圆锥破碎机代替细颚破提高性能的案例分析

近年来，随着国家对基础建设的大力投入，建筑用石需求急剧增加，破碎生产线在建筑、矿山等行业应用非常广泛。然而，不同的设备配置对整条生产线成品产量、 粒度和形状影响较大。针对不同原料、不同产量要求和不同成品占比，行业规范都有成熟的标准配置。如某砂石开发有限公司碎石生产线原来配置的平均产量约为 160t/h，通过改进，用1台巍立wlc1380圆锥破碎机代替2台pex-0313细颚式破碎机，平均产量提高到 195 t/ h；设备运行于工作状态时，产量高达 200 t/ h，而且生产成本有所降低。
 
      1　生产线性能测试的试验步骤
      1.1　原生产线介绍
      工艺流程：pe750×1060 颚式破碎机 → 中转料仓→ 2 台 pex-0313 细颚式破碎机 (二破) → 2 台 pf1315反击式破碎机 (三破整形) 1 台 3ya2060 3 层振动筛 → 成品 (0～5 mm， 5～9.5 mm，9.5～19 mm)。原生产线总生产能力约 160 t/ h (按厂家实际产量)。
 
      1.2　改进后生产线介绍
 
      工艺流程：pe750×1060 颚破碎机→中转料仓→1台wlc1380标准圆锥破碎机(二破)→2台 pf1315反击式破碎机 (三破整形) 2台3ya20603层振动筛→成品(0～5 mm，5～9.5 mm，9.5～19 mm)。
 

       1.3 　试验要求
 
        设备正常生产情况下，要求改进后日产量达到2500 t (每日按13 h 标准作业时间)，平均产量为 192t/ h，误差在 10% 以内；3分石和6分石的产量占比为1.1～1.3之间。
       1.4　试验步骤
       (1) 对全套设备进行开机前全面检查，包括液压系统、供电系统、机械系统、易损件、紧固件和其他主要部件。
       (2) 先启动大功率设备，开机顺序如下：反击式破碎机电柜—wlc1380圆锥破碎机— 颚式破碎机—所有成品带 (6号，7号，8号)；依次启动生产流程中石料传递流向后面的带式输送机；然后启动振动筛和其他设备。
       (3) 启动进料给料机，待其运转正常后开始给料。
 
        2　产量分析
       本试验产量分析采用从生产线入口和出口两端同时测算的方法。
       (1) 生产线入口测算法　在一定时间内，pe750×1060 颚式破碎机和wlc1380圆锥破碎机分别破碎的有效吨数；
       (2) 生产线出口测算法　在终端成品带上分时取样计算出成品 (9.5～19 mm，5～9.5 mm，0～5 mm)的有效吨数。
 
       2.1　生产线入口测算法
       将生产试验中一段时间t min内，pe750×1060和 wlc1380 破碎机的有效破碎时间 te min 和空转时间 t0min 均记录下来，而此段时间破碎的石头车数记为 n辆，则是每小时产量记为 pt 便可计算出来。

        式中：12.5 为每车毛料石头的平均质量，t。生产线入口测算的试验数据分析如下。由试验记录整理出 6 月 3 日破碎机运转时间如表2 所列。
 
       表 1　试验参数记录

 
       表 2　破碎机运转时间统计

项目 上午 下午 破碎机型号 空转时间 总时间 空转时间 总时间 pe750×1060 81 178 86 194 wlc1380 75 179 85 180

 
        上午，颚式破碎机和圆锥破碎机破碎 24车；下午，颚式破碎机破碎 32 车，圆锥破碎机破碎 30 车。由表 2和式 (1) 计算当天 pe750×1060 颚式破碎机平均产量约为203 t/h，wlc1380圆锥破碎机产量约为205 t/ h。由试验记录整理出6月9日机器运转时间如表3所列。

项目 上午 下午 破碎机型号 空转时间 总时间 空转时间 总时间 pe750×1060 37 96 131 209 wlc1380 42 88 134 208

       上午，颚式破碎机和圆锥破碎机均破碎 13 车；
       下午，颚式破碎机和圆锥破碎机均破碎 24 车。由表 3和式 (1) 计算当天 pe750×1060 颚式破碎机产量约为198 t/ h；s155 圆锥破碎机产量约为226 t/ h。
按同样步骤得到机器产量统计结果如表 4 所表4中7d的数据取平均值，本条生产线的实验产量为：pe750×1060颚式破碎机为196t/h, wlc1380圆锥破碎机为199t/h。
 
         2.2　生产线出口测算法
        本生产线有3种成品，俗称 6 分料、3 分料和石粉，即粒度分别为 9.5～19 mm，5～9.5 mm 和 0～5mm。正常破碎过程中，在成品带终端用容器接收样品，分时测量，记录接收时间 t1～tn s，称量样品重g1～gn kg。故每小时成品产量 (pt′) 便可计算出来。

        式中：3.6 为单位换算后的系数。生产线出口测算法的试验数据分析如下。通过在 6 分料和 3 分料的成品带终端取样，分时取得几组数据，称量结果如下。
 
        2.2.1　6 分料 (9.5～19 mm)
        6 分料质量试验纪录见表 5。由式 (2) 计算得出 6分料的平均产量为 67.8 t/ h由于pf1315反击式破碎机使用年数较长，性能不稳，且板锤易于磨损，对整体产量有一定影响；有些数据取自雨天，也会影响整体产量。因此，6 分料生产能力可以达到 70 t/ h。
        2.2.2　3 分料 (5～9.5mm)
        3 分料质量试验纪录见表 6。由式(2) 计算得出 3 分料的平均产量为 85.9t/h。同样，影响 6 分料产量的一些因素也会影响 3 分料。因此，3 分料的生产能力可以达到 90 t/ h。
        2.2.3　石粉 (0～5 mm)
       石粉质量试验纪录见表 7。由式 (2) 计算得出粉的平均产量为 41.4 t/ h。由于有些数据取自雨天，泥土较多，而且反击式破碎机破碎粉状物料多。因此，正常情况下石粉产量只有 35～40 t/ h 左右。综上所述，生产线入口测算法求得的产量值略大于生产线出口测算法求得的产量值，这是符合实际生产现状的，因为两者之间差别之一就是废料；而且此生产 线是闭环回路，3 层筛的上层料回反击式破碎机，在测试时间周期内，回笼部分的石料并不能完全作为成品出现。
        3　粒度分布
       由生产线出口测算法可知，本条生产线 3 分料和6 分料产量比例约为 1.3 : 1.0 。用台湾高擎公司生产的 hch-101 试验振动筛可以筛分 6 种不同粒度的石料，上层筛孔 25.4mm，下层 2.7 mm。取样 12.6 kg 的石料，称量计算后，3 分料重约 5 372 g，6 分料重约 4 516 g，2 种石料的比例约为 1.2 : 1.0 。这与成品带上取样的结果基本相似。
        4　成本分析
       生产线采用 1 台wlc1380圆锥破碎机代替 2 台pex-0313 细颚式破碎机，生产成本有所降低，主要体现在易损件和电费上。具体如表 8、9所列。

项目 改进前 改进后 pe750×1060 复摆颚式破碎机 110 110 gzb1017 料仓给料机 7.5 7.5 wlc1380 圆锥破   220 2 台 pex-300×1300 细颚式破碎机 150   振动筛 22 22 1号输送机 (pe750×1060至料仓) 22 22 2号输送机 (料仓至 s155 或 2 台 pex-300×1300) 22 22 3号输送机 (wlc1380 或 2 台 pex-300×1300 至 pf1315) 22 22 4号输送机 (pf1315 至 3ya2060) 22 22 5号输送机 (3ya2060 回笼至 pf1315) 15 15 6号输送机 (9.5～19 mm 成品 11 11 7号输送机 (5～9.5 mm 成品 11 11 8号输送机 (0～5 mm 成品带) 11 11 总功率 425.5 495.5

 
 
          可见用 1 台 s155 圆锥破碎机代替 2 台 pex- 0313细颚式破碎机生产成本有所降低，而产量却大大提高，且圆锥破碎机破碎后石形比细颚式破碎机要好。
 
        5.易损件和部件的更换及保养建议
        5.1　pe750×1060 颚式破碎机 (大破)

项目 改进前 改进后 易损件 pe750×1060 复摆颚式破碎机 0.80～1.20 0.80～1.20 wlc1380圆锥破碎机   0.50～0.65 pex-300×1300 细颚式破碎机 ＞1.00～1.50   3ya2060 振动筛 0.30～0.50 0.30～0.50 电费 (按 0.8 元/ kw·h) 3.40 3.02 人工费用 0.75 0.75 其它费用 (润滑油、带式输送机维护费等) 0.40～0.55 0. 50～0.68 合计 ＞6.65～7.90 5.87～ 6.80

注：① 不同石料，其物理性质有所区别，破碎难易程度不同，故破碎成本有所不同。此处为根据此碎石场 (花岗岩) 作的成本统计分析后给出的平均数据；② 圆锥破碎机稀油站要用稀油，故其它费用稍高；电费和人工费用是此石场的实际费用统计；③ 物料堆密度以 1.6 t/ m3计算。
 
       颚式破碎机固定和活动齿板的更换周期一般为35～60 d，与石头硬度和使用频率有关，但是经济的牙板使用时间不是越长越好，而是取决于折旧和打出的石头产值的函数关系。如当牙板用到45d 时，如果继续使用，每天打出的石头产量会变少；如果更换牙板，每天打出的石头产量大大增加，总体收益中除去牙板折旧费还是划算的，因此建议 45 d 更换牙板。
 
       正常破碎情况下，应经常检查如下项目：① 动颚齿板磨损情况；② 固定颚齿板磨损情况；③ 轴承润滑是否正常 (一般每 12 h 加一次润滑脂)；④ 端盖密封是否漏油；⑤ 肘板和肘板垫磨损量检查 (每 3～6 月进行一次，并涂抹润滑脂)；⑥ 紧固螺栓是否松动；⑦ 排矿口大小；⑧ 轴承温度是否正常 (轴承温升不应超过 30℃，高不得超过 70℃)；⑨ 空转状况下有无周期性撞击声；⑩ 传动带松紧度是否合适。
 
       5.2　wlc1380圆锥破碎机 (二破)
 
       从5月20号开机试产至6月14日未换牙板，易损件有些磨损。正常破碎情况下，圆锥破碎机主机应检查如下项目：①活动牙板磨损情况；②固定牙板磨损情 况；③传动轴架磨损情况；④肋护板磨损情况；⑤锁紧拉杆锲铁是否松动；⑥齿轮啮合情况；⑦轴承温度；⑧密封处是否漏油、漏水；⑨空载躯体自转数(一般 8～14 r/ min)；⑩ 传动带松紧度是否合适。
 
        润滑站应检查如下项目：① 滤前油压 (一般为0.06 mpa)；② 滤后油压 (一般为 0.04 mpa)；③ 油箱温度 (一般应在 38～55℃，但不能高于 60℃ 或低于16℃)；④ 油箱油位；⑤ 回油量是否正常；⑥ 1 号泵工作是否正常 (2 号泵备用)。电控柜应检查如下项目：① 温控表设定值 (本生产线上限温度设定值为 39.8℃，下限为 29.8℃)；②电压 (一般 380 v，有时在 390～400 v 之间波动)；③ 电流 (120～200 a)；④ 数显温度仪设定值；⑤ 报警器是否完好；⑥ 自动、手动转换按钮是否完好有效；⑦ 面板指示灯是否完好有效。
 
         5.3　pf1315 反击式破碎机
其易损件主要是大、小板锤和侧护板 (边板)。大板锤一般 7 d 调头，15 d 8 块大板锤全部换掉；小板锤下端的 4 块是磨损严重的区域，一般 4 d 就要更换掉，视情况决定是否更换上面几组；侧护板 (边板)一般 4～6 d 更换。由此可见，反击式破碎机打出的石料形状好、粒度细，但维护成本也高。
 
         6三段破碎排矿口之间的匹配及与产量之间的关系
        本生产线是闭环回路，3 层筛上层回 pf1315反击式破碎机。入 3 层筛的运输带、回笼带的胶带带速均为 2 m/ s。正常生产情况下，主动停机后，在这2 条胶带上各取 500 mm 区域的石料称重。数据如表10 所列。

项目 粗碎排矿口
/ mm 中碎排矿
口/ mm 细碎排矿
口/ mm 入筛料
重/ kg 回笼料
重/ kg 第 1 组 182 59 16～18 15.2 5.8 第 2 组 175 63 16～18 14.4 4.6 第 3 组 190 63 19～21 15.8 6.4 第 4 组 179 58 18～21 13.2 5.2 第 5 组 190 61 18～20 15.0 5.6

         由表 10 数据可以看出，细碎 pf1315 反击式破碎机的排矿口越大，回笼料占比就越大；而在三段破碎的排矿口很好匹配的情况下，粗碎和中碎的排矿口越大，产量就越大。因此，本生产线排矿口的匹配为表 10 中第 3 组和第 4 组数据值。
 
         以上试验数据和理论分析可以说明，经过改进后的 2 号生产线无论生产能力还是生产成本，均比改进前有很大改善。平均生产能力能够达到期望的195 t/ h，比改进前的160t/h增加 21.88%。按照13h/d作业时间，日产量可以达到2500 t，大误差在10% 以内。
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