PE1200×1400复摆颚式破碎机研究与应用_郑景盛.pdf

铜业工程 COPPER ENGINEERINGTotal 179No.1 2023总第179期2023年第1期引文格式引文格式：郑景盛,吴果蕾,朱巧霖,于虎,段伟杰,江帆.PE12001400复摆颚式破碎机研究与应用J.铜业工程,2023(1):132-135.PE12001400复摆颚式破碎机研究与应用郑景盛，吴果蕾，朱巧霖，于虎，段伟杰，江帆（江西铜业股份有限公司城门山铜矿，江西 九江 332200）摘要：城门山铜矿选矿厂破碎系统中，颚式破碎机因设计不合理，破碎效果差，设备运行状态检测能力弱，颚破腔堵斗现象时常发生，排矿口调整困难。通过对颚式破碎机动颚运动轨迹、齿板结构形式、破碎腔型、排矿口调整装置、设备运行监测进行研究，解决了颚式破碎机经常性堵斗、排矿口调整困难等问题。关键词：颚式破碎机；堵斗；齿板；排矿口；破碎腔doi：10.3969/j.issn.1009-3842.2023.01.017中图分类号：TD451 文献标识码：A 文章编号：1009-3842（2023）01-0132-041 引言城门山铜矿选矿厂使用的PEJ 12001500简摆颚式破碎机是1997年投产时引进的设备，为沈阳重工20世纪90年代的产品，使用时长已达22年，设备老化严重，智能化程度低。近年来，随着矿山原矿中难碎块矿逐年增加，导致颚破台效下降，已经严重制约了生产。目前采用延长开机时间的方式来确保生产供矿所需，由此也造成了选矿能耗的增加，且大幅影响了给矿系统的效率。随着该矿坑内开采向下延伸，矿石硬度也逐渐增加，目前矿石硬度普氏系数f 1为12.819，较之前提高了 59%，导致颚破在现有的工况条件下破碎能力日益吃力，破碎效率越来越低，直接影响了矿山的生产效益。针对目前城门山铜矿的生产需求，结合现场工况条件，通过将原有破碎机改造，安装 PE 12001400 型复摆颚式破碎机，取得了较为满意的使用效果。2 存在的问题（1）原有的简摆颚式破碎机使用的是结构形状为平滑表面的齿板，相对于矿石硬度系数及块矿数量逐年增加的趋势，破碎能力略显不足；（2）传统非称给料破碎腔配合其往复运动实现进料和破碎物料的方式，易导致开机运行过程中颚破腔出现堵塞，造成设备故障；（3）原有排矿口调节方式采用在肘板座后方插入厚度不同的垫块来调节大小，这种调节方式操作难度大，且耗时较长，也无法将排矿口大小调整至最适合的精准状态；（4）原有颚破启动方式采用水电组软启动，这种启动方式存在动力不足的问题，需借助行车外挂钢丝绳辅助启动，开机程序复杂；（5）监测系统只安装有连杆体轴瓦流量报警装置，开机运转过程中，安全运行系数低。3 改造方案研究与实施应用3.1颚式破碎机的选型为了改变破碎机频繁堵斗的现状，选用更符合实际工况、运动轨迹更优的复摆颚式破碎机。复摆颚式破碎机开机运行时，动颚板相对定颚板作往复摆动，同时还相对定颚板有很大幅度的上下运动，动颚板上部的运动轨迹接近圆形，越靠近下部，水平运动幅度越小，运动轨迹也逐渐呈椭圆形，且椭圆轨迹的形状越来越扁2。这种运动轨迹能有效减少堵斗事件的发生，见图1。动颚上部以偏心轴数字 1为起点，沿逆时针方向直至数字 12做圆周运动，轨迹呈圆形；动颚下部以肘板处数字1为起点至数字10，由下往上做往复运动，轨迹为圆弧状。破碎机的破碎能力受到许多不同因素的影响，例如给料条件（物料类型、粒度分布、破碎特收稿日期：2022-07-07；修订日期：2023-01-10作者简介：郑景盛（1995），男，江西赣州人，本科，研究方向：矿山机械设备维护与改造，E-mail：132郑景盛等 PE12001400复摆颚式破碎机研究与应用2023年第1期性3、含水量等）、操作类型（给料效率、给料分配）、排料口结构等。通过查阅资料并参考能力预测表（表1）对复摆颚式破碎机进行选型。表1中的能力值是基于以松散密度为 1.6 g/cm3的硬花岗岩岩石在给料粒度正确并且没有发生架棚条件下的实际测量结果4。参考表1结果并结合现场实际供矿处理能力，选定型号为PE 12001400，紧边排矿口（CSS）大小为250 mm的复摆颚式破碎机。3.2破碎腔型优化与齿板选型为了使给料更加顺畅，选择采用对称深V破碎腔型，这种腔型的标称入料口尺寸即为有效的入料口尺寸，同时还比原破碎机腔型具有更好的啮合角。然后对对称深V破碎腔型作进一步改进，见图2。将直线腔型改为曲线腔型，可减少物料出现堵塞的情况5；将肘板角度由 12左右改为 30左右，肘板角度增大后，可增大腔型下部冲程，继而提高生产能力，实践证明生产能力可提高约20%。图1复摆颚式破碎机运动轨迹示意图Fig.1Diagram of movement track of compound pendulum jaw crusher表1复摆颚式破碎机通过量预测表Table 1Multiple pendulum jaw crusher throughput forecast tableC.S.S/mm708090100125150175200225250275300PE 7601000/（t/h）150180165210190235205260255325305385355450395500PE 8501100/（t/h）180235205255220285270340320405370465410520PE 9501250/（t/h）250340280400345475395545445615495685545755PE 11001200/（t/h）300420350520405560460620510695560780PE 11001400/（t/h）320440380530435605495685570790630870690950PE 12001400/（t/h）340470400550460630500700600800640880PE 12001600/（t/h）38053045562556079062588068596574510558101140PE 15002000/（t/h）630890710100078011008601210940132010101430图2颚式破碎机腔型对比Fig.2Comparison of jaw crusher cavity type133总第179期铜业工程Total 179齿板是破碎机运行过程中直接与矿石接触的部件。齿板的结构虽然简单，但它对破碎机的生产率、比能耗、产品粒度以及破碎力等都会产生很大影响。破碎机工作时，齿板承受的冲击力很大，因此磨损也会非常严重。为了延长齿板的使用寿命，增大矿石的通过能力与破碎比，从材质、结构形状和集合尺寸等方面对齿板进行分析选型，最终选择采用梯形形状齿板6，见图3。3.3优化排矿口调节方式排矿口调整装置起到调整破碎机排料口大小的作用。随着衬板的不断磨损，排料口尺寸会不断地变大，产品的粒度也会随之变粗。为了保证产品的粒度要求，必须利用调整装置定期调整排料口的尺寸7。新选用的复摆颚式破碎机采用液压方式调节排料口，调节功能是通过液压缸配合蓄能器8拉紧动颚体来实现的。对排料口进行调节时，使用双向液压缸推动或拉动楔块，通过楔块厚度的变化来调节排料口的大小。调节过程中，两侧调节油缸的总位移每变化4.6 mm所对应的排矿口变化量为1 mm。相比原破碎机人工调节排料口9，新的调节方式采用液压缸（相当于拉杆）替代原破碎机弹簧拉杆结构来拉紧动颚体，以液压动力通过液压拉杆结构调整排料口，大幅减少了检修维护的强度。见图4。3.4提升设备可靠性，优化监测系统相较于原有破碎机仅有的流量报警监测装置，新选用的复摆颚式破碎机新增了更加智能化的电控系统。动颚总成增加了轴承温度传感器 4处，用于测量动颚轴承的温度；增加了振动检测元件2处，用于测量机架轴承处的振动；料仓上部增加了雷达料位计，防止破碎机堵料。新选用的复摆颚式破碎机提供了带可编程控制器（PLC）的低压电控系统，并预留了分布式控制系统（DCS）接口10，可实现就地远程控制。依托破碎机与给料机、破碎机与皮带的运行连锁，实现了设备运行状况的全面监控。见图5。图3颚式破碎机梯形形状齿板Fig.3Jaw crusher trapezoidal tooth plate图4液压调整方式示意图Fig.4Schematic diagram of hydraulic adjustment mode图5电控系统监控图Fig.5Monitor chart of electronic control system134郑景盛等 PE12001400复摆颚式破碎机研究与应用2023年第1期4 结束语通过对颚式破碎机的一系列选型改造，达到了以下效果：（1）生产供矿期间，颚破腔堵斗情况再未发生，给料下矿顺畅平稳。（2）开机运行过程中，电控系统即时开启对各监测点数据的全面监测功能，相应减轻了生产操作人员的工作强度。（3）对破碎后矿堆矿石粒度情况检查发现，粒度大小均匀且均满足生产工艺要求，为下一道工序的高效运行提供了强有力的保障。（4）故障率降低，设备可开动时间提高，相应减少了维修时间，降低了维护成本。参考文献：1 梁桂长.对普氏和苏氐岩石分类方法的商榷 J.有色金属（冶炼部分），1959（15）：1.2 张维斌.复摆颚式破碎机的运动学和动力学分析及其结构优化 D.沈阳：东北大学，2010：1.3 蔡改贫，赵小涛.基于细观力学的矿石颗粒破碎特性研究 J.应用力学学报，2020，37（4）：1792.4 张晓云.颚式破碎机的处理能力和性能特点 J.国外选矿快报，1995（14）：13.5 母福生，刘省秋，蔡膺泽.复摆颚式破碎机齿板磨损的讨论 J.湖南有色金属，1996（3）：26.6 严凡涛，饶绮麟.颚式破碎机齿板可靠性模糊设计 J.矿冶，2008（3）：74.7 赵端品.复摆颚式破碎机排矿口的改进 J.有色金属（选矿部分），1996（2）：44.8 朱建国，肖鹏高，田利红，王晓兵，马一春.辊压机液压系统中蓄能器设计与计算 J.矿山机械，2016，44（3）：48.9 郎世平，董凤军.颚式破碎机排料口调整行程的分析与计算 J.矿山机械，2014，42（8）：142.10 王文杰，杨珊珊.DCS与上层控制软件接口浅析 J.信息技术与信息化，2015（6）：231.PE12001400 Compound Pendulum Jaw CrusherZHENG Jingsheng，WU Guolei，ZHU Qiaoling，YU Hu，DUAN Weijie，JIANG Fan（Chengmenshan Copper Mine，Jiangxi Copper Corporation Limited，Jiujiang 332200，China）Abstract：Due to the unreasonable design of jaw crusher in the crushing system of Chengmenshan Copper Mine concentrator，the crushing effect is poor，the detection ability of the equipment running state is weak，the phenomenon of jaw cavity breaking and bucket blocking often occurs，and it is difficult to adjust the discharge port.Through the research of jaw crusher motor jaw movement track，tooth plate structure，crushing cavity type，discharge port adjustment device，equipment operation monitoring，the problems such as frequent blockin