外动颚式破碎机研发之路.ppt

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1、外动颚式破碎机研发之路郎平振郎平振(13601219011)(13601219011)()()北京矿冶研究总院华诺维公司北京矿冶研究总院华诺维公司20132013年年4 4月月一一、结构、原理及特点、结构、原理及特点二、二、产品产品优势优势三、三、理论和试验理论和试验研究研究四、应用情况四、应用情况研发背景研发背景(1)(1)适应适应地下矿连续开采地下矿连续开采技术需要技术需要(2)(2)“多碎少磨多碎少磨”和短流程破碎和短流程破碎工艺需要工艺需要(3)(3)选矿厂处理能力不断选矿厂处理能力不断提高需要提高需要一一、结构、原理及特点、结构、原理及特点研发背景研发背景-适应适应适应适应地下矿连续

2、开采地下矿连续开采地下矿连续开采地下矿连续开采技术需要技术需要技术需要技术需要常规地下矿山：采场地下铲运机矿车采场溜井电机车 主溜井地下粗碎提升机矿车选厂地下连续采矿：采场地下铲运机矿车采场溜井地下粗碎 皮带连续运输选厂特点：破碎工序从主溜井移到了采矿溜井 竖井提升改为了皮带输送 一一、结构、原理及特点、结构、原理及特点研发背景研发背景-适应适应适应适应地下矿连续开采地下矿连续开采地下矿连续开采地下矿连续开采技术需要技术需要技术需要技术需要 开发低矮、可移动、粗碎破碎机p 省去投资巨大、建设周期长的地下固定破碎洞室p 节省地下运输和提升费用一一、结构、原理及特点、结构、原理及特点研发背景研发背

3、景“多碎少磨多碎少磨多碎少磨多碎少磨”和短流程破碎和短流程破碎和短流程破碎和短流程破碎工艺需要工艺需要工艺需要工艺需要利用外动颚技术，实现大破碎比粗碎，促进破碎工艺简化和变革 选矿厂选矿厂选矿厂选矿厂处理能力不断处理能力不断处理能力不断处理能力不断提高需要提高需要提高需要提高需要随着矿山开采规模不断扩大，开发宽腔型外动颚式破碎机，满足企业需求一一、结构、原理及特点、结构、原理及特点一、结构、原理及特点一、结构、原理及特点外外动动颚颚式式破破碎碎机机结结构构 传动带 传动带 皮带轮 皮带轮 电动机 偏心轴旋转 电动机电动机电动机电动机 偏心轴旋转偏心轴旋转偏心轴旋转偏心轴旋转 直直直直 接接接接

4、 动颚两动颚两动颚两动颚两 侧边板侧边板侧边板侧边板 动颚周期性摆动 动颚周期性摆动动颚周期性摆动动颚周期性摆动动颚周期性摆动一、结构、原理及特点一、结构、原理及特点外外动动颚颚式式破破碎碎机机原原理理结构结构特点：特点：复摆颚破：静颚在外侧、破碎腔基本竖直复摆颚破：静颚在外侧、破碎腔基本竖直 外外外外动动动动颚破：动颚在外侧颚破：动颚在外侧颚破：动颚在外侧颚破：动颚在外侧 、破碎腔倾斜破碎腔倾斜破碎腔倾斜破碎腔倾斜 一、结构、原理及特点一、结构、原理及特点结构结构特点特点：复摆颚式破碎机：复摆颚式破碎机：大中型：采用零悬挂、正支撑大中型：采用零悬挂、正支撑 中小型：采用负悬挂、正支撑中小型：

5、采用负悬挂、正支撑 为改善动颚运动轨迹，采用为改善动颚运动轨迹，采用负支撑负支撑负支撑负支撑n存在堵塞点存在堵塞点 大传动角大传动角大传动角大传动角n轴承受力恶化轴承受力恶化一、结构、原理及特点一、结构、原理及特点结构结构特点特点：外动颚式破碎机：外动颚式破碎机：pp负悬挂、大传动角负悬挂、大传动角负悬挂、大传动角负悬挂、大传动角pp皮带轮、飞轮在机器中部两侧皮带轮、飞轮在机器中部两侧皮带轮、飞轮在机器中部两侧皮带轮、飞轮在机器中部两侧pp静颚由悬挂轴悬挂在机架上静颚由悬挂轴悬挂在机架上静颚由悬挂轴悬挂在机架上静颚由悬挂轴悬挂在机架上 调整垫片，静颚绕悬挂轴旋转调整垫片，静颚绕悬挂轴旋转调整垫

6、片，静颚绕悬挂轴旋转调整垫片，静颚绕悬挂轴旋转 改变排料口大小改变排料口大小改变排料口大小改变排料口大小一、结构、原理及特点一、结构、原理及特点技术特点：技术特点：外动颚式破碎机动颚运动轨迹更理想外动颚式破碎机动颚运动轨迹更理想 一、结构、原理及特点一、结构、原理及特点挤压行程大挤压行程大挤压行程大挤压行程大磨搓行程小磨搓行程小磨搓行程小磨搓行程小pp有利破碎有利破碎有利破碎有利破碎pp减小齿板磨损减小齿板磨损减小齿板磨损减小齿板磨损磨搓行程大：磨搓行程大：p易产生粉料易产生粉料p齿板磨损快齿板磨损快技术特点：技术特点：复摆颚式破碎机：复摆颚式破碎机：复摆颚式破碎机：复摆颚式破碎机：p铰接四杆

7、机构中各杆长铰接四杆机构中各杆长和夹角的取值范围变动和夹角的取值范围变动不能太大不能太大否则会使得动颚运否则会使得动颚运动轨迹更恶劣动轨迹更恶劣 一、结构、原理及特点一、结构、原理及特点技术特点：技术特点：外动颚式破碎机外动颚式破碎机外动颚式破碎机外动颚式破碎机:p动颚与铰接四杆机构中动颚与铰接四杆机构中连杆连杆分离分离分离分离p连杆运动特性连杆运动特性不再约束不再约束不再约束不再约束动颚运动特性动颚运动特性动颚运动特性动颚运动特性p铰接四杆机构各个参数铰接四杆机构各个参数可以进行可以进行较大幅度调整较大幅度调整较大幅度调整较大幅度调整一、结构、原理及特点一、结构、原理及特点满足不同应用需求满

8、足不同应用需求技术特点：技术特点：动颚从上向下各点运动轨迹一致性更好动颚从上向下各点运动轨迹一致性更好动颚从上向下各点运动轨迹一致性更好动颚从上向下各点运动轨迹一致性更好一、结构、原理及特点一、结构、原理及特点 外动颚式破碎机 复摆颚式破碎机(1)(1)机器高度和喂料高度降低机器高度和喂料高度降低机器高度和喂料高度降低机器高度和喂料高度降低 与同规格复摆颚式破碎机相比，低约与同规格复摆颚式破碎机相比，低约10-30%10-30%p动颚外置、倾斜破碎腔动颚外置、倾斜破碎腔p负悬挂、皮带轮和飞轮安置在机器中部负悬挂、皮带轮和飞轮安置在机器中部尤其适合于硐室空间和高差受限制的场合尤其适合于硐室空间和

9、高差受限制的场合二、产品优势二、产品优势(2)(2)破碎比大破碎比大破碎比大破碎比大 同样排料口，细粒级产品含量更高同样排料口，细粒级产品含量更高最大排料粒度最大排料粒度 外动颚外动颚 1.31.31.41.4 排料口尺寸排料口尺寸 普通复摆普通复摆1.61.61.8 1.8 二、产品优势二、产品优势(2)(2)能够适当延长破碎腔，以增大破碎比能够适当延长破碎腔，以增大破碎比能够适当延长破碎腔，以增大破碎比能够适当延长破碎腔，以增大破碎比u普通复摆颚如加长破碎腔普通复摆颚如加长破碎腔 动颚下部运动轨迹更恶化动颚下部运动轨迹更恶化 齿板磨损会急剧增加齿板磨损会急剧增加u外动颚因动颚上到下各点运动

10、轨迹一致性好外动颚因动颚上到下各点运动轨迹一致性好能够适当延长破碎腔能够适当延长破碎腔二、产品优势二、产品优势(2)(2)粗碎破碎比增大粗碎破碎比增大粗碎破碎比增大粗碎破碎比增大p有利于中、细碎设备处理能力更加均衡有利于中、细碎设备处理能力更加均衡p甚至可以简化破碎工艺流程，由三段破碎简化为两段甚至可以简化破碎工艺流程，由三段破碎简化为两段缩短工艺流程，减少设备配置台数缩短工艺流程，减少设备配置台数缩小选厂占地面积缩小选厂占地面积选厂投资和运营费用大大降低选厂投资和运营费用大大降低二、产品优势二、产品优势(3)(3)处理能力大处理能力大处理能力大处理能力大 生产能力比传统颚破高生产能力比传统颚

11、破高10%10%20%20%，能耗降低，能耗降低15%15%30%30%动颚运动轨迹中，挤压行程大，磋磨行程小动颚运动轨迹中，挤压行程大，磋磨行程小输入能量更多地用于物料破碎，无用功较少输入能量更多地用于物料破碎，无用功较少p外动颚破能以外动颚破能以较小偏心距较小偏心距较小偏心距较小偏心距，获得普通颚破，获得普通颚破相同破碎行程相同破碎行程相同破碎行程相同破碎行程p可采用小偏心距、高转速，以获得高的生产能力可采用小偏心距、高转速，以获得高的生产能力二、产品优势二、产品优势(4)(4)大块破碎能力强大块破碎能力强大块破碎能力强大块破碎能力强p增加偏心距，主要增加破碎行程，磨损行程增加很小增加偏心

12、距，主要增加破碎行程，磨损行程增加很小p可采用大偏心矩，获得更大破碎行程，有利于大块物料可采用大偏心矩，获得更大破碎行程，有利于大块物料破碎破碎(5)(5)衬板寿命长衬板寿命长衬板寿命长衬板寿命长p动颚运动轨迹理想，磨损方向分量小动颚运动轨迹理想，磨损方向分量小p衬板磨损显著降低衬板磨损显著降低生产数据表明，衬板寿命提高生产数据表明，衬板寿命提高30%30%以上。以上。二、产品优势二、产品优势在外动颚式破碎机开发过程中在外动颚式破碎机开发过程中p采用虚拟样机和动态设计等现代设计方法采用虚拟样机和动态设计等现代设计方法p结合相应试验研究结合相应试验研究 使得设计开发逐步进入到使得设计开发逐步进入

13、到以三维模型为基础、以动力学分以三维模型为基础、以动力学分以三维模型为基础、以动力学分以三维模型为基础、以动力学分析和有限元分析为手段的动态设计阶段析和有限元分析为手段的动态设计阶段析和有限元分析为手段的动态设计阶段析和有限元分析为手段的动态设计阶段结构设计不断完善，性能不断优化，可靠性不断提升结构设计不断完善，性能不断优化，可靠性不断提升三、理论和试验研究三、理论和试验研究(1)(1)运动学、动力学和虚拟样机研究运动学、动力学和虚拟样机研究 研究路线研究路线三、理论和试验研究三、理论和试验研究(1)(1)运动学、动力学和虚拟样机研究运动学、动力学和虚拟样机研究 进行进行运动学分析运动学分析运

14、动学分析运动学分析,求各主要机构求各主要机构位移位移速度速度加速度加速度角度角度角速度角速度角加速度角加速度三、理论和试验研究三、理论和试验研究(1)(1)运动学、动力学和虚拟样机研究运动学、动力学和虚拟样机研究 动力学分析动力学分析动力学分析动力学分析中，对每一个构件进行动力学分析中，对每一个构件进行动力学分析对每一个构件列出三个力平衡方程对每一个构件列出三个力平衡方程建立起一个联立方程组建立起一个联立方程组转换成矩阵方程式转换成矩阵方程式求解出各运动机构动力学数值解求解出各运动机构动力学数值解三、理论和试验研究三、理论和试验研究(2)(2)动态设计动态设计 技术路线：技术路线：三、理论和试

15、验研究三、理论和试验研究(2)(2)动态设计动态设计应用三维建模应用三维建模技术创建三维技术创建三维模型模型三、理论和试验研究三、理论和试验研究(2)(2)动态设计动态设计振动理论分析及实验振动理论分析及实验振动理论分析及实验振动理论分析及实验三、理论和试验研究三、理论和试验研究(2)(2)动态设计动态设计振动理论分析及实验振动理论分析及实验振动理论分析及实验振动理论分析及实验三、理论和试验研究三、理论和试验研究(2)(2)动态设计动态设计模糊随机载荷研究、有限元分析模糊随机载荷研究、有限元分析模糊随机载荷研究、有限元分析模糊随机载荷研究、有限元分析不制造物理样机前提下，寻求合理设计方案不制造

16、物理样机前提下，寻求合理设计方案不制造物理样机前提下，寻求合理设计方案不制造物理样机前提下，寻求合理设计方案三、理论和试验研究三、理论和试验研究(3)(3)机构动力平衡研究机构动力平衡研究机构动力平衡研究机构动力平衡研究以减少机构惯性造成的振动为目的进行机构动力综合分析以减少机构惯性造成的振动为目的进行机构动力综合分析平衡对象有振动力、振动力矩、输入扭矩和运动副反力等平衡对象有振动力、振动力矩、输入扭矩和运动副反力等反映机构惯性作用的动力特性指标反映机构惯性作用的动力特性指标三、理论和试验研究三、理论和试验研究(3)(3)机构动力平衡试验机构动力平衡试验机构动力平衡试验机构动力平衡试验三、理论

17、和试验研究三、理论和试验研究(4)(4)持续改进持续改进持续改进持续改进挂轴座改水平剖分，解决机架在挂轴座部位强度问题挂轴座改水平剖分，解决机架在挂轴座部位强度问题锥套方式解决静颚轴窜动问题锥套方式解决静颚轴窜动问题三、理论和试验研究三、理论和试验研究(4)(4)持续改进持续改进持续改进持续改进过载保护过载保护-肘板力测试、力分析、肘板样品试验肘板力测试、力分析、肘板样品试验三、理论和试验研究三、理论和试验研究(4)(4)持续改进持续改进持续改进持续改进动颚齿板固定方式，提高容错能力动颚齿板固定方式，提高容错能力三、理论和试验研究三、理论和试验研究根据外动颚式破碎机结构特点根据外动颚式破碎机结

18、构特点 设计更多品类产品，满足不同用户需求设计更多品类产品，满足不同用户需求(1)(1)针对大中型矿山、三段闭路主流破碎流程针对大中型矿山、三段闭路主流破碎流程高可靠性、大处理能力外动颚式破碎机高可靠性、大处理能力外动颚式破碎机高可靠性、大处理能力外动颚式破碎机高可靠性、大处理能力外动颚式破碎机更高设备可靠性和维修维护便捷性，减少故障停车时间更高设备可靠性和维修维护便捷性，减少故障停车时间更大处理能力，适应当前矿山产能规模的扩张更大处理能力，适应当前矿山产能规模的扩张与普通复摆颚破相比，同样排料口情况，产品中细粒级含与普通复摆颚破相比，同样排料口情况，产品中细粒级含量更高，粗、中、细碎设备负荷

19、更均衡结构设计不断完善，量更高，粗、中、细碎设备负荷更均衡结构设计不断完善，性能不断优化，可靠性不断提升性能不断优化，可靠性不断提升四、应用情况四、应用情况根据外动颚式破碎机结构特点根据外动颚式破碎机结构特点 设计更多品类产品，满足不同用户需求设计更多品类产品，满足不同用户需求(2)(2)针对中小型地下矿山或坑道采矿、两段开路破碎流程针对中小型地下矿山或坑道采矿、两段开路破碎流程 -大破碎比外动颚式破碎机大破碎比外动颚式破碎机大破碎比外动颚式破碎机大破碎比外动颚式破碎机进料口满足进料口满足650mm650mm原矿粒度要求原矿粒度要求产品粒度能达到产品粒度能达到707080mm80mm，满足后续

20、圆锥破碎机入料要求，满足后续圆锥破碎机入料要求处理能力达到处理能力达到50-10050-100万吨万吨/年年四、应用情况四、应用情况根据外动颚式破碎机结构特点根据外动颚式破碎机结构特点 设计更多品类产品，满足不同用户需求设计更多品类产品，满足不同用户需求(3)(3)针对小型露天矿山、三段开路破碎流程针对小型露天矿山、三段开路破碎流程 -低成本、大块破碎机低成本、大块破碎机低成本、大块破碎机低成本、大块破碎机进料口能够满足进料口能够满足1000mm1000mm原矿粒度要求原矿粒度要求产品粒度产品粒度350mm350mm设备投资小设备投资小四、应用情况四、应用情况pp政府扶持政府扶持政府扶持政府扶

21、持19861986年年 低矮可拆颚式破碎机低矮可拆颚式破碎机 国家国家“七五七五七五七五”科技攻关计划课题科技攻关计划课题 地下矿连续开采工艺技术和装备研究地下矿连续开采工艺技术和装备研究20012001年年 PD90120PD90120大破碎比颚式破碎机大破碎比颚式破碎机 “十五十五十五十五”国家科技攻关项目国家科技攻关项目 大型紧缺金属矿产资源基地综合勘查与高效开发技术大型紧缺金属矿产资源基地综合勘查与高效开发技术鸣鸣 谢谢pp政府部门扶持政府部门扶持政府部门扶持政府部门扶持20042004年年 PA100120PA100120外动颚低矮大破碎比破碎机外动颚低矮大破碎比破碎机 国家科技攻关

22、国家科技攻关“十五十五十五十五”滚动滚动滚动滚动计划项目计划项目 大型高效选矿设备研制大型高效选矿设备研制20062006年年 外动颚式破碎机外动颚式破碎机 科技部和北京市科技型中小企业创新基金支持科技部和北京市科技型中小企业创新基金支持科技部和北京市科技型中小企业创新基金支持科技部和北京市科技型中小企业创新基金支持鸣鸣 谢谢pp设计单位支持设计单位支持设计单位支持设计单位支持中国瑞林工程技术有限公司中国瑞林工程技术有限公司中国恩菲工程技术有限公司中国恩菲工程技术有限公司中冶长天国际工程有限责任公司中冶长天国际工程有限责任公司核工业北京化工冶金研究院核工业北京化工冶金研究院化工部连云港设计研究

23、院化工部连云港设计研究院鞍山黑色冶金矿山设计研究院鞍山黑色冶金矿山设计研究院长春黄金设计院长春黄金设计院鸣鸣 谢谢pp用户的信赖用户的信赖用户的信赖用户的信赖 第一台外动颚式破碎机第一台外动颚式破碎机19951995年年 金川集团龙首矿金川集团龙首矿金川集团龙首矿金川集团龙首矿 PED75106 PED75106 第一台第一台PEWA900PEWA90012001200外动颚式破碎机外动颚式破碎机20012001年年 铜陵有色安庆铜矿铜陵有色安庆铜矿铜陵有色安庆铜矿铜陵有色安庆铜矿第一台第一台PA100PA1000 012001200外动颚式破碎机外动颚式破碎机20042004年年 河北利华铁

24、矿河北利华铁矿河北利华铁矿河北利华铁矿鸣鸣 谢谢pp用户的信赖用户的信赖用户的信赖用户的信赖第一台第一台PD600PD60013501350宽腔型外动颚式破碎机宽腔型外动颚式破碎机20052005年年 内内内内蒙古兴业集团有限公司蒙古兴业集团有限公司蒙古兴业集团有限公司蒙古兴业集团有限公司第一台第一台PD750PD75015001500宽腔型外动颚式破碎机宽腔型外动颚式破碎机20052005年年 江铜集团贵溪冶炼厂江铜集团贵溪冶炼厂江铜集团贵溪冶炼厂江铜集团贵溪冶炼厂第一台第一台PA1200PA120015001500外动颚式破碎机外动颚式破碎机20072007年年 河北丰宁鑫源钼业有限责任公司河北丰宁鑫源钼业有限责任公司河北丰宁鑫源钼业有限责任公司河北丰宁鑫源钼业有限责任公司鸣鸣 谢谢高效节能破碎系统及装备研究高效节能破碎系统及装备研究-北京市科技进步二等奖北京市科技进步二等奖新型外动颚破碎机的理论与试验研究新型外动颚破碎机的理论与试验研究-中国有色协会一等奖中国有色协会一等奖荣荣 誉誉谢 谢!