專利名稱：一種脈動型擺動圓錐形選擇性物料碎磨系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種脈動型擺動圓錐形選擇性物料碎磨系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
粉碎是使物料尺度減小、比表面積增大的過程。目前所使用的磨礦設備主要有傳統(tǒng)的臥式球磨機、自磨機/半自磨機、振動球磨機、立式離心磨機、塔式攪拌球磨機等。球磨機是一種用途廣泛的物料粗磨和細磨的加工設備，這類磨機是以球體為介質(zhì)對各種硬度的物料實施沖擊粉碎和研磨粉碎。磨機筒體在旋轉(zhuǎn)時，筒內(nèi)球體介質(zhì)產(chǎn)生相互擠壓和相對位移，導致夾在其中的粉體收到脈動應力的擠壓研磨作用而得到粉碎。但傳統(tǒng)的球磨機粉碎效率低，原因是由于物料 在破碎腔內(nèi)的運動及受載的隨機性較大、施載強度變化范圍較大等因素而導致普通球磨機的能量利用率只有49Γ9%，尤其在進料粒度大時，其磨礦效率更低。自磨機/半自磨機是以全部或部分大塊物料作為介質(zhì)對物料實施沖擊粉碎和研磨粉碎，其工作原理和設備特點與普通磨機基本相似，破碎比大，過磨少，但在破碎過程中容易形成頑石，使磨機的有效減小。振動磨機是新型粉磨設備，它是將一定振幅和頻率的振動施加到磨礦筒體上，使處于強烈振動狀態(tài)下的筒體帶動其內(nèi)的粉磨介質(zhì)產(chǎn)生激烈的沖擊和研磨，快速高效地將物料粉碎。具有生產(chǎn)效率高、能耗低、產(chǎn)品粒度分布窄等優(yōu)點，因而在(超)細磨中得到廣泛應用。但由于大功率激振器的制造困難，振動磨機的大型化推廣應用也受到限制。離心磨礦機的特點是置介質(zhì)(鋼球)和物料于圓周運動的滾筒中，使介質(zhì)獲得9 15倍于重力的離心慣性力對物料進行沖擊破碎，因而具有較高的磨礦效率和均勻的產(chǎn)品粒度。然而，這種磨機只有在各工作參數(shù)之間進行有效匹配，才能較為充分利用離心沖擊功；此外，由于滾筒內(nèi)的物料和介質(zhì)的運動速度大,筒內(nèi)襯板和磨介的磨損快。攪拌磨機主要由筒體和攪拌器組成，筒內(nèi)介質(zhì)隨著攪拌器的旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生相對運動，從而對介質(zhì)間的物料進行擠壓、沖擊和剪切。與普通臥式磨機相比，其磨礦效率高，噪聲低，振動小，產(chǎn)品粒度可方便調(diào)節(jié)；但進料粒度需控制在3mm以下，目前主要用于非金屬礦和化工產(chǎn)品的加工。除攪拌磨之外，其它磨機在工作過程中均存在難于捕足物料，并對其實施有效碎磨，因而普遍存在磨礦效率低；而攪拌磨對進料粒度存在較高要求，因此，其推廣應用受到影響。

發(fā)明內(nèi)容
1、發(fā)明目的
本發(fā)明主要是開發(fā)一種脈動圓錐形、選擇性碎磨系統(tǒng)，能夠?qū)γ恳恍枰凰槟サ奈锪线M行捕足，使物料的運動軌跡和運動速度受到一定的約束，從而實現(xiàn)物料的碎磨過程具有良好的可控性；通過對被捕足的物料實施壓剪施載與沖擊施載，使磨礦能量的利用率得到有效提聞，最終實現(xiàn)聞能磨礦。2、技術(shù)方案
定錐(2)與激振器(I)相連后固定在機架(7)上，定錐(2)的內(nèi)表面與動錐(3)的外表面形成碎磨腔；主軸(11)安裝在機架(7)上，主電機(5)驅(qū)動主軸(11);偏心軸(12)安裝在主軸(11)上，主軸(11)與偏心軸(12)之間形成夾角；偏心軸電機(4)與偏心軸(12)相連接，偏心軸(12)下端與動錐(3)相連接；動錐(3)上設置對稱分布的給料槽(9);在相鄰給料槽(9)之間的動錐(3)工作表面上，以及定錐(2)和動錐(3)的工作錐面上，均沿高度方向鑲嵌合金塊，形成突筋(6 )。主軸(11)與偏心軸(12)成夾角的偏心擺動結(jié)構(gòu)。動錐和定錐工作表面上的突筋(6)為三維螺旋形。工作時，定錐(2)在激振器I作用下沿垂直方向以一定頻率和振幅做縱向脈沖型振動；動錐(3)在以角速度《2繞偏心軸(12)自轉(zhuǎn)的同時，還可以角速度O1繞主軸(11)公轉(zhuǎn)；由于主軸(11)與偏心軸(12)之間夾角的存在，動錐3在旋轉(zhuǎn)過程中，與動錐3之間的相對位置是變化的；動錐3上端面的物料首先在離心力的作用下被分撒到破碎腔四周的給料槽中，隨著動錐3的繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，給料槽中的物料能夠順利進入帶有溝槽的碎磨腔中，從而對碎磨腔中的物料實施壓剪破碎、沖擊破碎和剝磨。3、技術(shù)效果
(I)便于捕足物料利用具有一定高度的倒錐、可變的碎磨腔形，能夠容易捕足到碎磨腔中的物料，在碎磨腔型的幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)和碎磨系統(tǒng)的工作參數(shù)匹配合理的情況下，可以得到較細的干磨和濕磨產(chǎn)品粒度，因此能量的有效利用率很高。(2)碎磨作業(yè)的可控性好由于這種碎磨方式較好地解決了物料的捕足問題，因而使物料碎磨的微觀過程中更為有序，有利于建立較為準確的定量碎磨模型，從而能夠?qū)λ槟ギa(chǎn)能、產(chǎn)品粒度進行有效控制。(3)可以實現(xiàn)高效復合碎磨由于抗剪切強度是抗壓強度的30%左右，抗沖擊強度是抗壓強度的20%左右。在定錐上施加一定頻率和振幅的縱向脈沖振動，可以對破碎腔中的物料實施沖擊碎磨；在定錐襯板和動錐襯板的工作表面上按照一定規(guī)律分布的突筋，在動錐旋轉(zhuǎn)時可以對破碎腔中的物料實施剪切碎磨；從而降低物料碎磨所需的破碎功。(4)有利于選擇性碎磨由于襯板工作表面上的突筋與淺槽的存在，使大塊物料能夠在破碎腔的前端和突筋出現(xiàn)的部位得到有效碎磨；而小塊物料要么在突筋之間的溝槽內(nèi)聚集形成料層而被擠壓、研磨，要么沿破碎腔下滑，直至被襯板的工作面擋住而被碎磨；而小于排放口間隙的物料或直接從溝槽內(nèi)排出，實現(xiàn)選擇性碎磨。(5)實現(xiàn)無堵塞碎磨在動錐上設計了若干對稱分布的給料槽，有利于物料均布到碎磨腔；動錐軸線與定錐軸線存在一定夾角，因此動錐在旋轉(zhuǎn)時相對定錐擺動，使碎磨腔出現(xiàn)碎磨區(qū)域(緊邊)和排料區(qū)域(寬邊)，由于碎磨區(qū)域(緊邊)的破碎力大，而排料區(qū)域(寬邊)的破碎力小，從而有利于在碎磨區(qū)域的物料得到快速碎磨，而被碎磨的物料從容易排料區(qū)域排出；因此整個破碎腔不會出現(xiàn)堵塞點。(6)動錐運動軌跡可變通過控制主軸旋向及其轉(zhuǎn)速，改變偏心軸的旋向、以及調(diào)整偏心軸的轉(zhuǎn)速，可以使動錐產(chǎn)生圓形、往復直線、螺旋線、多葉玫瑰線等運動軌跡，以滿足不同物料工況的不同碎磨要求。
(7)結(jié)合物料碎磨要求，沿襯板的工作表面自上而下按一定規(guī)律設計三維螺旋狀、且不等間距的突筋與淺槽結(jié)構(gòu)，可以較好地協(xié)調(diào)碎磨產(chǎn)能、產(chǎn)品粒度與碎磨能耗之間的關(guān)系O


下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)原理圖。圖2為本發(fā)明定錐襯板工作表面示意圖。圖3為本發(fā)明動錐襯板工作表面示意圖。圖4為本發(fā)明動錐做圓周運動的軌跡圖。圖5為本發(fā)明動錐做螺旋線運動的軌跡圖。圖6為本發(fā)明動錐做直線運動的軌跡圖。圖7為本發(fā)明動錐做玫瑰線運動的軌跡圖。圖中:1.激振器，2.定錐，3.動錐，4.偏心軸電機，5.主電機，6.突筋，7.機架，
8.主軸，9.偏心軸，10.溝槽，11.破碎區(qū)，12.進料區(qū)，13.給料區(qū)，14.排料區(qū)。
具體實施例方式主軸可在機架上作旋轉(zhuǎn)運動，偏心軸以一定夾角安裝在主軸上，可自轉(zhuǎn)也可繞主軸公轉(zhuǎn)，動錐固結(jié)在偏心軸 上；在動錐的工作表面上有若干個對稱分布的給料槽，在相鄰給料槽之間有一定螺旋升角、間距和分布密度的鑲鑄突筋。定錐與激振器相連，激振器固結(jié)在機架上；在定錐的工作面上也有一定螺旋升角、間距和分布密度的鑲鑄突筋。激振器帶動定錐做縱向振動的同時，主電機驅(qū)動主軸在機架內(nèi)旋轉(zhuǎn)，主軸帶動偏心軸以及安裝在偏心軸上的動錐繞主軸公轉(zhuǎn)，偏心軸電機驅(qū)動動錐自轉(zhuǎn)，從而使動錐能夠相對定錐做圓周擺動，導致某一局部破碎腔的容積發(fā)生周期性變化。碎磨時，物料從上部下落到動錐的上端面，在離心力的作用下，大部分物料將進入動錐的給料槽中，隨著動錐的旋轉(zhuǎn)，物料將由給料槽進入碎磨腔，由于動錐的旋轉(zhuǎn)和擺動，在破碎腔內(nèi)將形成破碎區(qū)和排料區(qū)；物料在處于縱向振動的定錐綜合作用下，將被剪切碎磨和沖擊碎磨。動錐的運動軌跡在滿足以下條件時，可以形成圓、螺旋線、直線和玫瑰線軌跡。當 3/ % = I時，即主軸與偏心軸同向、同速旋轉(zhuǎn)時,工具頭支架運動軌跡為圓。當％/吟^ I時，即主軸與偏心軸同向、不同速旋轉(zhuǎn)時，工具頭支架運動軌跡為螺旋線。當= --1時，即主軸與偏心軸反向、同速旋轉(zhuǎn)時,工具頭支架運動軌跡為直線。當( / * -1時，即主軸與偏心軸反向、不同速旋轉(zhuǎn)時，工具頭支架運動軌跡為玫瑰線。實施例以相同性質(zhì)和粒級分布的礦石進行球磨實驗、離心磨礦實驗、脈動型擺動碎磨實驗。用于磨礦實驗的銅礦石的普氏硬度系數(shù)/=15 18，含水量為1.5%，磨礦量為均為IOOKg,礦石的粒級分布如表I所示。表1:銅礦石進料粒級分布
權(quán)利要求
1.一種脈動型擺動圓錐形選擇性物料碎磨系統(tǒng)，其特征在于:定錐(2)與激振器(I)相連后固定在機架(7)上，定錐(2)的內(nèi)表面與動錐(3)的外表面形成碎磨腔；主軸(11)安裝在機架(7)上，主電機(5)驅(qū)動主軸(11);偏心軸(12)安裝在主軸(11)上，主軸(11)與偏心軸(12)之間形成夾角；偏心軸電機(4)與偏心軸(12)相連接，偏心軸(12)下端與動錐⑶相連接；動錐⑶上設置對稱分布的給料槽(9);在相鄰給料槽(9)之間的動錐(3)工作表面上，以及定錐(2)和動錐(3)的工作錐面上，均沿高度方向鑲嵌合金塊，形成突筋(6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種脈動型擺動圓錐形選擇性物料碎磨系統(tǒng)，其特征在于:主軸(11)與偏心軸(12)成夾角的偏心擺動結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種脈動型擺動圓錐形選擇性物料碎磨系統(tǒng)，其特征在于:動錐和定錐工作表 面上的突筋(6 )為三維螺旋形。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種脈動型擺動圓錐形選擇性物料碎磨系統(tǒng)，定錐與激振器相連后固定在機架上，定錐的內(nèi)表面與動錐的外表面形成碎磨腔；主軸安裝在機架上，主電機驅(qū)動主軸；偏心軸安裝在主軸上，主軸與偏心軸之間形成夾角；偏心軸電機與偏心軸相連接，偏心軸下端與動錐相連接；動錐上設置對稱分布的給料槽；在相鄰給料槽之間的動錐工作表面上，以及定錐和動錐的工作錐面上，均沿高度方向鑲嵌合金塊，形成突筋。本發(fā)明能夠使碎磨過程具有良好的可控性；定錐的振動和動錐的擺動，可以實現(xiàn)能耗最低的沖擊與剪切復合的選擇性碎磨；碎磨腔中不出現(xiàn)堵塞點，使碎磨過程順暢；動錐的運動軌跡可變，可以滿足不同物料工況的碎磨要求；襯板工作面上分布的突筋與溝槽，可以較好協(xié)調(diào)碎磨產(chǎn)能、產(chǎn)品粒度與碎磨能耗之間的矛盾關(guān)系，從而實現(xiàn)物料的高效碎磨。
文檔編號B02C2/04GK103071559SQ20131004824
公開日2013年5月1日 申請日期2013年2月7日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月7日
發(fā)明者蔡改貧, 羅小燕, 姜志宏, 陳浩華, 占鵬飛 申請人:江西理工大學