立轴复合式破碎机的简介及其应用

长期来，我国对中等硬度物料的中、细碎大多釆用反击式破碎机或锤式破碎机。破碎效果不理想，且部件磨损、物料堵塞等现象时有发生。近年来，通过对国外立轴锤式破碎机的引进与消化吸收，我们研制出立轴反击式破碎机之后，又开发研制出立轴复合式破碎机。

1、立轴复合式破碎机构造及工艺原理

该机结构如附图所示。

立轴复合式破碎机为立轴筒体式，分上下两层分级破碎。上层为中破碎，下层为细破碎。破碎区是立轴上的转辊外圆与筒壁齿板之间构成圆环破碎腔。上转辊固定有打击板，分布较稀，形成较大破碎腔，有利于破碎大块物料。下转辊上装有多排活动锤头，分布较密，形成较小破碎腔，以控制被破碎物料达到细破粒度的要求。在筒体内壁上，装有带齿牙的固定齿板，又称反击板。

该机的工作原理为：物料自上口加入，落入破碎腔，受到高速旋转打击板的打击，而迅速抛向反击板，撞击后被反弹到打击板上，再次受到打击。如此高频次的打击与反击，使物料由大到小逐渐被破碎，较小的物料落到下层破碎腔，受到高速旋转密集锤头的打击，重复上层破碎过程。由于型腔较小，锤头与反击板齿刃之间对部分物料施加剪切应力，进行铣削，加速物料的细碎。同时，锤头带动物料产生流动，相互间产生很大的研磨作用，使物料进一步细碎，直至破碎成所要求的粒度。

实践证明，立轴复合式破碎机上层采用反击式破碎，对物料实施硬打击，可有效地利用能量，破碎速度快，且破碎比大。下层采用锤式破碎，锤头在径向可以自由转动，对物料堆积和流动处打击时，可起到缓冲作用，使物料均匀疏松翻腾，从而使超细碎负荷平稳，大大减少了电机瞬时起载现象，消除了故障隐患。

2、主要参数

（1）转辊的参数

该参数对破碎机的破碎效率、破碎比和生产能力有很大影响。经分析可用下式计算

式中：

σ——物料的抗压强度；

γ——碰撞时间；

δ——物料的假比重；

d——破碎物料的粒度；

D——转辊直径；

k——修正系数，一般取1.00-1.46，小型机取小值，大型机取大值。

（2）啮入角

为进一步提高破碎机的破碎效率，设计中反击板设计成带有形状相同、且均匀分布的齿牙，其横截面为三角形。齿牙角度的设置，应使物料与反击板的碰撞趋于正碰撞，且有利于反弹，同时可使部分物料通过剪切或挤压而破碎。另外同时要考虑物料在破碎时，物料不发生反弹的现象，故取：

α≤2θ

式中

α——破碎机的啮入角；

θ——物料与破碎腔表面的摩擦角；

一般立轴复合式破碎机的啮角取22°-24°。

（3）反击板齿牙螺旋角

物料被打击后线速度很高，仅靠自身重力排料缓慢，因此齿牙在轴向方向上，应设计有一螺旋角，其旋向与转辊转向一致。物料在撞击反击板时可严生向下移动的分力，为此我们需确定齿牙螺旋角度β为

β＞θ

实践证明，立轴复合式破碎机反击板齿牙螺旋角一般在15°-50°内选取较为适宜。

（4）转辊直径

从破碎机工作原理的要求看，转辊直径与待破碎物料的外形尺寸、破碎比成正比关系。物料尺寸大，转辊直径应加大。根据经验及参考国外同类机型，转辊直径是待破碎物料直径的10-13倍。

由于该机上层为反击式破碎，下层为锤式破碎，因此在确定转辊直径时应尽量使上下两层的转辊直径趋向一致，上下反击板统一，从而达到简化结构，便于制造、加工和安装的目的。

（5）打击板数目和锤子排数

这与所选生产能力、给料粒度、打击板和锤子的大小有关，一般多采用类比或经验来确定。当破碎中硬物料时，打击板数目为4-6，锤子的排数为8-10。对于大型破碎机还可以采取每一层分上下两组，且使打击板和锤子呈交错分布。

3、立轴复合式破碎机在工业上的应用

本文仅以立轴复合式破碎机为例介绍在工业上的应用。

立轴复合式破碎机适用于矿山、建材、冶金、化工和电力等行业，能破碎中等硬度可碎性矿石，特别是易碎性物料。例如铁矿石、铜矿石、石灰石、煤矸石、石棉、焦炭、煤和水泥熟料等，是一种超细碎型粉碎机械设备，具有破碎比大，破碎粒度细而均匀，能将80-120mm的物料一次性粉碎到小于3-5mm细小颗粒。因此，可以破代磨，降低进入磨机粒度，提高磨机产量。

附表立轴复合式破碎机性能测试结果

附表是立轴复合式破碎机破碎石灰石和水泥熟料的实测数据。

通过测试结果，可以对立轴复合式破碎机的破碎性能作如下评定：

（1）虽然立轴复合式破碎机与现行使用的同类型立轴反击式破碎机的进料粒度相同，但就其破碎效果而言，立轴复合式破碎机仍优于立轴反击式破碎机，小于5mm的均细部分增加5%，生产能力提高10%；

（2）基本上解决了原用立轴反击式破碎机进行超细粉碎时电机负荷大，易出现故障的问题，维修量相对减少，维修费用大为降低；

（3）对破碎偏软性且含有少量水分的物料（如水泥熟料、集炭和煤等）时，立轴复合式破碎机的结构还可以采用上层为锤式破碎，下层为反击式破碎，以减少工作部件的磨损和物料塞实现象，提高能量的利用率。