单缸液压圆锥破碎机是一种新型高效的破碎设备。在破碎机的工作过程中,可能会出现三种工况:第一种是破碎机在正常工况下工作,第二种工况是破碎机在给料口破碎过大矿块,第三种工况是破碎机出现过铁。在这些工况下,破碎机的主轴受到大小不同的力。
破碎机主轴断裂大多数都在上部螺纹退刀槽处,下部与锥体相配合的底面以及两段直径不同的交接面处。产生断轴的原因是进料口破碎过大矿块和排料口过铁造成。主轴结构有阶梯轴和锥形轴两种形式。阶梯轴在各截面变化处易产生应力集中,当破碎机超负荷时,容易在这些地方发生断裂。据统计,国内旋回破碎机主轴断裂数十根,大多数都发生在应力集中较大的地方,如螺纹退刀槽处或在下部不同轴径两交接面处等。这种形式主轴与动锥体是靠上、下两段圆柱面与锥体圆柱孔采用过盈配合相连接。而锥形面配合可以减少配合面过盈量,减少应力集中,因为在破碎时,破碎力对配合面有不断地楔紧作用。但锥面配合方式其轴向安装定位准确程度较差。
综上所述,在设计破碎机时,动锥体内孔与主轴采用过盈配合。主轴与动锥体过盈配合的结合力(力矩)的验算可参考有关文献。设计主轴结构时,应特别注意:加大不同截面的过渡圆角,减少应力集中;采用较大的卸载槽;采用较适当的配合形式和适度的过盈量;要保证主轴的加工精度。
目前,圆锥破碎机向着大功率、高能化方向发展,特别是超细碎破碎机。因此,这种破碎机主轴受力很大,必须大大地提高它的强度。由于超细碎高能破碎机功率很大,如HP700圆锥破碎机,电动机功率为450kW,因此要求主轴必须有很高的强度,除加粗主轴之外,为了保证整机外形尺寸又不大,采用了锥体与主轴为一个整体的空心主轴,其下部为一个圆柱形筒体,其内径很大,从而大大地增加了主轴强度而又不增加机体外形尺寸。这是高能破碎机发展的一个突出特点,与其相配合的偏心轴套结构也作了相应地变动。
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