一種多功能輥式破碎實驗裝置及實驗方法
2023-05-08 00:38:06
一種多功能輥式破碎實驗裝置及實驗方法
【專利摘要】本發明公開了一種多功能輥式破碎實驗裝置及實驗方法，包括支架和頂梁，在頂梁的下方設有升降平臺，升降平臺通過固定塊、插銷和液壓油缸固定在頂梁上，升降平臺兩側設有升降架，在升降平臺下方設有破碎平臺，所述破碎平臺固定在位於其下方的迴轉輪上，迴轉輪固定在位於其下方的移動平臺上，迴轉輪通過傳動軸與無級調速電機連接；所述移動平臺底部兩側設有軌道架，移動平臺通過傳動機構與電機連接；所述升降平臺下方設有迴轉輥，在升降平臺與迴轉輥之間設有數據採集系統。本發明解決了輥壓實驗只是採用壓力機和球磨機分別操作，還未在一臺實驗設備上進行靜壓與動壓破碎測試實驗及輥壓破碎測試實驗的局限，能方便實現各破碎參數的優化實驗研究。
【專利說明】一種多功能輥式破碎實驗裝置及實驗方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及機械領域，尤其涉及一種多功能輥式破碎實驗裝置及方法。
【背景技術】
[0002] 在選礦廠中，破碎流程是投資高、能量消耗很大的單元作業，破碎設備佔選礦廠全 部設備的50%以上，能耗佔選礦廠總能耗的60%-70%。在破碎領域中，節約能源、提高綜合 經濟生產效益是磨礦的根本目標。高壓輥磨機是一種高效，節能的料層粉碎新工藝，它的出 現，是粉碎技術發展的一個新水平，又為粉碎理論領域中添加了新的內容。目前，在基於礦 石破碎研究的實驗裝置中，前人所採用的大多是壓力機、球磨機，通過該類實驗裝置，研究 並得出了一些礦石的粉碎規律。貴州大學左宇軍進行了礦巖料層壓碎實驗研究，通過實驗 室實驗研究了礦石在不同壓力、不同料層厚度、不同粒級下的粉碎規律；王淑鑫等進行了礦 石壓碎功指數的研究，證明了把壓碎功指數作為礦石的可粉碎性指標是可行的；董平川進 行了礦石料層輥壓粉碎實驗理論研究，得出了輥壓實驗工藝比球磨更節能節耗；以上規律 均是通過壓力機和球磨機得出的。目前，輥壓實驗只是採用壓力機和球磨機分別操作，還未 在一臺實驗設備上進行實驗。
[0003] 再者，由於粉碎工程的複雜性和研究方法的局限性，有些結論還處在經驗總結階 段。例如，國內外雖然對料層粉碎的粉碎效果，粉碎機率與粉碎條件直接的關係進行研究， 做了大量破碎，但是，粉碎各參數的關係及優化等研究還不夠深入。這些導致了高壓輥磨機 的料層粉碎機理到應用還存在很多問題，有待於進一步研究。
【發明內容】
[0004] 本發明要解決的技術問題：提供一種多功能輥式破碎實驗裝置及方法，能夠同時 進行壓力（靜壓與動壓）破碎測試實驗及輥壓破碎測試實驗，方便實現各破碎參數的優化實 驗研究，以克服現有技術的不足。
[0005] 本發明技術方案： 一種多功能輥式破碎實驗裝置，包括支架和頂梁，在頂梁的下方設有升降平臺，升降平 臺通過固定塊、插銷和液壓油缸固定在頂梁上，升降平臺兩側設有升降架，在升降平臺下方 設有破碎平臺，所述破碎平臺固定在位於其下方的迴轉輪上，迴轉輪固定在位於其下方的 移動平臺上，迴轉輪通過傳動軸與無級調速電機連接；所述移動平臺底部兩側設有軌道架， 移動平臺通過傳動機構與電機連接；所述升降平臺下方設有迴轉輥，在升降平臺與迴轉輥 之間設有數據採集系統。
[0006]所述數據採集系統包括推力傳感器、載荷傳感器、位移傳感器、動態電阻應變儀和 計算機，推力傳感器、載荷傳感器、位移傳感器與動態電阻應變儀連接，動態電阻應變儀與 計算機連接。
[0007] 所述迴轉輥通過懸掛杆固定在升降平臺上。
[0008] 所述推力傳感器、載荷傳感器和位移傳感器固定在懸掛杆上。
[0009]所述迴轉輥與懸掛杆之間為螺紋連接，方便拆卸。
[0010] 所述破碎平臺為齒輪盤結構。
[0011] 所述破碎平臺上設有破碎板。
[0012] 所述傳動機構包括傳動軸、聯軸器和減速機，減速機輸入軸通過聯軸器與電機連 接，減速機輸出軸通過聯軸器與傳動軸連接，傳動軸與移動平臺連接。
[0013]進一步來說，多功能輥式破碎機實驗裝置的實驗方法包括下述步驟： 步驟1，先對實驗裝置進行檢查，認真做好設備運轉前和運轉中各項檢查破碎，全面掌 握設備的狀況和運轉情況，相關實驗人員做好安全防護破碎； 步驟2,取不同礦石為原料在不同粒度、不同壓力、不同料層下做礦石破碎的物理實驗； 施壓前，先提升液壓油缸，手動調整齒輪盤使破碎平臺定位；施壓中，要密切注意油缸及其 它運轉設備的運行狀況，遇到異常現象，應立即按下緊急制動按鈕； 步驟3,將礦石破碎至所要求得粒度； 步驟4,將不同粒度的破碎礦石試樣放入破碎板中進行靜力、動力施壓，同時，通過數據 採集系統採集數據並做出載荷-位移曲線； 步驟5,施壓完後，小心完整地把壓碎物料從破碎板中取出，完後用標準套篩在篩分振 動機上篩分； 步驟6,運用計算機將數據處理，得出平均粒徑、壓碎功指數，同時求出加載過程的靜壓 功、動壓功。
[0014]上述步驟5中用標準套篩在篩分振動機上篩分的每次篩分時間為20-30分鐘，每 次篩分完後對相應礦石進行稱重，畫出粒度分布曲線圖。
[0015]本發明有益效果： 與現有技術相比，由於本發明中破碎平臺由齒輪盤結構構成，且其通過迴轉輪與無機 調速電機連接，因此可以做迴轉運動，並能實現連續調速；破碎平臺下方的移動平臺安裝 在軌道上，並通過傳動機構與電機連接，因此可以做水平移動；升降平臺下方連接的是迴轉 輥，在使用過程中可實現碾壓功能；安裝在迴轉輥與升降平臺之間的數據採集系統可以檢 測破碎過程中礦石樣的應力，應變情況，更方便的實現破碎實驗模擬。
[0016]本發明構思巧妙，操作方便，使用時通過液壓油缸調控升降平臺的上升和下降來 帶動迴轉輥的破碎，以及通過無極調速電機和電機來帶動破碎平臺的迴轉和水平移動，能 夠同時進行壓力破碎測試實驗、輥壓破碎測試實驗和迴轉破碎測試實驗等物理模擬破碎實 驗，相對單一的實驗設備來說能夠大大的降低實驗成本，提高效率。
[0017]
【專利附圖】
【附圖說明】： 附圖1為本發明的主視圖； 附圖2為本發明的俯視圖。
[0018]【具體實施方式】： 本發明多功能輥式破碎實驗裝置的結構如圖1和圖2,包括支架17和頂梁16,在頂梁 16的下方安裝升降平臺2,升降平臺2通過固定塊14、插銷20和液壓油缸1固定在頂梁16 上，升降平臺2與固定塊14固定連接，固定塊14通過插銷20與液壓油缸1連接，液壓油缸 1由液壓控制系統控制，在升降平臺2兩側安裝升降架18,升降平臺2可沿升降架18上下 移動；在升降平臺2下方通過懸掛杆13與迴轉輥3連接，懸掛杆13上端固定在升降平臺2 底部，懸掛杆13下端與迴轉輥3採用螺紋連接；在升降平臺2下方安裝呈齒輪盤結構的破 碎平臺5,在破碎平臺5上安裝有破碎板4,破碎平臺5通過迴轉輪15固定在移動平臺19 上，破碎平臺5與迴轉輪15固定連接，迴轉輪15可相對移動平臺19轉動，迴轉輪15通過 傳動軸無極調速電機9連接，無極調速電機9可帶動迴轉輪15轉動；移動平臺19底部兩側 與軌道架12連接，移動平臺19可沿軌道架12移動；移動平臺19通過傳動機構與電機7連 接，傳動機構包括傳動軸、聯軸器8、減速機6,其中減速機6輸入軸通過聯軸器與電機7連 接，減速機6輸出軸通過聯軸器8與傳動軸11連接，傳動軸11與移動平臺19連接。
[0019] 在懸掛杆13上安裝有推力傳感器、載荷傳感器和位移傳感器，這些傳感器通過動 態電阻應變儀與計算機連接組成數據採集系統10,使用時，固定在懸掛杆13上的傳感器的 電阻應變採集到相關數據，然後通過動態電阻應變儀轉化成電壓信號數據收集並傳輸到計 算機裡進行相關處理。
[0020] 上述傳動軸11採用蝸輪蝸杆和螺杆機構，迴轉輥3採用高強度耐磨迴轉輥。
[0021] 本發明中模擬破碎實驗包括壓力破、輥壓破碎以及迴轉破碎測試實驗，具體操作 如下： (1) 壓力破碎測試實驗：迴轉輥3採用高強度耐磨迴轉輥，把細碎礦石(粒徑小於70_) 放在破碎板4中，啟動總電源，開啟液壓電源，液壓油缸1下降開始施壓，直到破碎礦石，停 止施壓，通過數據採集系統10記錄數據； (2) 棍壓破碎測試實驗：迴轉棍3採用高強度耐磨迴轉棍，把細碎礦石(粒徑小於70mm) 放在破碎板4中，啟動總電源，開啟調速開關，運行無級調速電機9,使破碎平臺5迴轉，調速 範圍在0-1500r/min，開始輥磨礦石，輥壓完成後，通過數據採集系統10記錄數據。
[0022] (3)迴轉破碎測試實驗：開啟液壓電源，啟動液壓油缸1調控升降平臺2前進開始 對礦石施壓，同時開啟調速主電機7啟動迴轉輪15迴轉，進行迴轉碎測試實驗，通過數據採 集系統10與外接設備記錄相關數據。
[0023] 本發明裝置的實驗方法包括下述步驟： 步驟1，先對實驗裝置進行檢查，認真做好設備運轉前和運轉中各項檢查破碎，全面掌 握設備的狀況和運轉情況，相關實驗人員做好安全防護破碎； 步驟2,取不同礦石為原料在不同粒度、不同壓力、不同料層下做礦石破碎的物理實驗， 施壓前，先提升油缸，手動調整齒輪盤使破碎平臺定位。施壓中，要密切注意油缸及其它運 轉設備的運行狀況，遇到異常現象，應立即按下緊急制動按鈕； 步驟3,將礦石破碎至所要求得粒度，其粒度一般分為10-15、15-25、25-35、35-45 (mm)； 步驟4,將不同粒度的破碎礦石試樣放入破碎板中分別進行靜力、動力施壓，同時，通過 動態電阻應變儀將數據收集在計算機中做出載荷-位移曲線； 步驟5,施壓完後，小心完整地把壓碎物料從破碎板中取出，完後用40mm、30mm、20mm、 10mm、5mm、10 目（2mm)、18(lmm)、40 目（0.442mm)、80 目（0.196mm)、140 目（0.101mm)、200 目（0.074mm)的標準套篩在篩分振動機上篩分。每次篩分時間為20-30分鐘，每次篩分完 後對相應礦石進行稱重，畫出粒度分布曲線圖； 步驟6,運用計算機將數據處理，得出平均粒徑、壓碎功指數，同時電阻應變儀可以自動 將載荷、位移數據積分從而求出加載過程的靜壓功、動壓功。
[0024] 下面進一步對試驗方法進行細化說明： 1、原料混均勻後，用體積量杯測定不同粒度巖石的體積，並用電子稱取該體積下的重 量M，然後根據密度公式計算出不同粒度巖石的比重Sv。
[0025] 2、根據不同試驗條件下破碎機中料層厚度算出壓碎試驗需要某粒度物料的重量 g，並進行統計。
[0026] 3、將輸出的載荷-位移數據值輸入計算機進行處理。可得到以下結果：平均粒徑、 壓碎功指數、靜壓功。其破碎產物的平均粒徑公式為：
【權利要求】
1. 一種多功能輥式破碎實驗裝置，包括支架（17)和頂梁（16)，在頂梁（16)的下方設 有升降平臺（2)，升降平臺（2)通過固定塊（14)、插銷（20)和液壓油缸（1)固定在頂梁（16) 上，升降平臺（2)兩側設有升降架（18)，在升降平臺（2)下方設有破碎平臺（5)，其特徵在 於：所述破碎平臺（5)固定在位於其下方的迴轉輪（15)上，迴轉輪（15)固定在位於其下方 的移動平臺（19)上，迴轉輪（15)通過傳動軸與無級調速電機（9)連接；所述移動平臺（19) 底部兩側設有軌道架（12)，移動平臺（2)通過傳動機構與電機（7)連接；所述升降平臺（2) 下方設有迴轉輥（3)，在升降平臺（2)與迴轉輥（3)之間設有數據採集系統（10)。
2. 根據權利要求1所述的一種多動能輥式破碎機實驗裝置，其特徵在於：所述數據採 集系統（10)包括推力傳感器、載荷傳感器、位移傳感器、動態電阻應變儀和計算機，推力傳 感器、載荷傳感器、位移傳感器與動態電阻應變儀連接，動態電阻應變儀與計算機連接。
3. 根據權利要求1所述的一種多動能輥式破碎機實驗裝置，其特徵在於：所述迴轉輥 (3)通過懸掛杆（13)固定在升降平臺（2)上。
4. 根據權利要求2或3所述的一種多動能輥式破碎機實驗裝置，其特徵在於：所述推 力傳感器、載荷傳感器和位移傳感器固定在懸掛杆（13)上。
5. 根據權利要求3所述的一種多動能輥式破碎機實驗裝置，其特徵在於：所述迴轉輥 (3)與懸掛杆（13)之間為螺紋連接。
6. 根據權利要求1所述的一種多動能輥式破碎機實驗裝置，其特徵在於：所述破碎平 臺（5)為齒輪盤結構。
7. 根據權利要求1所述的一種多動能輥式破碎機實驗裝置，其特徵在於：所述破碎平 臺（5)上設有破碎板（4)。
8. 根據權利要求1所述的一種多動能輥式破碎機實驗裝置，其特徵在於：所述傳動機 構包括傳動軸（11)、聯軸器（8)和減速機（6)，減速機（6)輸入軸通過聯軸器（8)與電機（7) 連接，減速機（6)輸出軸通過聯軸器（8)與傳動軸（11)連接，傳動軸（11)與移動平臺（19) 連接。
9. 如權利要求1所述的一種多功能輥式破碎機實驗裝置的實驗方法，其特徵在於：包 括下述步驟： 步驟1，先對實驗裝置進行檢查，認真做好設備運轉前和運轉中各項檢查破碎，全面掌 握設備的狀況和運轉情況，相關實驗人員做好安全防護破碎； 步驟2,取不同礦石為原料在不同粒度、不同壓力、不同料層下做礦石破碎的物理實驗； 施壓前，先提升液壓油缸（1)，手動調整齒輪盤使破碎平臺定位；施壓中，要密切注意油缸 及其它運轉設備的運行狀況，遇到異常現象，應立即按下緊急制動按鈕； 步驟3,將礦石破碎至所要求得粒度； 步驟4,將不同粒度的破碎礦石試樣放入破碎板中進行靜力、動力施壓，同時，通過數據 採集系統（10)採集數據並做出載荷-位移曲線； 步驟5,施壓完後，小心完整地把壓碎物料從破碎板（4)中取出，完後用標準套篩在篩 分振動機上篩分； 步驟6,運用計算機將數據處理，得出平均粒徑、壓碎功指數，同時求出加載過程的靜壓 功、動壓功。
10. 權利要求9所述的一種多功能輥式破碎機實驗裝置的實驗方法，其特徵在於：所述 步驟5中用標準套篩在篩分振動機上篩分的每次篩分時間為20-30分鐘，每次篩分完後對 相應礦石進行稱重，畫出粒度分布曲線圖。
【文檔編號】G01M99/00GK104330271SQ201410527547
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年10月9日 優先權日:2014年10月9日
【發明者】左宇軍, 潘超, 李偉, 李冰峰, 鹿重陽, 楊卓然 申請人:貴州大學