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1、,外动颚式破碎机 研发之路 郎平振 (13601219011) () 北京矿冶研究总院华诺维公司 2013年4月,一、结构、原理及特点 二、产品优势 三、理论和试验研究 四、应用情况,研发背景 适应地下矿连续开采技术需要 “多碎少磨”和短流程破碎工艺需要 选矿厂处理能力不断提高需要,一、结构、原理及特点,研发背景-适应地下矿连续开采技术需要 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、结构、原理及特点,研发背景-适应地下矿连
2、续开采技术需要 开发低矮、可移动、粗碎破碎机 省去投资巨大、建设周期长的地下固定破碎洞室 节省地下运输和提升费用,一、结构、原理及特点,研发背景 “多碎少磨”和短流程破碎工艺需要 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 选矿厂处理能力不断提高需要 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、结构、原理及特点,一、结构、原理及特点,外动颚式破碎机结构,传动带 传动带 皮带轮 皮带轮 电动机 偏心轴旋转 电动机 偏心轴旋转 直 接 动颚两 侧边板 动颚周期性摆动 动颚周期性摆动,一、结构、原理及特点,外动颚式破碎机原理,结构特点： 复摆颚破：静颚在外侧、
3、破碎腔基本竖直 外动颚破：动颚在外侧 、破碎腔倾斜,一、结构、原理及特点,结构特点： 复摆颚式破碎机： 大中型：采用零悬挂、正支撑 中小型：采用负悬挂、正支撑 为改善动颚运动轨迹，采用负支撑 存在堵塞点 大传动角 轴承受力恶化,一、结构、原理及特点,结构特点： 外动颚式破碎机： 负悬挂、大传动角 皮带轮、飞轮在机器中部两侧 静颚由悬挂轴悬挂在机架上 调整垫片，静颚绕悬挂轴旋转 改变排料口大小,一、结构、原理及特点,技术特点： 外动颚式破碎机动颚运动轨迹更理想,一、结构、原理及特点,挤压行程大 磨搓行程小 有利破碎 减小齿板磨损,磨搓行程大： 易产生粉料 齿板磨损快,技术特点： 复摆颚式破碎机：
4、 铰接四杆机构中各杆长和夹角的取值范围变动不能太大 否则会使得动颚运动轨迹更恶劣,一、结构、原理及特点,技术特点： 外动颚式破碎机: 动颚与铰接四杆机构中连杆分离 连杆运动特性不再约束动颚运动特性 铰接四杆机构各个参数可以进行较大幅度调整,一、结构、原理及特点,满足不同应用需求,技术特点： 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,外动颚式破碎机 复摆颚式破碎机,(1)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10-30% 动颚外置、倾斜破碎腔 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,二、产品优势,(2)破碎比大 同样排料口，细粒
5、级产品含量更高 最大排料粒度 外动颚 1.31.4 排料口尺寸 普通复摆1.61.8,二、产品优势,(2)能够适当延长破碎腔，以增大破碎比 普通复摆颚如加长破碎腔 动颚下部运动轨迹更恶化 齿板磨损会急剧增加 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,二、产品优势,(2)粗碎破碎比增大 有利于中、细碎设备处理能力更加均衡 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 缩小选厂占地面积 选厂投资和运营费用大大降低,二、产品优势,(3)处理能力大 生产能力比传统颚破高10%20%，能耗降低15%30% 动颚运动轨迹中，挤压行程大，磋磨行程小 输入能
6、量更多地用于物料破碎，无用功较少 外动颚破能以较小偏心距，获得普通颚破相同破碎行程 可采用小偏心距、高转速，以获得高的生产能力,二、产品优势,(4)大块破碎能力强 增加偏心距，主要增加破碎行程，磨损行程增加很小 可采用大偏心矩，获得更大破碎行程，有利于大块物料破碎 (5)衬板寿命长 动颚运动轨迹理想，磨损方向分量小 衬板磨损显著降低 生产数据表明，衬板寿命提高30%以上。,二、产品优势,在外动颚式破碎机开发过程中 采用虚拟样机和动态设计等现代设计方法 结合相应试验研究 使得设计开发逐步进入到以三维模型为基础、以动力学分析和有限元分析为手段的动态设计阶段 结构设计不断完善，性能不断优化，可靠性不
7、断提升,三、理论和试验研究,(1)运动学、动力学和虚拟样机研究 研究路线,三、理论和试验研究,(1)运动学、动力学和虚拟样机研究 进行运动学分析,求各主要机构 位移 速度 加速度 角度 角速度 角加速度,三、理论和试验研究,(1)运动学、动力学和虚拟样机研究 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 建立起一个联立方程组 转换成矩阵方程式 求解出各运动机构动力学数值解,三、理论和试验研究,(2)动态设计 技术路线：,三、理论和试验研究,(2)动态设计 应用三维建模技术创建三维模型,三、理论和试验研究,(2)动态设计 振动理论分析及实验,三、理论和试验研究,(2)
8、动态设计 振动理论分析及实验,三、理论和试验研究,(2)动态设计 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,三、理论和试验研究,(3)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 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,三、理论和试验研究,(3)机构动力平衡试验,三、理论和试验研究,(4)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 锥套方式解决静颚轴窜动问题,三、理论和试验研究,(4)持续改进 过载保护-肘板力测试、力分析、肘板样品试验,三、理论和试验研究,(4)持续改进 动颚齿板固定方
9、式，提高容错能力,三、理论和试验研究,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 (1)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 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 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、细碎设备负荷更均衡结构设计不断完善，性能不断优化，可靠性不断提升,四、应用情况,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 (2)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 进料口满足650mm原矿粒度要求 产
10、品粒度能达到7080mm，满足后续圆锥破碎机入料要求 处理能力达到50-100万吨/年,四、应用情况,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 (3)针对小型露天矿山、三段开路破碎流程 -低成本、大块破碎机 进料口能够满足1000mm原矿粒度要求 产品粒度350mm 设备投资小,四、应用情况,政府扶持 1986年 低矮可拆颚式破碎机 国家“七五”科技攻关计划课题 地下矿连续开采工艺技术和装备研究 2001年 PD90120大破碎比颚式破碎机 “十五”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,鸣 谢,政府部门扶持 2004年 PA100120外动颚低
11、矮大破碎比破碎机 国家科技攻关“十五”滚动计划项目 大型高效选矿设备研制 2006年 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,鸣 谢,设计单位支持 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 化工部连云港设计研究院 鞍山黑色冶金矿山设计研究院 长春黄金设计院 ,鸣 谢,用户的信赖 第一台外动颚式破碎机 1995年 金川集团龙首矿 PED75106 第一台PEWA9001200外动颚式破碎机 2001年 铜陵有色安庆铜矿 第一台PA10001200外动颚式破碎机 2004年 河北利华铁矿,鸣 谢,用户的信赖 第一台PD6001350宽腔型外动颚式破碎机 2005年 内蒙古兴业集团有限公司 第一台PD7501500宽腔型外动颚式破碎机 2005年 江铜集团贵溪冶炼厂 第一台PA12001500外动颚式破碎机 2007年 河北丰宁鑫源钼业有限责任公司,鸣 谢,高效节能破碎系统及装备研究 -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 -中国有色协会一等奖,荣 誉,谢 谢 !,