[发明专利]多梯度结构增强型圆锥破碎机衬板及其设计方法

权利要求书

1.一种多梯度结构增强型圆锥破碎机，包括动锥和环绕该动锥设置的定锥，该定锥与所述动锥之间的径向空间形成为破碎腔，其特征在于，所述定锥和所述动锥彼此相对的表面上分别对应设置有定锥衬板和动锥衬板，该定锥衬板和动锥衬板的朝向所述破碎腔的工作面上设有多组镶铸合金，且沿进料口向出料口方向，所述镶铸合金的分布密度、外露表面最大尺寸、形状中的至少一者不同；

所述定锥衬板和动锥衬板的工作面分别为环绕所述动锥的转动轴线的台阶曲面，且该台阶曲面的母线包括多个折线段，以使得所述破碎腔形成为包括多级子破碎腔；

所述多级子破碎腔包括上部子破碎腔、中部子破碎腔和下部子破碎腔；

其中，所述上部子破碎腔对应的定锥衬板和动锥衬板的锥面母线成啮角α₃，中部子破碎腔对应的定锥衬板和动锥衬板的锥面母线成啮角α₂，下部子破碎腔对应的定锥衬板和动锥衬板的锥面母线成啮角α₁，且α₂α₃α₁。

2.根据权利要求1所述的多梯度结构增强型圆锥破碎机，其特征在于，α₁＝0.5α₃～0.8α₃，α₂＝0.8α₃～1.5α₃。

3.根据权利要求1所述的多梯度结构增强型圆锥破碎机，其特征在于，所述破碎腔的靠近所述出料口的部分形成为平行子破碎腔，所述定锥衬板和动锥衬板在该平行子破碎腔区域的彼此相对的工作面具有彼此平行的母线。

4.根据权利要求3所述的多梯度结构增强型圆锥破碎机，其特征在于，

所述上部子破碎腔镶铸合金具有长宽比为3:1～5:1的椭圆形或长方形横截面，且该横截面的长度不超过50mm；并且/或者，

所述中部子破碎腔镶铸合金具有直径不超过40mm的圆形截面，或具有长宽比为3:1～4:1的椭圆形横截面，且该横截面的长度不超过40mm；并且/或者，

所述下部子破碎腔镶铸合金具有直径不超过30mm的圆形截面；并且/或者，

所述平行子破碎腔镶铸合金具有直径不超过20mm的圆形截面。

5.一种多梯度结构增强型圆锥破碎机衬板的设计方法，其特征在于，包括：

S1.建立破碎腔几何模型、物料破碎函数和物料颗粒模型，模拟物料破碎过程，以确定物料破碎过程中的粒级分布差异和/或衬板的磨损特征曲线；

S2.根据粒级分布差异和/或衬板的磨损特征曲线，在衬板的工作面上设置多组镶铸合金，且该镶铸合金的分布密度、外露表面最大尺寸、形状中的至少一者不同。

6.根据权利要求5所述的多梯度结构增强型圆锥破碎机衬板的设计方法，其特征在于，在步骤S2中，根据粒级分布差异和/或衬板的磨损特征曲线将衬板的工作面分组为分别对应上部子破碎腔、中部子破碎腔和下部子破碎腔的多个区域，并包括以下子步骤：

S21.根据物料特性、碎前与碎后粒级，设定最大啮角α_max；

S22.根据粗碎、中碎和细碎工况，分别确定对应的最大充填密度γ_max；

S23.使各子破碎腔的啮角α_j不超过最大啮角α_max，并使得上部子破碎腔、中部子破碎腔和下部子破碎腔的啮角α₃、α₂、α₁满足α₂α₃α₁。

7.根据权利要求5所述的多梯度结构增强型圆锥破碎机衬板的设计方法，其中，在步骤S1中，根据如下子步骤确定物料破碎过程中的粒级分布差异：

设置动锥的工作参数，通过ADAMS和EDEM耦合模拟物料破碎过程，找出物料在破碎腔中沿高度方向的粒级分布情况。