单缸液压圆锥破碎机不同结构参数对进口河沙组成的影响分析——河砂进口科技大会论文精选(5)

　　本文以层压破碎原理为基础，建立了考虑破碎室型、偏心距离的圆锥破碎机排放离散函数模型，对不同破碎室型和不同偏心距离的排放粒度组成进行了比较分析，揭示了破碎室型和偏心距离对材料破碎效果的影响规律，为破碎筛分工序优化设置修订中的设备选型和参数设定提供了依据，并进行了现场试验。 研究表明，在同一机型中，细腔型排放为细粒级含量高于粗腔型的同一机型，小偏心距排放为细粒级含量高于大偏心距的设备参数设定时，在材料粒度满足要求时，尽可能选择细型腔，在处理量满足要求时，尽可能选择细型腔

　　【关键词】:层压破碎； 破碎腔型偏心距离排放粒度

　　中图分类编号： TD451； TU63 3

　　0引言

　　单缸液压圆锥破碎机是第三代圆锥破碎机技术的代表机型之一，与第一代弹簧圆锥破碎机和第二代复合圆锥破碎机相比，能够提供更大的破碎功能，层压破碎效果更好，破碎比大，产品粒形好，具有节能环保等优点。

　　自从1948年美国Allis  Chalmers公司生产第一台单缸液压圆锥破碎机以来，许多学者对圆锥破碎机的层压破碎性能优化进行了研究，取得了许多研究成果。

　　散体矿石在破碎机种腔内多层分布，受到压力破碎称为层积破碎。 层压破碎制品粒度分布与单粒子破碎制品的粒度大不相同。 散体材料的层压破碎受到粒子间自身的挤出和研磨作用，散体粒子沿着岩石的微裂纹或者结晶缺陷破碎，材料中的针片状散体材料被破碎成立方状制品，制品的质量大幅度改善。

　　层压破碎品的粒度分布模型可用破碎函数描述。 图1及式1-1分别是层叠破碎筛下的粒度分布图及破碎函数模型[3]。

　　图1层压破碎时的粒度分布图

　　2005年郭年琴和丁凌蓉等利用电测试、破碎理论、有限元和散体力学等，导出层压破碎的三维模型，实现参数化，自动建立破碎腔和散体矿石模型，装载散体矿石进入破碎腔模拟，进行杆机组深入研究了层压破碎过程和参数的进步，在散体矿石破碎时的微观区域找到了其受力状况、破碎机理和变性规律，为制造新的层压破碎机械设备打下了理论基础。单缸液压圆锥破碎机不需要更换设备的主要部件，通过调整破碎室型和偏心距离，可灵活应对材料的粒度大小和通过流量，实现材料的粗碎和细碎。 以往的研究多是关于层压破碎机理或圆锥破碎机结构优化的研究，虽然实际上单缸液压圆锥破碎机在技术上比较成熟，但在应用中主要参数如破碎室型和偏心距离的选择仍停留在感性水平，相应的理论研究显着不足目前，在建立破碎筛分技术和生产线时，主要关注系统的连续性、稳定性，最终产品比率的精确控制主要依赖试制调整，这导致资源浪费和经济效益下降。 因此，明确破碎室型和偏心距离对圆锥破碎机排放粒度的影响规律具有重要的工程意义。

　　本文建立了考虑破碎室型、偏心距的圆锥破碎机排放离散函数模型，对不同破碎室型和不同偏心距的排放粒度组成进行了比较分析，揭示了破碎室型和偏心距对材料破碎效果的影响规律。

　　基于单层破碎原理的排放离散函数建模

　　1.1产品粒度分布数学模型

　　本文运用整体平衡理论建立了产品粒度分布数学模型。 整体平衡理论最早由Broadbent和Callcott于1956年在“煤粉碎过程”研究中提出，Lynch于1977年在矿物破碎和粉碎循环中完善。 所谓整体平衡理论，就是在材料的破碎过程中，不管材料的粒度如何变化，其破碎前后的材料总质量都不会变化，即质量保存。

　　P=BF  (1-2)

　　工艺实际上，材料粒度组成可以通过抽样检验得知，破碎操作算子可以通过实验数据进行拟合，但由于理论支持不足，破碎操作算子对实践没有指导意义。

　　1.2圆锥破碎机层叠破碎模型

　　材料从供给口进入破碎室，在重力的作用下移动到破碎室下部，经过动、定锥被多次压碎后，从排出口自由落地排出。

　　图2圆锥破碎机层叠破碎模型

　　国外学者EVERTSSON[10]认为，材料在破碎室的破碎过程由一系列破碎事件构成，材料每次通过层时都会受到动锥外板和定锥内板的挤压破碎作用，即发生层压破碎事件，在破碎事件中，材料是否破碎是位置破碎层室的模具和粒度可以对每个破碎事件用选择函数和破碎函数来记述，如果知道各层的选择函数、破碎函数以及供给粒度分布，就可以预测破碎过程中各层物品的粒度分布。基于EVERTSSON理论，通过在破碎室分层中任意取破碎第I层，可以建立第I破碎层材料破碎过程模型。

　　(1-3)

　　为了考虑破碎室型和偏心距离对叠层破碎产品粒度组成的影响，导入破碎室型修正因子和偏心距离修正因子，修正从上式中选择的函数和破碎函数，修正后的模型如式1-4所示。

　　2对应粗细型腔、大小偏心距离的排出粒级组成

　　在不同的粗腔型中，材料的挤出次数与供给口和排出口的差值有关，破碎腔型修正系数是该差值的函数

　　在不同的偏心距离下，材料的挤出破碎与每次挤出的压缩比有关，压缩比越大，粒径相同的材料在破碎后所占的质量比例越大，相反，越少。

　　3不同型腔型、偏心距对排粒级组成的影响

　　将破碎腔型校正系数分别设为值

　　对偏心距离补正系数分别取值

　　在代收式1-5的修正运算中，设第一层压缩比为0.06、破碎次数i=6。 产品的粒度组成如表1所示。

　　比较粗型腔型粒度曲线(参照附图)可知，粗型腔型的第一层压缩比比细型腔型小，粗型腔型在破碎型腔上部主要是供给通路，几乎没有破碎功能，而细型腔型在破碎型腔上部破碎，因此

　　图3第1-6层破碎后-10mm材料占有率

　　图4第1-6层破碎后-10mm材料占有率

　　对大小偏心距离的粒度曲线(参照图4 )进行比较可知，大的偏心距离在第1、第2层的破碎中材料被挤出，粒度组成发生变化，而在第4 ~第6层的破碎中粒级组成不怎么变化的小偏心距离在每层破碎后的粒级组成发生变化， 最终说明粒级组成中的细粒级含量比大偏心距离多的大偏心距离破碎机的破碎腔的上半部分比下半部分破碎效果高，小偏心距离破碎机在破碎后半部分具有稳定的破碎效果。

　　为验证以上分析结果，在南阳某石材厂对MH600圆锥破碎机设置不同偏心距，在闭路循环条件下对排放粒级组成进行分析，试验结果如下。

　　由上表可知，在其他条件相同的情况下，小偏心距离具有更高的成品率，表示各破碎层存在挤出破碎的发生和粒度组成的变化。 在工程实践中，如果满足小偏心距的使用条件，可以有效地降低循环负荷，节约生产线的运行成本。

　　4结论

　　(1)粗型腔模一般具有材料进入破碎型腔的早期破碎(第1、2个破碎层)的效果，主要的挤出破碎发生在第3~6个破碎层，而细型腔模在破碎型腔上部破碎，因此最终产品中的细粒级含量比粗型腔模多。

　　(2)大偏心距离在第1、第2层的破碎中材料被挤出的粒度组成发生变化，但在第4 ~第6层的破碎中粒级组成不怎么变化的小偏心距离在每层破碎后的粒级组成发生变化，最终粒级组成中的细粒级含量比大偏心距离多的小偏心距离破碎机在破碎后半段具有稳定的破碎效果。(3)通过量不成为测定设备处理能力的唯一指标，小处理量可能有更多的成品量。 在工程实践中，只要满足小偏心距的使用条件，就采用尽可能小的偏心距，有效地减少系统的循环负荷，节约生产线的运行成本。