨层中被挤压出来，特别是虽然它的化学成份设计得非常理想化，但在铸造这种偏心壁厚不均匀的大型铸件，实际的效果很难达到理想水平，因此使用时受到过大的冲击载荷（过铁），它的缺点就更为突出。 旋回破碎机的碎石过程是由电动机经皮带轮和圆锥齿轮带动偏心套转动。当偏心套转动时就带动破碎圆锥绕破碎机中心作旋摆运动，从而使破碎圆锥表面时而靠近时而离开固定锥表面。使给入破碎腔内的物

15、料不断受到挤压和弯曲作用而被破碎。从运转过程分析看偏心套内壁径向受力非常不均(见图3)，只有1/3部位以上受力、冲击、挤压力非常大。设计者原采用硬的钢轴与软的巴氏合金配合做摩擦体的设计观点是对的，但是，在挤压、冲击力过大的情况下，巴氏合金抗压强度较低，容易发生压皱甚至合金从轴承中被挤压出来，当受到冲击载荷时，它的冲击韧性低，易形成裂缝和剥落。 为了解决上述问题，我们尽力在市场上寻找一种可适合的材料来解决这一问题。通过市场调研，我们决定采用国内新兴的高抗冲击耐磨高分子材料改性铸型尼龙替代巴氏合金做偏心套耐磨合金。在选择这种新材料时，我们首先对材料的性能进行论证和可行性分析。2.2、计算平均压强P

16、m，滑动速度V，PmV值通常在设计滑动轴承时，要计算平均压强Pm、PmV值、滑动速度V是否低于许用值。表3 Pm、PmV值、v值和摩擦系数的比较材料许用平均压强Pm许用滑动速度V(m/s)许用PmV值(MPa m/s)摩擦系数无润滑润滑巴氏合金2050100.2800.005改性尼龙1057120.0800.015从表3，我们可看出改性尼龙的PmV(标准值)略大于轴承合金的PmV值，也就是说单位面积的负载Pm和表面速度V两者的乘积PmV值可用来决定使用的极限。在特定条件下，其材料的PmV值是常数，工件的滑动速度的变化对PmV值影响远比压力Pm敏感。PmV值过大，易导致轴套升温，在低速重载时采用

17、尼龙轴套优点突出。但是从表3可知改性尼龙的许用平均压强Pm 和许用滑动速度V都低于巴氏合金。下面我们计算偏心套的平均压强Pm，滑动速度V，PmV值是否满足使用要求： 首先我们选取一下破碎机的一些参数;电动机功率P=400千瓦，电动机转速n1=590转/分，小皮带轮直径D1=630毫米，大皮带轮直径D2=1350毫米，小齿轮齿数Z1=22，大齿轮齿数Z2=55，大齿轮分度直径D大齿轮直径=1482.875毫米。破碎机传动简图；电动机小皮带轮轮大 皮带 轮小齿轮大齿轮偏心套图9（1）、计算大齿轮转速n2i= n1/ n2= D2 Z2/ D1 Z1=（551350）/（22630）=5.36n2=

18、 n1/ i=590/5.36=110.13（2）、计算偏心套的正压力F偏心套电动机的转矩 T=9.55106400/590=6.47106Nm大齿轮的转矩 T大齿轮= Ti=6.471065.36=34.725106Nm大齿轮圆周力F大齿轮=2 T大齿轮/D大齿轮直径=234.725106/1482.875=46.8KN设传动效率为=0.9F偏心套=(F大齿轮D大齿轮直径/2)/20=(46.81482.875/2)/200.9=1561.46KNF大齿轮F偏心套22.51mm大齿轮受的力传到偏心套受力图图10（3）、计算内径轴套平均压强PmPm= F偏心套/B内d内=1561.46103/

19、(1195700)=1.866MPB内内径轴套长度d内内径轴套直径（4）、计算内径轴套滑动速度VV=(d内n)/(601000)=(3.14700110.13)/ (601000)=4.03m/s（5）、计算内径轴套的PmV值PmV=PmV=1.8664.03=7.519 MP m/s内径轴套的平均压强Pm，滑动速度V，PmV值均远低于改性尼龙的三个许用值（表3），因此内径轴套采用改性尼龙轴套，可以满足使用要求。我们再计算外径轴套的三个许用值（6）、计算外径轴套平均压强PmPm= F偏心套/B外d外=1561.46103/(1365900)=1.271MPB外外径轴套长度d外外径轴套直径（7）

20、、计算外径轴套滑动速度vV=(d外n)/(601000)=(3.14900110.13)/ (601000)=5.187m/s（8）、计算外径轴套的PmV值PmV=PmV=1.2715.187=6.593MP m/s外径轴套的平均压强Pm，滑动速度v，PmV值均远低于改性尼龙的三个许用值（表3），因此外径轴套采用改性尼龙轴套，可以满足使用要求。因此PX1400/170破碎机的偏心套采用改性尼龙衬套可以满足使用要求。2.3、改性尼龙材料与巴氏合金两种材料的性能比较 表4 两种材料的性能比较材料名称机械性能抗拉强度(MPa)屈服强度0.2(MPa)延伸率(%)冲击强度缺口ak(kJm2)抗压屈服强

21、度bc(MPa)布氏硬度HB巴氏合金78-98780.29029改性尼龙947885.379025（1）、从表4可以看出作为常规机械性能的抗压强度，延伸率和冲击强度值，改性铸型尼龙优于巴氏合金，硬度相当，巴氏合金的屈服强度几乎就是抗压强度，延伸率为0.2，说明巴氏合金的塑性远远低于改性铸型尼龙，而偏心套的耐磨层就需要塑性较好的耐磨材料。巴氏合金在受压时的破坏形式是粉碎状，说明巴氏合金变形成粉沫，而资料介绍改性铸型尼龙却一点不损坏或刚到损坏边缘。 （2）、改性铸型尼龙的冲击值远远高于巴氏合金，在有冲击载荷的条件下，改性尼龙材料的承载能力优于巴氏合金。（3）、在轴与偏心套间产生冲击时，巴氏合金破裂

22、剥离，但是铸型尼龙比金属材料有更好的弹性，所以尼龙不易破损。 2.4 改性尼龙与巴氏合金的摩擦比较 表5 两种材料的摩擦比较材料摩擦系数无润滑无润滑巴氏合金0.2800.005改性尼龙0.0800.015由表5分析对比可看出铸型尼龙替代巴氏合金作偏心套的耐磨层使用是可行的。 四、 液压旋回破碎机的常见故障及排除方法（见表6）表6 旋回液压破碎机在运转中常见故障、原因和排除方法故 障原 因 分 析排 除 方 法1.油泵装置产生强烈的敲击声1）油泵与电动机安装的不同心2）半联轴节的销槽相对其搪孔轴线产生很大的偏心距3）联轴节的胶木销磨损1）使轴线安装同心2）对焊销轴，销加工至原尺寸3）更换新胶木销

23、2.油泵发热（温度超过60）稠油过多更换润滑油3.油泵工作，但油压不足1）吸入管堵塞2）油泵齿轮磨损3）压力表不精确1）清洁油管2）更换油泵3）更换压力表4.油泵工作正常，压力表指示正常压力，但油流不出来1）回油管堵塞2）回油管坡度小 3）稠油过多4）油温过低1）清洁回油管2）加大坡度3）更换比较稀的油4）加热油5.油流指示器中没有油或油流中断，油压下降1）油管堵塞2）油的温度低3）油泵工作不正常1）检查和疏通油路系统2）加热油，油流未连续地通过油流指示器不应启动破碎机3）修理或更换油泵6.装在冷却过滤器前后的压力表指示的压力差不符合设计要求过滤器的滤网堵塞清洗过滤网7.在循环油中发现硬的掺合

24、物1）滤网撕破2）油未通过过滤器1）修补撕破地方或更换新滤网2）切断旁路，使油通过过滤器8.流回的油量减少，油箱装的油也明显减少1）油从碎矿机下部漏掉2）由于排油沟堵塞油从密封圈漏出1）停止破碎机工作，检查和消除漏油原因2）调整给油量，清洁或加深排油沟9.冷却器前后油流温差过小循环冷却水不足开大水阀，正常给水10.冷却水前后水与油的压力差过大1）散热器堵塞2）油的温度低于许用值1）清洗散热器2）将油加热到正常温度11.从冷却器出来的油温度超过501）没有冷却水或水量不足2）冷却系统堵塞1）通入冷却水或开大水阀正常给水2）清洗冷却器，疏通管路12.回油温度超过60 偏心轴套中摩擦面产生有害摩擦停

25、止破碎机，拆开检修偏心轴套，消除温度增高原因13.润滑传动轴的油流回油温度超过60轴承散热面不足或间隙不当或轴承损坏停止破碎机，拆开检查14.随着回油温度升高，油路的油压也增高油管或破碎机零件上的油沟堵塞停止破碎机，找出温度升高原因，并消除之15.油箱中发现水或水中发现油1）冷却水的压力超过油的压力2）冷却器中水管局部破裂，水渗入油中1）调整水压，使它比油压低4.9104Pa2）检查冷却器中的水管联接部，补焊裂缝16.润滑油被灰尘弄污防尘装置未起作用拆开破碎机清洗检修防尘密封装置，换油并清洗油路17.发生强烈霹裂声后，动锥停止工作而皮带轮继续转动主轴折断拆开破碎机，找出破坏原因，换装新主轴18

26、.破碎时产生强烈的敲击声动锥衬板松弛拧紧压紧螺帽，装好锁紧销，当注锌剥脱时还得重新浇注19.液压油泵开动而动锥不上升1）油泵内间隙大，打不上油2）油泵打不出油，滤网堵塞 3）电磁阀锁不住，漏油4）溢流法泄漏1）检修或更换油泵2）清洗或更换吸管过滤器滤网3）检查或更换电磁阀4）清洗或更换溢流阀20.液压油箱中的油1）管路有泄漏2）活塞密封圈磨损、损坏，油漏入润滑系统1）检查、修理漏油点2）更换液压密封圈五、液压旋回破碎机技术操作规程1、主要技术参数(参看设备说明书及设计工艺参数)2、开车前的准备工作2.1开车前应具备的工艺条件1)采场供矿正常。2)液压系统工作正常，且液压空载压力达到0.8Mpa

27、蓄能器充气压力达到1.5Mpa。3)润滑系统能正常工作。4)干油站能正常工作。5)报警及自动控制系统处于完好状态；联系信号准确无误。6)除尘风机能正常工作。7)供电、供水正常。8)下道工序板式给矿机及带式运输机开车正常。9)得到调度及值班工长的开车指令。2.2开车前的检查工作1)查阅上一班交班记录，了解上一班生产情况，弄清应启动设备的技术状况。2)检查破碎腔、排矿口是否卡死。3)检查衬板、机座，电机轴承座等各部位螺丝是否松动或断裂。4)检查各油箱内的油位和油温是否正常。若润滑油油温低于20，则要加热，使之达到20以上。检查油质是否符合要求。5)检查各油管是否漏油。6)检查冷却水压是否能满足要求

28、7)检查通风防尘系统是否正常。8)检查设备的磨损情况。3、 破碎机的调整(排矿口的调整)(1)所有的调整都是在破碎机空转或停机状态下进行，千万不要在负荷运转时调整。(2)启动液压油泵。(3)根据破碎产品粒度的粗或细，而分别提升或下降破碎机动锥，直至调整到所要求的排矿口。(4)停止液压油泵。4、破碎机的开车顺序(1)接到开车信号，在确认破碎机正常以及下道作业开车正常之后，方可返回开车信号。(2)启动润滑油泵(润滑油温必须高于20，方可启动油泵)。(3)若启动润滑油泵之后，油温高于43，则油泵启动后，必须打开冷却水。若启动油泵之前，油温较低，那么在主机启动之后，再打开冷却水。(4)用手动干油泵给横

29、梁铜套加油，每班3次。(5)启动除尘风机，打开除尘冷却用水。(6)待油温、油压正常，通知控制室启动主机。5、破碎机运转过程中应注意的事项(1)经常观察破碎腔，看是否存在过大的非破碎物，若存在过大非破碎物，应停止给矿，迅速排除过大物。(2)检查衬板是否松动，每班l2次。(3)经常检查液压管路是否漏油，蓄能器工作压力是否正常。(4)检查润滑油管路是否畅通，有无漏油现象，每班3次。(5)检查传动轴是否漏油，是否有异常声响，每班至少3次。(6)每1小时，做1次巡回检查，检查项目如下1)供油温度不超过40，正常油温为4050，最高不能超过60。2)各油箱油位是否正常，回油内是否有杂物：油泵运转是否正常，有无异常声响或漏油。3)冷却水是否充足，循环水泵工作是否正常。4)主电机轴承座是否渗油，其温度是否正常，有无异常声响。5)检查除尘风机供水是否正常。6、停车顺序(1)计划停车1)停止给矿。2)破碎机工作到破碎腔内完全没有物料时，停止主电机。3)停止润滑油泵，关闭冷却水。4)停止除尘风机，关闭除尘冷却用水。(2)事故停车1)遇事故停车，必须查明原因，排除故障之后，才能再次启动破碎机。2)破碎机突然停车或跳闸之后，必须将破碎机电源开关拉掉，使之处于断电状态。3)若因停电等原因造成物料被卡死在破碎腔中时，开车前应按下列步骤清理破碎腔。启动破碎机