lcp5立式?jīng)_擊破碎機研制和破碎效果分析

1、T o t a lN o ． 1 l 9冶 金 設(shè) 備 總第 1 1 9 期F e b r u a r y2 0 0 0ME T A L IU R G I C A LE Q UI P ME N T2 0 0 0 年 2 月第 1 期 墅塑 ( 北京礦冶研究總院 10 0 0 4 4 )摘要 L C P 5 立式?jīng)_擊破碎 機是一種高強度 自襯型沖擊式超細碎設(shè)備 ， 設(shè)計和 制造中采用 了多種現(xiàn)代 先 進方法、 技術(shù)和材 料， 使轉(zhuǎn) 子

2、圓周速度可達 1 0 0 m， s ， 達到國際先進設(shè) 備B ~ r m a c 立式 沖擊破碎機的水 乎。 轉(zhuǎn) 子 為先進合理的三角形 結(jié)構(gòu)， 設(shè)計 中采用了有限元計算方法， 設(shè)備制造完成后進 行了電鍘應(yīng)力 分折， 保證 了轉(zhuǎn)子設(shè)計 的準確性和可靠性。先后用燒結(jié)高鋁礬土、 錒渣 廢墩鐵和锝礦石等不同性質(zhì)的物料進 行了破碎試 立 蘭 LCP5Ve r t i c a lS h a f tI m p a c t o r a n dC

3、r u s h i ngRe s u l t sW uJ i a n mi n g( B e i j i n gG e n e r a lR e s e a r c hI n s t i t u t eo fM i n i n g8 LMe t a l l u r g y )＼A BS TRAC T LC P5Ve r t i c a lSh a f tI mp a c t o r ( VS I )i sak i n do fu hr

4、a f i n ec r u s h e rwi t hh i g hi mp a c t i n gi n —t e r s i t y， i nwh i c ht h es t o n el i n e r sc a nb e~r me di ni t sr o t o ra n dc r u s h i n gc h a mb e r ．S o memo d e r na d v a n c e dd e s i g nme t

5、h o d s ， t e c h n i q u e sa n dma t e r i a l swe r eu s e di ni t sd e s i g na n dma n u f a c t u r es ot h a tt h ec i r c u mf e r e n t i a lv e l o c i t yo fi t sr o t o rc a nr e a c h1 0 0 m／ su pt ot h el e

6、 v e lo fB a r ma cVS 1w h i c hi sal e a d i n gVS Ii nt h ew o r l d ． Th et r i a n g u l a t e dr o t o ri sa d v a n c e da n dr ~ a s o n a s h l ei nd e s i g n ．Th ef i n i t ee l e me n tc a l c u l a t i o ni s

7、a p p l i e d i nd e s i g no ft h er o t o ra n dt h ee l e c t r o- me t r i cs t r e s sg a u g i n gwa sd o n ef o rt h er o t o ra f t e rt h ec r u s h e rwa sma n u f a c t u r e d·s ot h a tt h ea c c u r

8、a c ya n dr e l i a b i l i t yi nd e s i g noft h er o arwag u a r a n t e e d ．T h ec r u s h i n gt e s to nd i f f e r e n tr ai n —e r a t s ，s u c ha 5s i n t e r i n g } 1h- a l u mi n i u m b a u x i t e， s t e

9、e ls l a g ， ma g n e t i cma t e r i a ls c r a pa n d t i no r ee r e ．we r ec a r r i e do u t ．Th et e s tr e s u l t si n di c a t e d t h a tt h ee x c e l l e n tc r u s h i n gl ~r f o r ma n c eh a sr e a c

10、h e d t h a to fBa r ma cVS 1 ．KEYW OR DSLCP 5v e r t i c a ls h a r f ti mp a c t o rRo t o rFi n i t ee l e me n tc a l c u l a t i n gE l e c t r o me t r i cs t r e s 。g a u g i n gS i z e1 前言 L C P 5 立式?jīng)_擊破碎機屬于高強度

11、自 襯型立 式?jīng)_擊破碎機， 具有沖擊速度高、 粉碎效率高、 金 屬磨損輕微、 過金屬能力強、 受給料水分影響小、結(jié)構(gòu)簡單、 質(zhì)量輕、 安裝操作方便等優(yōu)點。工作范 圍在超細碎和粗磨階段。早期的立式?jīng)_擊破碎機受設(shè)計和制造水平 所 限， 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速較低， 圓周速度只能達到 4 0 m ／ s7 0m ／ s以下。這使得其 自襯覆蓋率較低， 僅轉(zhuǎn)子 內(nèi)可形成 自襯 ， 而破碎腔圓周處則需要 剛性壁 ，否則將造成破碎效率下降， 但 剛性壁增加了金屬

12、 磨損。另外， 轉(zhuǎn)子為圓形， 內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜， 制造難 度大， 而且外圓周易磨損 設(shè)備采用先進合理的設(shè)計和制造方法， 轉(zhuǎn)子 最高圓周速度可達到 1 0 0m／ s ， 達到了國外先進 設(shè)備一新西蘭 B a r m a c 立式?jīng)_擊破碎機的水平 。因此， 轉(zhuǎn) 子內(nèi)和破碎腔圓周處都 可形成材料襯 ，不但破碎效果好 ， 也使金屬 磨損減少到最低 限 度。另外， 設(shè)備采用先進合理的三角形結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)子 ，不但制造方便 ， 還減小了外表面磨損。設(shè)備基本

13、4 】維普資訊 http://www.cqvip.com 吳建明 ： L C P 5 立式 沖擊破碎 機研制和破碎效果分析 2 0 0 0 年 2 月第 1 期 工作時表面產(chǎn)生的應(yīng)變轉(zhuǎn)變 為電阻變化 的電信 號 。按測點位置 的重要性 不同采用 了兩種應(yīng)變 花。 不重要的測點采用二軸 9 O 。 應(yīng)變花， 重要的測 點采用三軸 4 5 。 應(yīng)變花 數(shù)據(jù)處理采用 I t 本 K YO WA 電子儀器公司的 U C A M一8 B L型通

14、用數(shù) 字測量儀， 具有 自動檢測和打印輸出功能。由于 測試 中轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)， 電信號的傳輸采用了 Y 2 0型刷環(huán)引電器， 其允許最高工作轉(zhuǎn)速為 1 0 0 0 0r ／r ai n。測試 時， 根據(jù)有限元計算的結(jié)果選取了若干 計算應(yīng)力較大的位置作為測點粘貼應(yīng)變花 測試 條件為負載工作轉(zhuǎn)速， 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為 3 0 3 1 r ／ r ai n 。 采 用二軸 9 O 。 應(yīng)變花時， 測試結(jié)果為各測點的切 向和軸向( 或徑向) 應(yīng)變 E J

15、 和 E r ' 用下式換算為切 向和軸向( 或徑向) 應(yīng)力：E ，．、： = (十 r JE，．、一 tE J 十 J式中： E 一材料的彈性模量；一 材料的泊松比。然后再換算為第四強度理論的相 當(dāng)應(yīng)力 ：_ _ _ _ ^ ● — — _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 一 — —d m一～d+d一d采用三軸 4 5 。 應(yīng)變花時， 測試結(jié)果為測點三 個方向的應(yīng)變 E 4和 E 9 。

16、， 用下式換算為互成直 角的兩個主應(yīng)力 ：一 一 E a1 ,21, u s [(。± 一 — — L —十 。士 。。 。。 。。。 。。。 。 。 ’ 。。 。。。 。。 。。。 。。 。。 。。。 。。 。。。 ● 。。 。。。 。。。 。。 。一√ ( ￡ 0 一￡ 4 5 )+( ￡ t 5 ￡ 9 0 )]與 o 。 線夾角 為：l一1 2 e “ 一 ￡ 0 ～ ￡ 9 0g —第四強度理論的相 當(dāng)應(yīng)力為

17、：‰ 一√ O * tz + L測試結(jié)果表明， 危險斷面位置與有限元計算 結(jié)果相同， 測試相當(dāng)應(yīng)力為 9 9 ． 9 MP a 。相 同位置 處、 相 同調(diào)件下的有限元計算 結(jié)果為 1 0 0MP a ，與測試結(jié)果基本相 同， 說明有限元計算準確性較 高。電測和有限元計算結(jié)果共同表明， 選用適 當(dāng)?shù)牟牧现圃燹D(zhuǎn)子 ， 可保證足夠的強度。其他工作 條件下的應(yīng) 力值可 由此條件 下的測試結(jié) 果 比例 推 出。3設(shè)備的破碎效果 設(shè) 備 制造

18、完成 后 ， 先 后 用錫礦 石 、 石 英砂 巖、鋁土礦、 燒結(jié)高鋁礬土、 廢磁塊、 鋼渣和高蛉石等 物料進行 了開路破碎試驗， 都取得 了理想的破碎 效果 這里僅介紹其中部分物料的破碎效果 破 碎時的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn) 速為 2 6 1 6 r ／ r a i n ， 轉(zhuǎn)子圓周速度為 7 5 ． 3 m／ s 。這 個轉(zhuǎn)速 已可滿 足破碎 要求 。與 B a r —I n a ( ： 立式?jīng)_擊破碎機相 比， 該設(shè)備轉(zhuǎn)子最高圓周速度雖然可達 1

19、0 0 m， S ， 但其實際工作 中也只用到6 O ～ 7 0m／ s 。3 ． 1 燒結(jié)高鋁礬土的破碎 燒結(jié) 高鋁礬土是 由鋁硅 比較 高的鋁土礦在 1 5 0 0 X ： ～1 7 0 0 “ C的高溫下煅燒而成。 其化學(xué)成份 為 A lo和 S i O， 礦物組成 為剛玉、 莫來石 和玻 璃相 ， 奠氏硬度 7 ～9 。 由于這種物料極其堅硬， 用 常規(guī)顎式破碎機、 圓錐破碎機或輥式破碎機破碎 時會使 襯板迅速磨損而難 以控制產(chǎn)

20、品粒度。另外 ， 由于需要較 高的破碎力 而極易造成設(shè) 備故 障 在細碎和超細碎情況下這些 問題就更加突 出使用本設(shè)備則可較好的解決以上問題。破碎 試驗 的給料粒 度為一3 7 ． 5 mm。3 ． 2鋼渣 的破碎 鋼渣是煉鋼過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)品， 主要化學(xué) 成 份 為 Ca O( 4 0 ～ 6 O) 、 s i o2 ( 8 ～ 1 6) 、 F e2 O 3和 F e O( 1 2 ～3 O ％) 和 少量 A k O、 Mg O、

21、 Mn O 和 P ： O等。 莫氏硬度為5 ～7 。 鋼渣是在高溫下產(chǎn)生 的， 含有尺寸不等的鋼、 鐵顆粒， 因此較難破 碎。用常規(guī)顎式破碎機、 圓錐破碎機破碎 時， 由于過 鐵影響常造成阻塞或設(shè)備安全機構(gòu)破壞， 從而降 低 了生產(chǎn)作業(yè)率。為解決過鐵問題， 這些設(shè)備需 要采用液壓保險機構(gòu)， 這又提高 了設(shè)備成本。本 設(shè)備則非常適用于這種場合。由于其 自由破碎方 式而不受過鐵的影 響。鋼渣破碎試驗的給料粒度 為一3 7 ． 5 r am

22、。3 ． 3廢 磁塊 的破碎 廢磁塊是永磁鐵氧體磁性材料生產(chǎn)的殘、 次 品， 需經(jīng)破碎和粉磨后重新利用。其成分為鐵紅 ( F eO)、 鐵鱗( F e 3 O)， S r C O 3 和 B a C O 3 及少量 添加劑， 經(jīng)成型和燒結(jié)制成， 性質(zhì)硬而脆。廢磁塊 破碎試驗的給料為 6 4 r am×1 7 r a m×6 r a m立方體 ( 轉(zhuǎn)第 3 5 頁)4 3維普資訊 http://www.cqvip.co