鄭立遠(yuǎn)
摘 要:在金屬與非金屬礦山、砂石場(chǎng)等均需要使用到破碎機(jī)械與篩分機(jī)械。在砂石場(chǎng)以破碎和篩分設(shè)備為主,配備輸送和儲(chǔ)存設(shè)備以及電氣控制等,組成砂石生產(chǎn)線,破碎篩分聯(lián)合設(shè)備由此而來。破碎篩分聯(lián)合設(shè)備將開采的天然巖石,通過多級(jí)破碎和篩分獲得所需要的一定粒級(jí)、形狀和數(shù)量的砂石產(chǎn)品,滿足各種建設(shè)工程需要。鑒于此,本文圍繞破碎篩分聯(lián)合設(shè)備的設(shè)計(jì)展開研究,僅供參考。
關(guān)鍵詞:破碎篩;分聯(lián)合設(shè)備;設(shè)計(jì)
0引言
現(xiàn)階段,從城市建筑、公路建設(shè)、鐵路道碴到水利工程等工程項(xiàng)目中,估計(jì)每年破碎篩分聯(lián)合設(shè)備新增超過200套。破碎篩分聯(lián)合設(shè)備的設(shè)計(jì)規(guī)范化對(duì)合理利用資源、降低能耗、提高砂石產(chǎn)品質(zhì)量、改善砂石場(chǎng)的環(huán)境等方面起到積極作用。對(duì)破碎篩分聯(lián)合設(shè)備的設(shè)計(jì)展開探究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
1 破碎篩分聯(lián)合設(shè)備的設(shè)計(jì)前提
1.1 用戶條件
(1)砂石場(chǎng)地形條件。例如:原料的來源通道、設(shè)備及成品堆場(chǎng)、輸出道路等。(2)物料。包括物料種類、抗壓強(qiáng)度、含水量、含泥量以及堆比重等物理性能,和供料規(guī)格、供料輸送方式等。(3)產(chǎn)品。包括處理量、分級(jí)要求、顆粒形狀要求等。
1.2 設(shè)備特性
(1)設(shè)備的電氣拖動(dòng)性能及控制。(2)包括允許最大進(jìn)料、不同排料口時(shí)的處理能力和不同排料口時(shí)的排料粒度曲線等。
2 破碎篩分聯(lián)合設(shè)備的方案設(shè)計(jì)
2.1 設(shè)備選型設(shè)計(jì)
破碎篩分聯(lián)合設(shè)備主要有三種型式:固定式、半移動(dòng)式以及移動(dòng)式。移動(dòng)式破碎站按移動(dòng)方式又分為輪胎式和自行走式。這三種型式可以完全獨(dú)立采用,也可以混合使用。例如初破機(jī)組是移動(dòng)式,便于多個(gè)礦源進(jìn)料就近破碎,然后以帶式輸送機(jī)輸送到固定地點(diǎn),而二、三破以及篩分機(jī)組采用固定式。一個(gè)砂石場(chǎng)究竟采用那種型式,應(yīng)根據(jù)砂石場(chǎng)運(yùn)行時(shí)設(shè)備移動(dòng)的頻繁程度來定。不需搬遷設(shè)備采用固定式,有可能幾年搬遷一次采用半移動(dòng)式,而一年之內(nèi)可能數(shù)次搬遷時(shí)以輪胎移動(dòng)式為主,而如移動(dòng)特別頻繁則可采用自行走式。
2.2 工藝流程設(shè)計(jì)
在系統(tǒng)進(jìn)料和最終成品料需求都十分明確的條件下,實(shí)現(xiàn)破碎篩分的工藝路線可以是多方案的,不同方案所選擇設(shè)備會(huì)不相同,因而方案實(shí)施的初期投資費(fèi)用和今后運(yùn)行費(fèi)用也會(huì)不同,設(shè)計(jì)者、投資者與運(yùn)行者必須充分討論,切合實(shí)際,權(quán)衡利弊確定較佳的工藝方案。工藝流程設(shè)計(jì)應(yīng)以分級(jí)破碎與篩分計(jì)算為依據(jù)。工藝流程設(shè)計(jì)確定主機(jī)設(shè)備的數(shù)量和選型,工藝流程設(shè)計(jì)應(yīng)遵循下面所述的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。
2.3 平面布置設(shè)計(jì)
(1)機(jī)械運(yùn)行與維修,電控的操作位置和聯(lián)絡(luò)方便。在平面布置設(shè)計(jì)完成后,初步確定所有設(shè)備,包括運(yùn)輸設(shè)備、儲(chǔ)存設(shè)備以及電氣控制等;(2)在流暢的物料流動(dòng)條件下,盡可能少和短的帶式輸送機(jī)設(shè)置;(3)原料礦山與生產(chǎn)線進(jìn)料口的距離、進(jìn)料口場(chǎng)地和落差高度、設(shè)備布置場(chǎng)地、堆料場(chǎng)及料輸出方式;(4)滿足運(yùn)行和產(chǎn)品輸送的中間堆料場(chǎng)和成品料場(chǎng)設(shè)計(jì),充分利用場(chǎng)地。
3 破碎篩分聯(lián)合設(shè)備的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則
3.1 初破機(jī)組
(1)當(dāng)前,初破機(jī)主要選用三種機(jī)型:顎式、反擊式和旋回式破碎機(jī)。顎式破碎機(jī)的簡(jiǎn)擺式,曾經(jīng)在初破階段大量采用,由于其自重大,投資大,近 20 年來,被大規(guī)格的復(fù)擺顎式所取代,除特殊場(chǎng)合已很少采用。旋回式破碎機(jī)與簡(jiǎn)擺顎式處境相仿,在大型礦山尚使用頗多,砂石場(chǎng)已很少選用。反擊式破碎機(jī)作為初破,僅適用于中軟巖石的處理,例如石灰石,因而其使用范圍受到局限。
(2)初破機(jī)前是否設(shè)置給料機(jī)或棒條篩,依生產(chǎn)線規(guī)模而定,通常處理量在50t/h以下小型砂石場(chǎng)可節(jié)省投資,不設(shè)給料機(jī)。在50~100t/h之間規(guī)模則可設(shè)可不設(shè)。而100t/h以上規(guī)模,則應(yīng)設(shè)置給料機(jī),理由如下:①往往卡車供料的大小是不均勻的,時(shí)大時(shí)小,當(dāng)大塊進(jìn)料較多時(shí),顎破機(jī)負(fù)荷大,破碎速度緩慢,反之則快,給料機(jī)可以調(diào)整給料速度,使顎破機(jī)在負(fù)荷大時(shí)給料少些,在破碎速度快時(shí)給料多些,也有利于平均處理能力的提高;②由于顎式破碎機(jī)等均不允許滿腔起動(dòng),而給料機(jī)可以帶載荷起動(dòng),由給料機(jī)在前道工序控制給料,一旦非正常停機(jī),可減少顎破機(jī)存料,容易恢復(fù);③給料機(jī)將間歇式的自卸卡車、裝載機(jī)的供料變?yōu)橄蝾€破機(jī)連續(xù)供料,減少顎破機(jī)負(fù)載的波動(dòng),有利于延長(zhǎng)機(jī)器的使用壽命。
(3)慣性振動(dòng)給料機(jī)通常水平安裝,所需落差高度小于棒條篩,故適宜在初破機(jī)組中使用,這種雙偏心、慣性振動(dòng)方式的給料機(jī)可以允許較大的料塊,且?guī)в锌烧{(diào)節(jié)間隙的篩條,此處篩條間隙可按后續(xù)破碎機(jī)的最大排料粒級(jí)相對(duì)應(yīng)來設(shè)定。讓進(jìn)料中小于初破排料粒級(jí)的部分小料在給料機(jī)中先篩分離,不必通過初破機(jī),此時(shí)可以允許使用較小規(guī)格的初破機(jī),或者使初破機(jī)在較小處理量下工作。給料機(jī)的選型,不僅其處理能力應(yīng)符合系統(tǒng)要求,而且其最大允許進(jìn)料也應(yīng)滿足進(jìn)料中大顆粒所占比例的要求。
3.2 二破機(jī)組和三破機(jī)組
(1)圓錐式破碎機(jī)是目前國內(nèi)外砂石場(chǎng)中使用最廣泛的二次破碎設(shè)備,其不同規(guī)格和同一規(guī)格的不同腔形可以滿足各種不同的處理工況要求,較好地貼近工藝流程的需求,而且它運(yùn)行平穩(wěn),易損件使用壽命長(zhǎng)。圓錐破的弱點(diǎn)有二條:一是操作相對(duì)復(fù)雜,不管哪種圓錐破都具備液壓和潤(rùn)滑系統(tǒng)來調(diào)節(jié)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)和冷卻軸承的發(fā)熱;二是在破碎某些物料時(shí),由于巖石自身的裂紋各向異性頗大,造成其排料的針片狀百分比含量較高。
(2)粗碎復(fù)擺顎破機(jī)極少用于二次破碎工序,而細(xì)碎復(fù)擺顎破機(jī)過去常見于中小型砂石場(chǎng),由于處理能力小,且排料中針片狀料太多,已逐步被圓錐破碎機(jī)和反擊式破碎機(jī)取代。
(3)反擊式破碎機(jī)由于破碎比大,排料的針片狀顆粒少,近十多年來,已在砂石場(chǎng)特別是公路路面石料場(chǎng)大量使用,成為標(biāo)準(zhǔn)配置。反擊式破碎機(jī)有二個(gè)顯著弱點(diǎn):其一,同樣處理能力、進(jìn)出料粒級(jí)相仿的條件下,其裝機(jī)容量將大于圓錐破和顎破機(jī),因?yàn)樗饕捎脹_擊破碎方式,與圓錐破和顎破機(jī)的擠壓破碎方式不同,在高速回轉(zhuǎn)時(shí),鼓風(fēng)效應(yīng)造成較大的無效能量損耗;其二是易損件的磨損較快,在同樣處理工況下耐磨件使用壽命往往比圓錐破和顎破機(jī)縮短3倍以上,造成運(yùn)行成本高,這也是由于破碎方式不同引起的。
3.3 預(yù)篩分機(jī)組和成品篩分機(jī)組
在分級(jí)破碎工藝上,前后級(jí)破碎工藝中間插入預(yù)篩分機(jī)具有兩個(gè)功能:一是可以減少后續(xù)破碎工藝的處理量。預(yù)篩分機(jī)把前道破碎后的排量中小于后續(xù)破碎排料粒級(jí)的物料分離出來,使之不參與后續(xù)的破碎,這時(shí)也會(huì)減少后續(xù)破碎排料中的細(xì)粒度比例;二是可以篩分獲得部分大規(guī)格的產(chǎn)品料。
3.4 清洗機(jī)組
砂石的清洗有二種做法:如果僅僅是控制成品料中的細(xì)粉,則可以在振動(dòng)篩上清洗,清洗后的水與小于下層篩網(wǎng)的細(xì)顆粒物料一起進(jìn)入砂石清洗機(jī),將水和細(xì)粉與砂石分離,獲得需要的砂石。水和細(xì)粉通過沉降與脫水分離后回收循環(huán)使用,直接排放將造成環(huán)境污染。也可以在砂石清洗機(jī)內(nèi)清洗,此時(shí)要按成品料中細(xì)粉的量,控制砂石清洗機(jī)的轉(zhuǎn)速、溢流的水量來控制細(xì)粉的洗去和保存量。如果主要是清洗粘在砂石塊上的粘土,則料石在破碎到細(xì)粉之前必須采用碎石或巖石清洗機(jī)將粘在石塊上的粘土刮去,這樣才能保證后續(xù)破碎篩分后的砂石質(zhì)量。這種設(shè)備通常設(shè)置在振動(dòng)篩之前,先清洗后篩分。
4結(jié)語
現(xiàn)階段,國外已有多家公司專門為破碎篩分機(jī)械制造商提供聯(lián)合設(shè)備設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)軟件。當(dāng)該公司的破碎篩分機(jī)械產(chǎn)品相關(guān)性能資料輸入該軟件后,設(shè)計(jì)工程師可以將用戶的各種要求及設(shè)計(jì)者的選擇一步步在人機(jī)對(duì)話的窗口中輸入,借助該軟件得到依據(jù)該公司產(chǎn)品的分級(jí)破碎計(jì)算工藝流程圖和設(shè)備選型等設(shè)計(jì)文件。這種輔助設(shè)計(jì)軟件,提高設(shè)計(jì)準(zhǔn)確性,加快設(shè)計(jì)速度和減少設(shè)計(jì)工作量,受到普遍歡迎。由于每家公司產(chǎn)品性能不一樣,這種軟件也為某家公司專用,無法通用。但軟件編制所遵循的設(shè)計(jì)思想是一致的,主要內(nèi)容即上述所介紹。
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