华北理工选矿学教案01破碎与磨矿-6破碎设备

PAGE课程名称：《破碎与磨矿》第6讲次摘要授课题目（章、节）破碎与破碎设备第三节破碎设备本讲目的要求及重点难点：【目的要求】通过本讲课程的学习，了解破碎设备的分类，掌握几种常用破碎机的特点。【重点】破碎设备的分类、几种常用破碎机的特点。【难点】颚式破碎机、圆锥破碎机和旋回破碎机的特点内容【本讲课程的引入】通过前面的学习，我们知道了破碎原理及理论，但是，用来破碎的设备都有哪些呢？【本讲课程的内容】破碎设备已在越来越多的行业中得到广泛应用。随着科学技术的发展，各种新型、高效的破碎设备比在逐渐出现并开始应用，在工业中应用的破碎设备种类繁多，其分类方法也有多种，按照使用的粒度范围可将破碎设备分为破碎机与磨矿机两大类。两者的根本区别是：破碎机的破碎部在工作中不直接接触．破碎面之间总有一间隙。破碎物料就夹在这些间隙中；而磨碎机的工作部件(或介质)相互接触，工作时可能被物料隔开。另外，破碎机比磨碎机的产物粒度大，破碎机可按工作原理和结构特征划分为：颚式破碎机、圆锥破碎机、辊式破碎机和冲击式破碎机。图1-48为主要类型破碎和磨碎设备的原理示意图。磨碎设备将在下章中讲述。目前，国内大多数金属矿石选矿厂，主要还是采用颚式破碎机、旋回破碎机和圆锥破碎机等常规破碎设备。破碎机的型号和规格，主要根据所处理的矿石性质、选矿厂的规模以及厂址地形等条件，综合比较确定。一般处理中硬以上矿石时，粗碎应用颚式破碎机或旋回破碎机；中硬以下或片状、易脆矿石，可用具有冲击作用的反击式破碎机。选矿厂规模较大、山坡建厂者，宜用旋回破碎机；选矿厂规模小、平地建厂以及矿石中粘性物料多者，可用颚式破碎机；中细碎多采用圆锥破碎机，少数采用辊式破碎机。下面分别介绍每种设备：一、颚式破碎机颚式破碎机(出现于1885年)俗称“老虎口”，是历史悠久的破碎机之一，至今仍是破碎硬物料最有效的设备。它具有结构简单、工作可靠、使用和维护方便等优点，在冶金、建筑、交通及化工等工业部门中得到广泛应用。物料在颚式破碎机中的破碎是在两块颚板之间进行的。破碎机的可动颚板绕悬挂轴或可动轴对固定颚板作周期性地靠近和离开运动。当可动颚板靠近固定颚板时，位于两颚板间的物料受以挤压为主的作用力而破碎；当可动颚板离开固定颚板时，已碎物料在重力作用下由破碎机排料口排出。颚式破碎机的规格以给料口宽度B和长度L来表示，即B×L(mm)。通常按给料口的宽度B的大小把颚式破碎机分为三类：大型颚式破碎机(B≥600mm)；中型颚式破碎机(300≤B＜600mm)，小型颚式破碎机(B＜300mm)。国产颚式破碎机的技术特征见表1—13。表1-13颚式破碎机主要技术特征类型规格给料口尺寸推荐的给料最大粒度/mm偏心轴转速/r·min-1主电动机功率/kW处理能力/t·h-1宽/mm、长/mm、简摆式900×12001200×15001500×21009001200150012001500210075010001250180135100110180280140~200250~350400~500复摆式400×600500×750600×900900×12001200×15001500×2100400500600900120015006007509001200150021003404005007501000125029027025022519016030558011020031012~3335~8075~200180~360325~525580~815注：表中的处理能力是指破碎堆密度为1.6t/m3的硬物块的处理能力目前广泛应用的颚式破碎机有简单摆动颚式破碎机和复杂摆动颚式破碎机两种。1．简单摆动颚式破碎机图I—49为国产1500×2100型简单摆动颚式破碎机的构造图。图中固定颚板1又是垫架甲前壁，可动颚板2悬挂在悬挂轴11上，两块颚板上均镶有破碎齿板3和4。在垂直连杆7的下部装有前、后肘板8和9。当传动飞轮5带动偏心铀6旋转时，垂直连杆作上下运动。当连杆向上运动时，肘板8推动可动颚板2向固定罚板1靠近，后肘板9一端支承在肘板支座10上，另一端则支承在调节楔块16的肘板座中。此时，在固定颚板1和可动颚板2以及侧衬板构成的破碎腔内的物料即被破碎。当连杆向下运动时，可动颚板迟到起始位置，破碎产物经排料口自动排出。颚式破碎机的偏心轴是它的传动轴。由于偏心轴的偏心作用，传动轴每转一圈，垂直连杆就上下运动一次，同时可动颚板也就完成向前和向后备摆一次的动作循环，破碎腔内的物料也就被破碎并排出，这一过程叫做颚式破碎机的工作行程。可动颚板向后退回的过程称为空转行程，可动颚板向前靠近固定颚板的过程称为破碎行程。空转行程与破碎行程的时间各占一半。可见，简摆式破碎机的工作时间并没有充分应用于破碎物料。后来，随着新材料、新工艺的发展，出现了一种结构更简单，而生产能力更大的颚式破碎机，即复杂摆动颚式破碎机。2．复杂摇动颚式破碎机复杂摆动颚式破碎机的结构如图1-50所示。比较图1—49和图1—50可知，复杂摆动颚式破碎机较简单摆动颚式破碎机少了一根可动颚板的悬挂轴；可动颚板与连杆合为一个部件，没有垂直连杆；肘板也只有—块。可见，复摆式破碎机的构造比简摆式破碎机的构造简单。但可动颚板运动却复杂了，当破碎机工作时，飞轮8带动偏心轴6转动，由于偏心抽的偏心作用，悬挂在它上边的可动颚板2在肘板9的制约下，相对于固定颚板往复地做一种复合摆动运动。实际上，复摆式可动颚板的运动相当于简摆式破碎机中垂直连杆的运动。当可动颚板2靠近固定颚板3时，物料被破碎。在破碎过程中，当可动颚被推向前方时，拉杆12末端的弹簧13即受压缩，由于弹簧企图恢复原状，因此可以帮助可动颚板后退至原来位置。水平拉杆的作用还在于阻止当可动颚板作返回运动时肘板9不致脱落。常规破碎机诽料口调整比较困难的缺点。二、圆锥破碎机和旋回破碎机圆锥破碎机和旋回破碎机都是连续工作的破碎设备。它们是借助于旋摆运动的圆锥面，周期地靠近固定锥面，使夹于两个锥面间的物料受到挤压和弯曲来达到破碎的目的的。旋回破碎机和圆锥破碎机的结构及工作原理示意图见图1-51和图1-52。（1）旋回破碎机旋回破碎机主要由机架、活动圆锥、固定圆锥、主轴、大小伞轮和偏心套筒等组成。活功圆锥的主轴支承在横梁上面的固定悬挂点A中，主轴下部置于偏心套简内。偏心套筒转动时，使锥体绕中轴连续地偏心旋回运动。活动圆锥靠近固定圆锥时，矿石受到挤压而破碎；离开时，破碎产品靠自重经排矿口排出。我国生产的旋回破碎机为中心排矿式旋回破碎机，破碎比为3～5。排矿口的大小利用主轴上端的锥形螺帽调整。螺帽顺转或反转，使活动圆锥体上升或下降，从而减小或增大排矿口。通过装在皮带轮上的四个保险轴销来实现保险。这种保险装置虽然很简单，但可靠性差，现在多数利用电流过载保护装置。活动圆锥和固定圆锥表而敷设锰钢衬板，磨损后可以更换。旋回破碎机的规格是以最大给矿口宽度(B)来表示的。旋回破碎机工作平稳、生产率高、易于启动、破碎比大、产品粒度均匀，同时可以挤满给矿，辅助设备少，可广泛用于粗碎、中碎各种硬度的矿石。其缺点是构造复杂、机身较高、基建投资大。（2）中、细碎圆锥破碎机用于中碎的圆锥破碎机称为标准圆锥破碎机；用于细碎的圆锥破碎机称为短头圆锥破碎机；居于上述两者之间的称为中型圆锥破碎机。圆锥破碎机的结构及工作原理示意图见图1-52。中、细碎圆锥破碎机的工作原理与旋回破碎机的工作原理基本相同，但结构上有如下区别：1）中、细碎圆锥破碎机的活动圆锥和固定圆锥都是正方的截头圆锥，圆锥形状缓倾，破部腔中存在一个平行区，适应了控制排矿粒度均匀的要求；而旋回破碎机的圆锥形状是急倾斜的、活动圆锥正立，固定圆锥倒立；2）中、细碎圆锥破碎帆的活动圆锥支承在球面轴承上；而族回破碎机的活动圆锥则悬挂在机体上部的横梁上；3）中、细碎圆锥破碎机的机架由上、下两部分组成，其间用螺栓联接，在螺栓上套有弹簧，借助附有手柄的铰杆和铰链，可使固定圆锥上升或下降，从而调节排矿口的大小；而旋回破碎机则利用主轴广端螺帽，调整悬挂活动圆锥上下，从而调节排矿口大小；4）中、细碎圆锥破碎机有弹簧保险装置，可靠性好。当破碎腔中进入非破碎物时，支承在弹簧上面的固定圆锥(调整环)和鲁部机架(支承环)同时向上抬起，使弹簧压缩，排矿口增大，从而使非破碎物从排矿口排出，避免机器损坏。然后，支承环和调整环借助弹簧的弹力，恢复原位。中碎和细碎圆锥破碎机的结构基本类似，只是标准型给矿口大，平行区短；短头型给矿口小，平行区长；中型则居中。中、细碎圆锥破碎机的规格用活动圆锥的底部直径表示。中、细碎圆锥破碎机生产能力大、功率消耗低、破碎比大(i＝4～5)、产品粒度均匀，目前广泛用于各种硬度矿石的中碎和细碎，但不宜处理粘性物料。三、辊式破碎机辊式破碎机基本结构与工作原理见图l-53。辊式破碎机的工作部分是两个相对回转的辊子。辊子表面可以带齿牙，称为齿辊式破碎机。按齿辊数目，齿辊式破碎机可分为单齿辊破碎机、双齿辊破碎机与多齿辊破碎机。辊子如为光面的称为光辊式破碎机，它以挤压破碎为主，兼有研磨作用。齿轴式破碎机的工作原理如图1-53所示。双齿辊破碎机由两个相对回转的齿辊组成；单齿辊破碎机由一个旋转的齿辊和一个弧形的破碎板组成。齿辊转动时辊面上的齿牙可将矿石咬住并加以劈碎。给料由上部给人，破碎后的产物随着齿辊的转动从下部排出。辊式破碎机的规格以辊子的直径D与长度L表示，即D×L(mm)。在一定条件下，破碎机辊子越长，生产能力越大。但是，将辊子做得过长是不合理的，因为辊子沿轴线方向磨损不均匀。一般来说，齿辊式破碎机长度与其直径的关系为A＝(1～1.3)D。光辊式破碎机用于硬物料破碎，其辊子长度一般小于直径。齿辊式破碎机的特点是能耗小，产品多呈立方形，过粉碎程度低，单齿辊破碎帆的辊齿比双齿辊破碎机的辊齿长。规格相同的单齿辊破碎机的给料粒度大，适用于粗碎；双齿辊破碎机生产能力较高，常用于中碎。1．齿辊破碎机的构造图1-54为双齿辊破碎机的结构图。它由一对同步反向回转的齿辊、机架及传动机构等部件组成，机架1由型钢焊接而成，固定齿辊2安装在机架的同定轴承3上，可动齿辊4安装在可动轴承上，可动轴承可以在固定于机架k的轴承座6上滑动，利用弹簧7将可动轴承压紧。电动机通过皮带轮8和传动齿轮9、10使固定齿辊转动，利用连动动齿轮对11使固定齿辊和可动齿辊相对回转。破碎原料从上方给入，经齿辊轧碎后，从下面排出。破碎产物的粒度，由两齿辊面之间的间隙决定。图中的弹簧7是保险装量，当大块物料或坚硬物料落到破碎腔中不能被轧碎时，齿辊受力增大，可动齿辊就可以向左移动，通过可动轴承5压缩弹簧7，增大两个齿辊间隙以排出硬物，然后借弹簧的恢复力位可动齿辊回到原来的位置。单齿辊破碎机的结构如图1-55所示。其工作原理是，矿石给到破碎板和齿辊中间，当齿辊作逆时针回转时，矿石在破碎胶上部被长齿轧碎，破碎后的煤块继续落在破碎腔的下部，进一步被齿辊轧碎，破碎产物从下部排出。2．齿辊破碎机的特征及其比较国产齿辊式破碎机的技术特征见表1-14。表1-14齿辊式破碎机的技术特征主要项目单齿辊破碎机双齿辊破碎机450×450550×6001100×2550450×500600×750900×900齿辊直径/mm4505501100450600900齿辊长度/mm4506002550500750900齿辊转速/r·min-1656014645037.5最大给料粒度/mm200200300200600800排料粒度/mm0~250~250~2000~1000~1250~150处理能力/t·h-16125560~125125~180/m3·h-1120电动机功率/kW102050112230外形尺寸1708×16772277×19656930×33851430×14632780×31654200×3205（长×宽×高）/mm×1010×1735×1735×816×1392×1895重量/kg25004000268803278600011930单齿辊破碎机与双齿辊破碎机的比较见表1-15。在齿辊尺寸相同时，单齿辊破碎机所允许的给料粒度大，但生产量小，单位处理能力的动力消耗多。只有当破碎原料的粒度很大时，才采用单齿辊破碎机，否则宜采用双齿辊破碎机。通常齿辊式破碎机的破碎比可达l0～15。表1-15单、双齿辊破碎机的比较机型辊子尺寸辊子转速/r·min-1入料粒度/mm产物粒度/mm处理能力/t·h-1电机功率/kW机重/t外形尺寸直径/mm长度/mm长/mm宽/mm高/mm单齿破碎机9009003660010060205.8292722001340双齿破碎机90090037.5360100120~15023.510.8420032051895为了满足大破碎比的要求，美国雷克斯诺德公司研制了四齿辊破碎机，如图1-56。四、冲击式破碎机冲击式破碎机见图1-57，可分为锤式破碎机和反击式破碎机。冲击式破碎机有一个高速旋转的转子，上面装有冲击锤。当物料进入破碎机后，被高速旋转的锤子击碎或从高速旋转的转子获得能量，高速抛向破碎机壁或特设的硬板而被击碎。两种破碎机的破碎方式都是冲击破碎，所不同的是反击式破碎机中，物料受到多次的反复冲击而破碎，具有高频冲击的特点。两种破碎机的破碎比都很大，适合于破碎脆性软物料。1、锤式破碎机锤式破碎机是利用高速回转锤子的打击作用而进行破碎的，如图1-58所示，工作时，铰接的锤头高速回转，对给入的大块物料进行打击，并使其抛向机体内壁的承击板上，在承击板上，物料进一步冲击破碎后，落到下面的蓖条上，粒度合格的产物从篦条缝隙中排出，篦条上的物料继续被锤头打击、挤压或研磨，直至全部透过篦条为止。锤式破碎机又可分为两类：单转子锤式破碎机和双转子锤式破碎机。锤式破碎机的规格用转子工作直径D和转子长度L表示，即D×L，单位为mm。锤式破碎机具有结构简单、机器紧凑、处型能力大、破碎比大以及功率消耗小等优点。其主要缺点是物料含水分过高时局堵塞蓖条缝和锤头磨损较快。图1—58所示的是我国生产的φ1600×1600单转子不可逆锤式破碎机的结构图，该机器由传动装置、转子、格筛和机架等部分组成。表1-16国产单转子锤式破碎机的技术特征规格PCB600×600PCB800×600PCB1000×800φ1600×1600转子直径/mm60080010001600转子长度/mm6006008001600转子转速r·min-11000980975585最大给料粒度/mm1000200200350排料粒度/mm<35<10<13<20处理能力/t·h-112~1518~2425~65300锤头总数/个20364840电动机功率/kW18.555115480设备重量/t1.22.535.0526.60外形尺寸1055×1020×1122①1495×1678×1020①3514×2230×15156015×3364×2700（长×宽×高）/mm2、反击式破碎机反击式破碎机的基本结构如图1-59所示。它与锤式破碎机的主要区别为：①反击式破碎机有反击板和较大的破碎腔，物料的破碎不仅靠锤头的冲击，更主要的是利用物料与反击板或物料与物料之间的反复冲击；②反击式破碎机的锤