现有φ2.2m短头型圆锥破碎机，破碎后矿石粒度为9mm左右。随着矿石的硬度越来越大，圆锥破碎机的负荷加大，运行时间加长，圆锥破碎机的破碎锥所承受的破碎交变作用力加大，导致破碎锥体产生裂纹，甚至提前报废。对破碎锥体进行了结构改进，提高了破碎锥体的强度，延长了使用寿命。

短头圆锥破碎机破碎锥体的受力分析及改进方案

（1）受力分析

动锥体在运行过程中主要受到以下几个力的作用：动锥体的惯性力C和自重G，球面轴承的反作用力R_q及偏心轴套的反作用力R_p，以及有载运行时的破碎力P和摩擦力f(见图1)。

由图1的受力分析可以看出，动锥体出现裂纹是由于动锥体受到复杂交变应力作用时，过渡圆角处应力集中所致。

（2）改进方案

构件承受交变应力时，提高构建疲劳极限是提高抵抗疲劳破坏的关键。为此，可以采取以下两方面的措施：①降低应力集中的影响，即在出现应力集中处增大过渡圆角，减少应力集中现象的出现；②改善构件的表面质量。针对φ2.2m圆锥破碎机动锥体出现的问题，采用增大过渡圆角的办法来防止应力集中现象的出现；同时，增加相关部分的厚度，优化其他部分的结构，提高过渡圆角处表面的铸造精度。

短头圆锥破碎机动锥体的结构改进

利用绘图软件可以得到圆角的最大尺寸为R110mm，结合铸造加工工艺等方面的技术，以及圆锥体质量增加量的限制，选择大圆角为R100mm，即将圆角由原来的R50mm增加到R100mm。同时破碎锥体壁110mm保持不变，球面轴承壁厚增加到100mm。动锥体改进前后结构见图2。

短头圆锥破碎机改进后动锥体运行影响因素分析

圆锥破碎锥体结构尺寸改变后，相对应的运行参数有相应改变，下面从理论方面对改进后的圆锥动锥体对圆锥破碎机生产运行的影响进行讨论。

（1）对破碎锥惯性力和惯性力矩的影响

破碎锥绕破碎机中心线以等角速度回转时，根据质心运动定理，破碎锥的惯性力为c=mrω

式中：m为破碎锥的质量，kg；r为破碎锥的质心到破碎机中心线的距离，mm。

从上式可以得出，由于圆锥破碎锥体质量的增加，导致圆锥破碎锥的惯性力增加。而破碎锥的惯性力作用线到固定点O的距离没有变化，因此，由于破碎锥惯性力的增加，导致破碎锥惯性力矩增加。

（2）平衡措施

由于破碎锥惯性力和惯性力矩的增加必须得到相应的平衡，因此，在现有的大齿轮上增加相应的平衡重铁。

短头圆锥破碎机改进结果

改进后的破碎锥使用3a来，运行平稳，有效地避免了破碎锥体因应力集中产生裂纹而提前报废，延长了破碎锥体的使用寿命，提高了安全性，降低了生产运行成本。