PFK-1212可逆反击式破碎机的总体设计+CAD图纸(5)
因此许多专家和业内人士共认: 国际上破碎设备向大型化、大产量、高效、节能、降耗、大破碎比、自动控制方向发展。中、小型设备同样也向上述几方面发展, 但是不太要求自动控制, 尤其对于中国许多中小矿山和矿主面言, 能在尽量节省投资的前提下获取最大利润是他们的第一宗旨, 因此对小型高效破碎机十分有兴趣。无奈我国对小型破碎机投入科研开发力量被忽视, 市场宣传太少近年没出现十分令人惊喜的品种, 绝大多数仍是沿续老品种在使用, 普通额破机, 小型圆锥碎机都是市场的热销产品, 除此之外, 由于铁矿热而上马的中小矿山如一个县170 多个小型铁选厂, 一个村七个小铁选厂, 这对破碎市场开发极度不利, 根据笔者在河北省的实际考察都属临时观点从没有考虑使用新型破碎矿机的想法。总之, 从2001 年到目前, 作者认为我国破碎机市场的形势是大设备多靠引进, 小设备多靠老型号、耐磨材料研究跟不上需要、科研开发没有新创意、新机种不多。破碎机市场急需有识之士来参与, 来领导新潮流。
2. 可逆反击式破碎机的设计
2.1 可逆反击式破碎机设计依据
可逆反击式破碎机设计的实质是，通过对设计方案的确定，指出各个主要零部件的设计、安装、定位等问题，并对个别零件进行强度校核和试验。并对反击式破碎机转子锤头的寿命延长进行比较详细的分析。在各个零部件的设计中，要包括材料的选择、尺寸的确定、加工的要求，结构工艺性的满足，以及与其他零件的配合的要求等。在通过对破碎机破碎腔、反击板、板锤等的设计完善其机构性能并随后对整体进行安装、工作过程以及工作后的各方面的检查，同时兼顾到文修、保险装置等方面的问题，最后对主要工作零件的加工精度、公差选择进行分析，以保证破碎机最终设计的经济性和可靠性。
2.1.1 破碎腔的介绍
反击式破碎机是利用高速旋转的板锤对物料进行冲击而实现破碎物料的。物料受到冲击后，获得较大的能量，从而以很高的速度飞出，撞向位于前方的反击板，形成二次冲击破碎。如果反击板的内表面形状设计合理，物料的飞行方向将与反击板表面呈近似垂直关系，从而最大限度地利用物料动能，提高破碎效果。由于破碎机腔型取决于反击板的表面形状，故反击板优化又称为破碎机腔型优
化。为便于说明，文中将反击板表面形状简称为反击板形状。
目前，关于破碎机腔型的研究比较少。学者对回转式破碎机腔型进行了研究，同样对圆锥破碎机腔型的优化进行了研究。对于反击式破碎机给出了折线形和圆弧形两种反击板形状，如图2.1，其中，图(a)为折线形反击板，其内部包络线近似于渐开线形状。图(b)、(c)、(d)则为三种圆弧形反击板。采用渐开线反击板是以这样的假设为前提的，即物料的运动轨迹总是沿着破碎机转子外缘切线方向。但实际上，由于物料形状各异，受冲击的部位千差万别，物料的运动轨迹也是复杂多变的。故此，如何设计反击板形状就成为一个急需解决的问题。但是，截至目前，对于反击式破碎机腔型优化的研究还非常缺乏。有限元技术的发展为复杂物理过程的数值仿真研究提供了一种有力的手段，也使得反击式破碎机腔型的仿真研究成为可能。
图2.1 反击板形状
破碎机腔型的有限元模型的建立：图 2.2 为板锤--物料冲击碰撞系统的有限元模型。左侧的长方体表示转子和板锤，通称为板锤；右侧小的立方体表示物料。板锤的高度等于转子半径，其旋转中心为右下侧边缘。板锤上施加恒定旋转约束，旋转方向为顺时针方向。旋转角速度根据板锤外缘线速度(即冲击速度)和转子半径计算得出。物料从入料口到达冲击位置时，已经具有了一定的速度。为此，对物料赋予了一个向下的初速度。初速度数值根据入料口到板锤外缘的高度计算得出。本文中设物料向下的初始速度为2 m/s。锤头与物料之间的接触定义为主从表面接触，锤头为主表面，物料为从表面。板锤与物料之间的摩擦系数设为0.3，以模拟摩擦力对冲击过程的影响。