齒輥式破碎機(jī)的設(shè)計(jì)與發(fā)展

九十年代前的齒輥式破碎機(jī)技術(shù)存在不能嚴(yán)格控制碎后產(chǎn)品粒度，碎后產(chǎn)品過粉碎量大，機(jī)體受到的沖擊載荷較大，破碎齒易壞，整體噪聲大，維修量大等缺點(diǎn)。如為了防止入料中的雜木、鐵器、矸石、巖石等硬物料損壞破碎齒，在單齒輥破碎機(jī)的破碎板下端裝有拉力彈簧，在雙齒輥破碎機(jī)一破碎輥的兩端裝有壓10縮彈簧，目的是當(dāng)大塊物料或堅(jiān)硬物料落到破碎腔不能被破碎時(shí)，破碎板或齒輥受力增大，從而壓縮彈簧增大破碎腔的排料間隙，以便排出硬物，然后借彈簧的恢復(fù)力使可動(dòng)破碎板或齒輥回到原來的位置。如此便不能嚴(yán)格控制碎后產(chǎn)品的粒度。1987年國內(nèi)某設(shè)計(jì)院在消化吸收美國雷克斯諾德（REXNORD）公司生產(chǎn)的岡拉克36DAM型（Gundlach36DAM）破碎機(jī)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出的4PGC-380/3501000型齒輥式破碎機(jī)，是當(dāng)時(shí)技術(shù)上較為先進(jìn)的破碎機(jī)。該型破碎機(jī)在技術(shù)上的一個(gè)突出特點(diǎn)是采用“Nitroil”控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以獨(dú)立地調(diào)整上段齒輥的間距來控制下段的給料粒度，也可單獨(dú)調(diào)整下段齒輥的間距以控制產(chǎn)品粒度，可根據(jù)破碎工藝要求靈活地調(diào)整破碎程序。

同時(shí)，該型破碎機(jī)把調(diào)整齒輥間距裝置和保險(xiǎn)裝置做成一個(gè)系統(tǒng)，采用液壓氣動(dòng)系統(tǒng)；油缸的活塞桿與可動(dòng)齒輥相連，在有活塞桿的油缸腔內(nèi)，泵入一定可變量的液壓油，同時(shí)在油缸的無活塞桿的腔內(nèi)泵入一定壓力的氣體，形成空氣柱彈簧這樣可以根據(jù)泵入油量的多少改變活塞的位置，從而確定齒輥間的距離達(dá)到控制產(chǎn)品粒度的目的。當(dāng)硬物或不可破碎物進(jìn)入破碎機(jī)后，由于破碎力增大，可動(dòng)齒輥壓縮空氣柱使硬物通過，隨后又可使動(dòng)齒輥復(fù)位。同樣也存在不能嚴(yán)格的控制產(chǎn)品粒度的問題。

九十年代后的齒輥式破碎機(jī)進(jìn)入90年代后，隨著我國改革開放力度的加大，煤的銷售市場也發(fā)生了較大的變化，人們對(duì)選煤技術(shù)及設(shè)備提出了更高的要求，其中包括對(duì)煤碎后產(chǎn)品中降低細(xì)顆粒含量、產(chǎn)品粒度的均勻性、減少過限粒度、增大處理能力等，從而推動(dòng)了破碎機(jī)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步。首先煤炭科學(xué)研究總院唐山分院開發(fā)了2PL系列強(qiáng)力破碎機(jī)。該破碎機(jī)在技術(shù)上的進(jìn)步主要是取消了原雙輥破碎機(jī)的退讓彈簧保險(xiǎn)裝置，將雙破碎輥固定，破碎齒使用新的技術(shù)和材料來防止難碎硬物損壞破碎齒，從而可較嚴(yán)格控制碎后產(chǎn)品中的過大顆粒。華北工學(xué)院針對(duì)單齒輥破碎機(jī)存在效率低、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、受力不均勻等特點(diǎn)開發(fā)了新一代的Ф915單齒輥破碎機(jī)。這種破碎機(jī)有兩種結(jié)構(gòu)形式：第一種結(jié)構(gòu)形式。主要是將原來調(diào)整破碎板位置的拉力彈簧改為推力彈簧，彈簧的彈性力為490kN，在彈簧的兩端分別裝有兩組螺母，外側(cè)螺母用于調(diào)整破碎板位置，從而調(diào)整排料口間隙內(nèi)側(cè)螺母用于調(diào)整彈簧的彈性力。安裝彈簧的拉桿插在機(jī)體的支座上，支座孔沿垂直方向?yàn)殚L方孔，用此調(diào)整產(chǎn)品的粒度。這種結(jié)構(gòu)降低了機(jī)體高度，縮短了拉桿長度，使結(jié)構(gòu)更為緊湊。是利用顎式破碎機(jī)的楔形調(diào)整機(jī)構(gòu)和雙輥破碎機(jī)的主動(dòng)輥軸相結(jié)合，吸收了兩者的優(yōu)點(diǎn)，如:進(jìn)料口大；破碎輥表面可裝有不同尺寸的破碎齒板；顎板上鑲有可更換的耐磨襯板；出料口大小可通過推力板上的長方形螺孔調(diào)整。該機(jī)與同規(guī)格的顎式或雙齒輥破碎機(jī)相比，破碎能力明顯增大，效率可提高30%。同時(shí)，由于有預(yù)碎和破碎兩個(gè)區(qū)域，破碎后的物料受齒輥撥動(dòng)而被強(qiáng)制排出機(jī)體外，所以更適用于處理含水分較大的煤。

1994年平頂山選煤設(shè)計(jì)院和鄭州紅星機(jī)器研究開發(fā)出了FP500系列分級(jí)破碎機(jī)。該分級(jí)破碎機(jī)的技術(shù)特點(diǎn)是采用單電機(jī)驅(qū)動(dòng)，液力耦合器過載保護(hù)，其傳動(dòng)系統(tǒng)是電機(jī)驅(qū)動(dòng)液力耦合器并帶動(dòng)一對(duì)錐齒輪，改變轉(zhuǎn)動(dòng)方向并驅(qū)動(dòng)主動(dòng)破碎輥轉(zhuǎn)動(dòng)，主動(dòng)破碎輥通過另一端的一組直齒輪驅(qū)動(dòng)被動(dòng)輥轉(zhuǎn)動(dòng)。破碎齒呈螺旋形布置，入料中的小顆粒很容易通過破碎輥之間的間隙排出，大塊則利用齒的剪切和拉伸力來進(jìn)行破碎，改善了傳統(tǒng)破碎機(jī)中物料不受控制一律破碎的情況。90年代中期，鄭州紅星機(jī)器引進(jìn)德國技術(shù)，開發(fā)生產(chǎn)了2PGL系列雙齒輥強(qiáng)力效率高破碎機(jī)。該系列破碎機(jī)采用雙電機(jī)、雙液力耦合器、雙套齒輪箱直聯(lián)式驅(qū)動(dòng)，一側(cè)壁和一破碎輥用手動(dòng)液壓系統(tǒng)可移動(dòng)，用來調(diào)整齒輥間的間距，從而控制排料粒度該機(jī)有液力耦合器過載保護(hù)，和電控過載保護(hù)可有效防止難碎硬物損壞破碎齒。整機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，機(jī)體高度低，沖擊負(fù)荷小。同期，煤炭科學(xué)研究總院唐山分院相繼開發(fā)了2PLF系列分級(jí)破碎機(jī)、2FJP600系列強(qiáng)力分級(jí)破碎機(jī)、4PGG系列強(qiáng)力破碎機(jī)和DP系列單齒輥破碎機(jī)。2PLF系列12中國礦業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院2011屆畢業(yè)設(shè)計(jì)分級(jí)破碎機(jī)在傳動(dòng)形式上采用三角帶大帶輪傳動(dòng)，傳動(dòng)結(jié)構(gòu)簡單、故障率低，由于大帶輪有蓄能作用，故所需的電機(jī)功率比直聯(lián)式傳動(dòng)的小。雙齒輥采用對(duì)轉(zhuǎn)方式，破碎齒采用子彈頭式，表面堆焊硬質(zhì)合金，強(qiáng)度大，破碎效率高并且磨損后便于修復(fù)，2FJP600系列強(qiáng)力分級(jí)破碎機(jī)的雙齒輥分別各自向兩側(cè)壁方向轉(zhuǎn)動(dòng)，齒輥上的破碎板采用拼裝式，破碎齒為在韌性較好的鑄基體上堆焊硬質(zhì)合金，不但強(qiáng)度大，可破碎難碎硬物，而且破碎齒“寧彎不折”當(dāng)難碎硬物卡彎破碎齒后，現(xiàn)場無需更換破碎板而可將破碎齒直接修復(fù)。在兩側(cè)壁上分別裝有梳齒板，其有兩個(gè)作用：

1.使破碎過程完全為剪切、拉伸破碎、不易產(chǎn)生過粉碎物。

2.起棒條篩的作用，可通過不需破碎的物料，而對(duì)需破碎的大塊物料，可嚴(yán)格地控制碎后產(chǎn)品的粒度，使碎后物料的三維尺寸都能得到控制。

兩齒輥分別向各自的側(cè)壁方向旋轉(zhuǎn)也可以保證入料中已經(jīng)達(dá)到要求粒度的物料不再二次破碎，從齒輥間的排料口和齒輥與梳齒板間的排料口直接排出，從而減少能量消耗和因擠壓破碎產(chǎn)生的過粉碎。兩破碎輥有兩套獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)裝置，使兩破碎輥各自獨(dú)立工作，在實(shí)際破碎時(shí)，可根據(jù)入料量改變工作制度，即入料少時(shí)開單機(jī)，入料多時(shí)開雙機(jī)，用戶更加節(jié)能。每臺(tái)破碎機(jī)可配有A、B、C三種齒型，每種齒型對(duì)應(yīng)一種產(chǎn)品粒度，用戶可通過更換齒型來調(diào)整產(chǎn)品粒度而不需更換破碎機(jī)，實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用減少用戶的重復(fù)投資。另外，由于該系列破碎機(jī)為強(qiáng)力破碎，工藝布置時(shí)不需要手選皮帶人工揀矸，原煤也不需要預(yù)先篩分而直接入破碎機(jī)，簡化了選煤工藝流程，降低了廠房高度，減少了選煤廠建設(shè)投資與生產(chǎn)費(fèi)用。4PGG系列四齒輥破碎機(jī)和DP系列單齒輥破碎機(jī)是在2FJP系列基礎(chǔ)上派生而出的，除4PGG系列破碎機(jī)的機(jī)體采用積木式結(jié)構(gòu)，上下機(jī)體可組可分可根據(jù)生產(chǎn)現(xiàn)場實(shí)際來安裝，破碎比增大外，其它結(jié)構(gòu)和破碎原理與2FJP系列基本相同。

國外的齒輥式破碎機(jī)MMD型系列輪齒式破碎機(jī)是英國MMD礦山機(jī)械集團(tuán)公司開發(fā)出的新一代破碎機(jī)，有500、625、750、1000、1300和1500共6個(gè)系列每個(gè)系列，有短箱型、標(biāo)準(zhǔn)箱型和長箱型3種不同工作長度，以滿足不同處理能力的要求。每一種規(guī)格又配有不同類型的齒型、齒帽，以適應(yīng)不同破碎產(chǎn)品粒度的要求。該機(jī)的工作原理是依靠沖擊剪切和沖擊拉伸的作用，使剪切力沿著物料的薄弱易碎部位產(chǎn)生巨大破碎力使其破碎。物料在兩個(gè)破碎齒之間以及與側(cè)壁的梳齒板之間，排出產(chǎn)品在破碎后受此間隙控制，不會(huì)產(chǎn)生過大顆粒，在給料中已含有合格粒度的物料很快排出，不受破碎作用，有較好的粒度控制和篩分作用，產(chǎn)品粒度均勻。因此該機(jī)又稱“篩分破碎機(jī)”，主要用于粗破碎和第二段破碎作業(yè)?，F(xiàn)已有多臺(tái)MMD型破碎機(jī)在我國的煤礦和選煤廠使用。其特點(diǎn)是：①高度小結(jié)構(gòu)緊湊；②特殊的輪齒結(jié)構(gòu)使其適用于干礦濕礦泥礦和粘礦。
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