圆锥破碎机结构及原理

圆锥破碎机是固废(建筑垃圾、矿石)破碎加工的核心二级 / 三级破碎设备,主打中硬至特硬物料细碎、超细碎,相比颚式破碎机破碎比更大、成品粒型更优,广泛用于建筑垃圾再生骨料、矿石加工的精细化破碎环节,按结构和用途可分为弹簧圆锥破单缸液压圆锥破碎机 / 多缸液压圆锥破碎机),核心结构和原理高度统一,仅在排料调节、过载保护上有差异。

圆锥破碎机结构及原理

一、圆锥破碎机核心整体结构

所有圆锥破碎机均为立式封闭偏心旋转结构,整体由上部机架总成、工作破碎总成、传动总成、调节 / 保护总成、润滑 / 液压辅助总成五大部分组成,各部件同轴立式排布,机身封闭性好,适配建筑垃圾破碎的防尘、防杂质要求,整体结构布局如下(从顶至底):

进料斗→分料盘→上破碎壁(定锥)→下破碎壁(动锥)→偏心套→传动轴→锥齿轮副→机架→排料口调节机构→润滑 / 液压系统→底座

核心破碎区域为定锥与动锥形成的环形破碎腔,建筑垃圾(混凝土块、矿石)在该腔体内完成挤压、研磨、折断破碎。

二、关键核心部件及功能

各部件直接影响破碎效率和再生骨料品质,针对建筑垃圾含钢筋、杂石的特点,重点部件做了耐磨、防卡料设计,核心部件功能如下:


核心部件别称材质 / 设计特点核心功能
上破碎壁定锥 / 轧臼壁高锰钢 / 耐磨合金,可拆卸,内壁带波浪形齿纹固定不动,与动锥形成渐变式环形破碎腔,限定破碎空间,承受物料挤压冲击力
下破碎壁动锥 / 破碎锥高锰钢衬板,锥体型设计,偏心旋转核心运动部件,通过偏心旋转改变与定锥的间隙,对腔体内物料施力破碎
分料盘均料器耐磨铸铁,带导料槽将进料斗的物料均匀分配至破碎腔四周,避免单侧进料导致的偏磨、卡料(适配建筑垃圾块状物料不规则特点)
偏心套偏心轴套铸钢件,内置偏心轴承接收传动轴的旋转动力,带动动锥做偏心旋摆运动(而非 360° 整周旋转),是动锥运动的核心驱动件
锥齿轮副主动锥齿 / 被动锥齿高强度合金铸钢,斜齿设计将传动轴的水平旋转动力转换为立式偏心旋转动力,传递至偏心套,实现动力方向换向
传动轴主轴40Cr 合金刚,整体锻造连接电机与锥齿轮副,传递旋转动力,带飞轮设计(保证破碎扭矩稳定,防止建筑垃圾含钢筋时过载)
排料口调节机构调节环 / 升降套铸钢件,带螺纹 / 液压推杆调节定锥与动锥的底部间隙,控制成品料粒度(如建筑垃圾再生骨料 5-10mm、10-31.5mm)
过载保护机构弹簧组 / 液压缸弹簧圆锥破:锰钢弹簧;液压圆锥破:高压液压缸防止硬杂质(如建筑垃圾中的钢筋、大块金属)卡入破碎腔导致设备损坏,过载时自动增大排料口排杂,故障解除后复位
润滑 / 液压系统油箱 / 油泵 / 液压站闭式循环设计为偏心套、轴承、锥齿轮等运动部件提供强制润滑(防止高温磨损);液压款还负责排料口调节、过载保护、动锥复位

三、圆锥破碎机核心工作原理

圆锥破碎机基于 **“偏心旋摆挤压 + 研磨”** 原理工作,核心是动锥的非整周旋摆运动,使破碎腔的间隙呈 “周期性缩小 - 扩大” 变化,物料在腔体内完成多次破碎直至达到排料粒度,全程为连续破碎(区别于颚式破碎机的间歇式破碎),具体工作流程:

进料阶段:待破碎物料(如建筑垃圾混凝土块、矿石)通过进料斗进入分料盘,经均料后均匀落入定锥与动锥之间的环形破碎腔(破碎腔上部间隙大,下部间隙小,为渐变式设计);

动力传递阶段:电机驱动传动轴做水平高速旋转,通过锥齿轮副将动力换向并传递至偏心套,带动偏心套做立式偏心旋转;

破碎阶段:偏心套的偏心旋转带动动锥做绕主轴的旋摆运动(动锥自身不旋转,仅做 “划圈式” 摆动),使动锥与定锥之间的间隙周期性变化:

当动锥摆向定锥时,间隙缩小,对腔体内的物料施加挤压力、研磨力、折断力,将大块物料破碎;

当动锥摆离定锥时,间隙扩大,已破碎至一定粒度的物料在自身重力作用下向下移动;

分级排料阶段:物料在破碎腔内随动锥的旋摆,不断做 “破碎 - 下移” 的循环运动,直至物料粒度小于破碎腔底部的排料口间隙,最终从排料口连续排出,完成破碎过程;

过载保护阶段:若物料中混入硬杂质(如建筑垃圾中的钢筋、大块石头)导致设备过载,弹簧 / 液压保护机构会自动触发:弹簧被压缩 / 液压缸卸压,定锥上移 / 动锥摆开,排料口瞬间扩大,将杂质排出;故障解除后,保护机构自动复位,设备恢复正常破碎。

核心特点:连续破碎 + 层压破碎

相比颚式破碎机的 “单次挤压破碎”,圆锥破碎机的物料在破碎腔内被多次层压破碎(物料之间也会相互挤压研磨),成品料粒型更圆润、针片状含量低(符合再生骨料 GB/T25177-2010 标准要求),且连续破碎的效率更高,适合建筑垃圾再生骨料的精细化加工。

四、圆锥破碎机主流类型及结构 / 原理差异

实际应用中,按调节 / 保护方式分为弹簧圆锥破碎机和液压圆锥破碎机(单缸 / 多缸),三者核心破碎原理一致,仅在排料口调节、过载保护、结构复杂度上有差异,贴合固废破碎的选型需求,差异对比如下:

1. 弹簧圆锥破碎机(传统型,性价比高)

核心结构:在机架与定锥之间加装环形锰钢弹簧组,无独立液压站,排料口通过调节环 + 锁紧螺母手动调节;

保护原理:过载时,硬杂质推动动锥 / 定锥压缩弹簧,排料口扩大排杂,故障后弹簧弹力使设备复位;

适用场景:建筑垃圾粗碎 / 中碎、中低硬度矿石破碎,小型再生骨料生产线(年处理 10-30 万吨),优点是结构简单、维护方便、造价低,缺点是排料口调节繁琐、成品粒型一般。

2. 多缸液压圆锥破碎机(中高端,高效稳定)

核心结构:机架四周均匀布置多个液压缸(一般 6-8 个),配备独立液压站,排料口通过液压缸驱动调节环自动调节;

保护原理:过载时,液压系统自动卸压,液压缸推动定锥上移,排料口扩大;故障解除后,液压泵加压复位,可远程控制;

适用场景:建筑垃圾细碎、高硬度矿石破碎,中型再生骨料生产线(年处理 30-100 万吨),优点是破碎效率高、粒型优、调节方便,缺点是结构复杂、造价较高。

3. 单缸液压圆锥破碎机(高端,智能化)

核心结构:机身底部仅 1 个主液压缸,直接支撑动锥,取消传统偏心套的部分结构,液压站集成调节、保护、清腔功能;

保护原理:过载时,主液压缸卸压,动锥下沉,排料口扩大;还可实现液压清腔(卡料时无需人工拆机,液压驱动动锥摆开清料);

适用场景:建筑垃圾超细碎、高品质再生骨料加工,大型固废处理生产线(年处理 100 万吨以上),优点是智能化程度高、维护成本低、粒型好,缺点是造价最高。

五、建筑垃圾破碎专用圆锥破的结构优化点

针对建筑垃圾成分复杂(含混凝土、砖瓦、少量钢筋)、块状不规则、易卡料的特点,厂家会对常规圆锥破做针对性结构优化,核心优化点:

耐磨衬板加厚:定锥 / 动锥衬板采用高锰钢加厚设计,适配建筑垃圾的磨蚀性,延长使用寿命;

加大排料口调节范围:适配建筑垃圾破碎的不同粒度需求(5-31.5mm 再生骨料);

强化过载保护:液压款升级大流量液压站,弹簧款加密弹簧组,快速应对钢筋等硬杂质卡料;

简化清腔结构:增加手动 / 液压清腔口,方便人工清理破碎腔内的顽固杂质;

封闭防尘设计:机架与进料斗之间加装密封胶圈,配合除尘接口,减少建筑垃圾破碎时的粉尘外泄,符合环保要求。

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