AF圆锥破碎机的性能分析和研究

秦在智1 ，沈俊萍1，王安林2，桑永强1

1 洛阳大华重型机械有限公司  河南洛阳  470123

2 昆明双佛矿业有限公司      云南昆明  654100

摘要：介绍了AF圆锥破碎机的工作原理和特性，并针对层压缩破碎理论进行了分析，同目前较先进的圆锥破碎机进行了比较和分析，对圆锥破碎机的安装调试提出了操作要领。在实际应用中解决了碎矿行业“多破少磨”的问题，提高选矿产能，提高回收率、增加效益，给以后推广使用奠定了基础。

关键词：AF圆锥破碎机；细碎；多破少磨；层压缩破碎理论；操作要领

作者简介：秦在智，男，1976年生，工程师，主要从事各种破碎机的研发工作。

Performance analysis and research of AF Series Cone Crusher

QIN Zaizhi1 ,SHEN Junping1 ,WANG Anlin2,SANG Yongqiang1

1Luoyang Dahua Heavy Type Machinery Co., Ltd., Luoyang 471023,Henan,China

2Kunming Shuangfo mining Co., Ltd., Kunming 654100,Yunnan,China

Abstract：This article introduces the operational principles and features of AF Series Cone Crusher and analyzes the layer compression crushing theory. After the comparison with currently advanced cone crushers, it brings forward the operational essentials to the adjustment and installation of cone crushers. It solves the‘more crushing and less grinding’problem in the practical applications, enhances beneficiation capacity, recycle ratio and effectiveness. It lays the groundwork for future generalization and utilization.

Keywords: AF Series Cone Crusher; fine crusher ; more crushing and less grinding; layer compression crushing theory; essential points of operation

1  前言

圆锥破碎机是大中型矿山选厂细碎作业的关键设备，具有生产能力高、产品粒度小、工作稳定及性能可靠等特点，广泛应用于细碎作业场合[1]。目前国内有色矿山资源正面临资源品位低，选矿成本居高不下，利润越来越低的境况，所以怎么提高回收率和降低成本是目前所有矿产企业首要考虑的问题。有经验有实力的企业也都在寻找一条路子，提高产能，增加效益，增加工人收入。

2  工作原理和结构特点

AF液压圆锥破碎机属于单缸液压圆锥破碎机，其结构组成为：进料斗、上机架、下机架、动锥部、偏心套部、传动轴部、液压缸部及润滑液压站部、控制部等组成[2]。该机动锥部上部在上机架顶部轴承内支撑，动锥部下部在偏心套内孔内支撑，电机通过三角带传递动力给传动轴部，传动轴部带动偏心套部，偏心套带动动锥部周期性的摆动，破碎过程是在上机架和动锥部之间形成的破碎腔内完成的。

AF液压圆锥破碎机在破碎腔腔形、偏心套转速及偏心距、电机功率等主要技术参数方面进行了优化设计。采用高能层压缩破碎理论，输入更大的能量，使物料破碎不仅发生在颗粒与衬板之间，而且发生在颗粒与颗粒之间。因此，产量更高，易损件相对磨耗少，产品粒形更趋于立方体，针片状含量少，产品粒形好。机架、主轴采用高强度合金钢精铸、精锻加工而成，坚固耐用，适合坚硬物料的破碎，生产能力大，小型规格的高能圆锥破碎机就能满足普通大规格圆锥破碎机所能达到的生产能力。单缸液压调整及保护安全可靠，液压、润滑合二为一，结构紧凑，所占空间小。

润滑系统标准采用风冷型式，适用范围广。配备有自动控制系统，通过模拟量采集的电流和油压数据，自动调节排料口大小，使设备产能一直处于最佳破碎状态。标准配置的均等给料装置，使破碎腔内物料分布均匀，破碎壁和轧臼壁磨损均匀，消除了轧臼壁偏磨“失圆”现象。操作维护简单方便，更换易损件衬板不需浇注填料，配备有标准的正压防尘系统，免去正常的繁琐维护。采用高能层压缩理论，避免了物料与易损件的高速撞击、摩擦或挤压磨损。采用螺旋伞齿轮传动方式，传动效率高，噪音低。

3  层压缩破碎理论分析

AF圆锥破碎机动锥衬板和定锥衬板经过优化设计，使得物料在破碎腔内各区段单位时间内通过能力相一致。

破碎机的通过能力为：

                                     Q=60π*n *D* B* S

式中：n—动锥衬板摆动次数；D—物料压缩层平均直径；B—物料被压缩时物料厚度；

S—动锥摆动一次物料的下落位移。[3][4]

由于要保证物料在破碎腔内下落过程中被挤碎，又要保证能够顺利排出破碎腔，所以n不能太高，也不能太低。有一个合理的n值也很关键。

对于同一种规格的破碎机，提高动锥衬板摆动次数n，直接提高产量。增大冲程e，同样增大了物料被压缩时物料厚度B，提高了产量。由于冲程e的增大，使物料压缩路径增大，物料被压缩挤压的更碎，同时对于扁片状的物料最先被压缩挤碎，所以破碎出的物料粒形好。该种经过优化后的圆锥破碎机破碎腔型，被叫做具有层压缩破碎的圆锥机腔型，该种圆锥破碎机破碎腔型，破碎出的物料颗粒多为立方体，物料颗粒小。同时也能大大降低了能耗。该种圆锥破碎机在给料时必须满足破碎腔均匀积满给料，这样才能更好的实现层压缩破碎。

由上述结构及原理可以看出，经过优化动锥衬板和定锥衬板的腔型的同时，提高了动锥衬板摆动次数n，增大冲程e，就可以实现层压缩破碎（如图1），提高产量，生产出更多细颗粒物料，同时生产出物料粒度趋于立方体状。对于以前的圆锥破碎机，物料只能在破碎腔内实现单粒子破碎，破碎出的物料片状多、产量低、能耗高（如图2）。

根据表1对比看，AF45圆锥在13mm和5mm以下的成品比例都明显比GP300M要高。从现场AF45圆锥的出料皮带看，也可看出，细料比例较大。从以上数据可以看出AF45圆锥在碎矿细碎作业中优势比较明显。由于AF液压圆锥破碎机的特点，所以用于要求破碎产品中立方体颗粒较多的场合非常适用。

4   安装调试操作要领

圆锥破碎机操作情况对物料破碎产品粒形影响很大，给料物料粒度分布均匀及均匀给料可大大改善破碎产品粒度。[5]

在碎矿系统中怎样使整个生产系统发挥最大的产能，实际也就是怎样使圆锥破碎机发挥到最大破碎能力的问题。首先圆锥破碎机必须满足以下几个条件：1.均匀给料；2.均匀布满给料腔，达到积满给料，这样才能实现层压缩破碎；3.不能进入过大料块；4.不能进入铁块，如挖机和铲车斗牙，钻头等不可破碎物。在这4个条件中，3和4是可以控制和避免的，往往会把1和2忽略掉。实际1和2是保证圆锥破碎机长期稳定运行的关键，为什么有的圆锥破碎机没什么问题，但就是容易损坏呢，其主要就是不能满足均匀积满给料，影响到上部机架轴承的受力，机架铜套的受力，液压缸止推轴承的受力，一旦给料不均匀，这几个地方就很容易损坏的。

一台设备要想使它稳定可靠运行，前期的调试是很重要的，圆锥破碎机调试时要特别注意以下几个问题：1.破碎机的电流：2.润滑回油温度；3.液压系统的压力；4.润滑系统压力：5破碎机的磨合时间。只要以上几个参数在第一周试运行时在正常的范围之内，设备以后就可以放心运行。

正常情况下，一台再好的设备，如果不能很好的维护，是不可能长期稳定运行的，对于圆锥破碎机更是如此。现场操作人员要做好以下几点：1.每一个小时做一次记录，记录下主机的电流、润滑回油温度、液压系统压力、润滑系统压力。2.每天检查油箱油位、润滑管路。3.每周检查一次润滑滤芯。根据以上检查情况就可以很好的诊断设备的运行状态，同时也可以制定好检修和维护时间，保证设备长期无故障运行，圆满完成生产任务。在实际使用中，定期对主轴和偏心衬套，偏心套和架体衬套检查，发现异常磨损及时处理到位，这些都是设备长期无故障运行的保证。

5   现场应用

现针对云南铜矿的技术改造升级及圆锥破碎机在铜矿中的应用进行一个分析比较。原来工艺流程为：450X450格筛——PE600X900颚式破碎机——DH36圆锥破碎机——粉料仓——磨机——分级机——浮选机，由于原来DH36圆锥破碎机为中碎圆锥机，在此处作为最终碎矿作业，碎矿成品粒度在40mm以下，以此成品做为磨机的粉矿原料，从磨矿追求的“多破少磨”的碎矿理念来讲，明显是很不明智的，使得整个选矿能耗大大增加。原来设计流程，一次投入较小，短期内见效快。但对于长期运行，磨机耗电量和球磨介质钢球磨损来看，进入磨机的矿石从小于40mm，磨到85%－200目以下，明显运行成本太高。对于当今矿石品位越来越低来讲，企业会感觉成本太高，所以技术升级改造也是迫在眉睫。

2011年10月，昆明双佛矿业有限公司经过研究决定，在原来基础上增加了洛阳大华重型机械有限公司生产的一台AF45圆锥破碎机和一台2YKR2160振动筛。

2011年11月底改造完成，本次技术改造后工艺流程为：

 

进入粉矿仓的原料为10mm以下。改造后两台圆锥并排使用如图3。

经现场积满给料如图4，出料如图5，经过测试，AF45圆锥破碎机排料口设定在25mm时，通过能力为295吨/小时，出料中12mm以下占52%，这样算来12mm以下153.4吨/小时，大于样本中13mm以下105吨/小时，所以AF45圆锥从产能和生产指标完全达到并超过设计参数。

目前碎矿设备一天平均运行16小时，达到正常碎矿系统设计的运行时间（一般为16-18小时）。磨矿产量提高30%以上，并且磨机能耗和磨机衬板、钢球的磨损也将会大大降低。到目前为止来看，整个系统的产量由原来1500吨/天提高到现在2100吨/天。

昆明双佛矿业有限公司对我公司AF圆锥破碎机机进行了较高的评价，对比进口知名圆锥破碎机，大华公司圆锥破碎机价格明显低于进口圆锥机，后期运行备件比进口圆锥破碎机价格便宜更多，设备的处理能力与进口圆锥破碎机基本持平，设备运行稳定可靠，所以综合对比我公司的圆锥破机性价比优于进口圆锥机。这是用户经过两年使用对大华公司圆锥破碎机的最终评价。

5   结语

由于AF圆锥破碎机采用了先进的层压缩破碎理论技术，优化了破碎腔，在细碎作业中，细颗粒含量高于同类其它圆锥破碎机， 在矿山细碎作业中优势很明显。目前，在矿山、水电、城建、水泥、铁路等领域得到市场的认可，并快速推广使用，为以后其它领域的拓宽奠定了基础。

参考文献

[1]母福生.  破碎及磨矿技术在国内外的技术发展和行业展望[J]. 矿山机械，2011,39(12):63

[2]郑鸣皋，朱雨东，王迺芳.  单缸液压圆锥破碎机简介[J].矿山机械，2013,41(1) :64

[3]郎宝贤.破碎机[M]. 北京：冶金工业出版社，2008:110-111

[4]郎宝贤.圆锥破碎机[M]. 北京：机械工业出版社，1998:203-204

[5]陈红江，邹莉娟，邹宗伟.  基于总体平衡模型的圆锥破碎机破碎过程研究[J]. 矿山机械，2006,34(7):19