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辊式破碎机的结构特点及应用

发布日期:2019-03-08  来源:www.dhposuiji.com

在国家标准中有普通辊式破碎机和细碎辊式破碎机之分。顾名思义,普通辊式破碎机用于一般性破碎,对出料粒度要求不是很高;而细碎辊式破碎机主要用于对出料粒度有严格要求的场合。两种破碎机的工作原理都是利用物料的自重以及运动辊圈对物料的摩擦力将物料带入破碎腔产生挤压和剪切,从而达到破碎的效果。

1、两种破碎机的差异

1.1支承结构

普通辊式破碎机结构较为简单,一般采用焊接支架,标准轴承支承就能达到工作要求。辊式细碎机一般使用墙板整体铸造结构,轴承座加强设计并固定于墙板内,以缩短支承间距从而提高破碎机的刚性和整体结构对作用力的承受能力。

1.2间隙调整与破碎力量(以φ800mm辊径为例)

普通辊式破碎机一般工作同隙在10-20mm,有的甚至更大,且一端辊圈带弹性支承,遇强力作用时能产生退让,间隙可变大,其破碎时作用力一般在10t左右;辊式细碎机工作同隙一般在5mm以下,采用刚性支承,许用破碎力设计在30t,遇强力超过30t时,采用剪切保护,剪切销破坏后更换复位,在不超过许用压力的情况下可以强制破碎。

1.3工作转速

辊式细碎机的工作转速一般高于同规格普通辊式破碎机5%-10%。一方面是为了增加破碎力度,另一方面也有利于提高产量。同时辊式细碎机特别强调两辊的差速运转,从而对物料破碎增加剪切和摩擦效果,有利于被破碎物料细颗粒的产生。

1.4辊圈材料

常用的辊圈材料有灰口铸铁、铸钢件、表层白口铸铁、多元合金耐磨球铁、高铬合金等,相对于普通辊式破碎机而言,高速细碎对辊机对辊圈材料的要求较高,不但要求有较高的硬度以增加耐磨性,同时对冲击韧性也有较高要求。高速细碎辊式破碎机的辊圈目前多采用多元合金耐磨球铁和高铬合金。

1.5对加工精度及动平衡的要求

高速细碎对辊机在制作过程中对尺寸公差和形位公差都有较高要求,以确保间隙调整和正常工作的需要,在陶瓷劈开砖生产工艺中,有时要求间隙不大于0.5mm。由于高速运转,细碎用辊圈还要进行静、动平衡的试验,以确保运转时不产生震动。

1.6刮刀板

细碎对辊机在刮刀板的设计与制作中要求较高,结构上的可靠性、使用中的准确性都予以了充分考虑,大多都采用了气动压力刮板自动调整。

1.7产量

普通辊式破碎机由于对出料粒度要求不是很严格,因而产量一般来讲不难满足要求(只要规格型号选择适当);而细碎对辊机由于有时对出料粒度要求很严格,因而对产量的影响很大。

1.8辊圈的可修复性

普通对辊机的辊圈硬度一般都在HRC40以下,因而通过车削加工就能达到表里修复,而辊式细碎机的辊圈硬度相对较高,一般采用车削难度较大,多采用磨削加工。

1.9动力消耗

细碎对辊机与普通同规格对辊机相比,动力消耗较大,一般采用高一规格动力配置。如GS80/60细碎对辊机配备动力为30kW、22kW,而相同型号的普通对辊机配备的动力为22kW、18.5kW。

2、辊式破碎机的破碎原理

辊式破碎机是由两个直径相等的辊圈平行支承(近年来为了某种需要也出现了三辊机),相向旋转,从而在两辊圈间形成破碎腔,物料在两辊间受到挤压、剪切而破碎。一般适用于粘土、入料粒度合适的矸石、页岩等硬度偏低的原料。对此类原料能否进行顺利破碎,取决于入料粒径和辊径以及对出料粒度的要求,入料粒径过大的原料无法有效迸入破碎腔就不能进行破碎。辊式破碎机相对来讲破碎比较小。物料破碎时受力情况见图1。

图1物料破碎时的受力情况

由图1根据力在Y轴上的分解得出:

2Fcos(90°-α/2)=2fcosα/2+P

2Fsinα/2=2fcosα/2+P

2Fsinα/2=2μFcosα/2+P

由于物料重力可以忽略不计,所以

Tanα/2=μ

假定物料与辊圈间的摩擦系数为0.35,则α=39°

即破碎时的破碎钳角不大于39°,否则物料不能进入破碎腔破碎。

图2入料粒度与对辊间隙之间的关系

以GS80/60对辊机为例计算入料粒度与对辊间隙之间的关系如图2所示。

cosα/2=(R+S/2)/(R+r)

0.948=(800+S)/(800+2r)

r=(42+S)/1.896

假定对辊间隙为5mm,最大入料粒径

r=(42+5)/1.896

r=24.7(mm)

由于物料绝大部分不是以球形出现,实际入料粒径可以比以上计算大35%左右。

3、辊圈材料的选择和应用

辊式破碎机广泛应用于中等硬度以下非金属材料的破碎,特别是在砖瓦行业的应用最为普遍。总体上辊式破碎机分为细破和粗破两种,但选择什么样的辊圈材料要根据原料及工艺而定。

3.1高铬复合辊圈

此类辊圈外层采用高铬合金,内层采用球墨铸铁,表层硬度可达HRC58-62,主要用于细碎对辊机,使用在陶瓷劈离砖、煤矸石、页岩、工业尾矿制砖工艺细度把关,同时通过对混合原料的碾压,增加成型性能,以及塑性较低的粘土原料或高孔洞率空心砖需要对原料进行精细加工的场合。选择设备时应配备辊圈磨削器,以确保发挥其应有的功能和作用。

3.2多元合金耐磨球铁辊圈

此类辊圈是我国于20世纪末在引进消化的基础上结合国情开发而成。它的成功之处是通过淬火使表层硬度达到HRC50-55,但此类材料也存在制作中内应力难以完全消去和使用中耐冲击较差的缺陷。此类辊圈可用于原料硬度较低情况下的细度把关和增塑功能,如高掺量粉煤灰、软质页岩、煤矸石及粘土原料中含有礓石的状况。

3.3铸钢外堆耐磨焊条辊圈

此类辊圈耐磨耐冲击、修复简单,整机结构按细碎破碎机配置时,可完成原料的粗碎,乃至能满足细度要求不是很高情况下的细碎。其缺点是表层采用焊接工艺时难以保证尺寸精度。此类材料用于粗碎对辊时效果也较好。

3.4灰口铸铁

此类材料多用于一般普通粗碎对辊机,主要针对粘土质原料。由于价值低廉,其在很多小砖厂普遍使用。

3.5表层白口铸铁

此类材料在制作时采用硬模铸造、表面快冷工艺,从而在表层产生白口铸铁,达到增加表层硬度的效果。其缺点是高硬层较浅、耐冲击性能差,主要用于粗碎对辊机,使用初期耐磨性较好。