【正文】 如需設(shè)計(jì)圖紙請(qǐng)聯(lián)系 ： 68110808 第 1 頁(yè) 1 緒 論 中國(guó)是世界上少數(shù)幾個(gè)以煤炭為主要能源的國(guó)家之一，煤炭的生產(chǎn)量和消費(fèi)量占世界首位。煤炭作為中國(guó)的主要能源及鋼鐵、化工領(lǐng)域的原料在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)不會(huì)有大的改變，因此煤炭在中國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位是舉足輕重的。然而，在中國(guó)的煤炭消耗中，煤炭的加工利用處于低水平階段，存在著高能耗、高污染、低效率的利用現(xiàn)狀，也產(chǎn)生一系列的環(huán)境污染問(wèn)題，如 :燃煤產(chǎn)生煙塵和 S02排放量分別占 80%和 90% ，中國(guó)的大氣污染屬典型的煤煙型大氣污染。全國(guó)己有 %的城市 S02年平均濃度超過(guò)國(guó)家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，日 平均濃度超過(guò)國(guó)家三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。 S02排放量的持續(xù)增加使中國(guó)酸雨覆蓋面積占國(guó)土面積的 40%，酸雨污染給森林和農(nóng)作物造成的損失每年達(dá)數(shù)百億元。大氣中的 S02的主要來(lái)源于高硫煤的使用，而中國(guó)的高硫煤約占總產(chǎn)量的 10%,按每年 10億噸的產(chǎn)量算，每年約有 1億噸的高硫煤，而去硫的最基礎(chǔ)設(shè)備就是將硫及其伴生物從煤中的解離 — 也就是說(shuō)要將煤充分破碎，破碎煤就需要破碎機(jī)，這是選擇本題的目的之一。其二如前所述，新的選煤技術(shù)和工藝需要新型的破碎機(jī)，否則影響新的選煤工藝和方法的技術(shù)水平。近三年來(lái)，選煤廠廣泛采用的各式破碎機(jī)由于結(jié)構(gòu)與機(jī)理 的原因，破碎后的產(chǎn)品或者過(guò)粉碎嚴(yán)重，排料粒度不能有效的控制，同時(shí)伴有大量粉塵或者破碎機(jī)的破碎強(qiáng)度低，不能適應(yīng)含煤研石的煤炭破碎，且破碎后粒度不均勻，容易超粒，不但使得后續(xù)的洗選難度加大，分選效果變差，同時(shí)難以滿足目前市場(chǎng)的需要。由此造成的損失每年數(shù)億人民幣。為解決此問(wèn)題，在國(guó)內(nèi)的破碎機(jī)技術(shù)尚未滿足國(guó)內(nèi)使用條件的技術(shù)下，目前大量從國(guó)外進(jìn)口破碎機(jī)，如山西的平塑、安家?guī)X煤礦、神華集團(tuán)的神木礦區(qū)、大柳塔選煤廠、貴州盤(pán)江集團(tuán)的老屋基選煤廠、永城煤電集團(tuán)、晉城無(wú)煙煤礦業(yè)集團(tuán)等等，國(guó)外破碎機(jī)的價(jià)格是國(guó)內(nèi)同類(lèi)價(jià)格的 68倍 ，如果研制的破碎機(jī)能替代進(jìn)口產(chǎn)品，每年可為國(guó)家節(jié)約外匯至少 1億美元。因此，無(wú)論從環(huán)保的角度、社會(huì)效益的角度、直接經(jīng)濟(jì)效益的角度，還是解決生產(chǎn)實(shí)際問(wèn)題的角度，研究新型的分級(jí)破碎機(jī)，具有較重大的現(xiàn)實(shí)意義。 破碎機(jī)概述 破碎的目的 固體物料在外力的作用下克服物料的內(nèi)聚力．使大顆粒破碎成小顆粒的過(guò)程稱為粉碎。 如需設(shè)計(jì)圖紙請(qǐng)聯(lián)系 ： 68110808 第 2 頁(yè) 物料粉碎由破碎機(jī)和粉磨機(jī)來(lái)完成，粉碎的目的有如下： (1) 均化 隨著粉碎的進(jìn)行，物料的總表面積不斷增加。因此大顆粒物料碎裂成細(xì)粉狀態(tài)，這樣才可能使幾種不同固體物料（主要是化學(xué)成分不同）的混合，得到良好的均勻效果。 (2) 選礦（解離） 隨著礦產(chǎn)資源的開(kāi)發(fā)利用，原礦品位日趨降低，為了取得原礦中的有效成分，需要大量礦石經(jīng)過(guò)選礦加工后才能利用，而且人選礦石中難選礦石愈來(lái)愈多。礦石中有用成分同雜質(zhì)緊密地結(jié)合在一起，為使礦石中有效成分解離。只有將其充分破碎。經(jīng)過(guò)選礦才能將有用成分同雜質(zhì)分開(kāi)，并剝除雜質(zhì)，得到較純凈的精礦。 由于工業(yè)的發(fā)展，要求礦石綜合回收的元索越來(lái)越多，對(duì)礦石的粉碎要求也更具體，對(duì)粉碎機(jī)械的要求也更高。 (3) 粒度分布 在工業(yè)生產(chǎn)中，由于具體的生產(chǎn)工藝要求，對(duì)固體原料有較嚴(yán)格 的粒度要求，粉碎機(jī)械必須滿足其產(chǎn)品粒度。 (4) 使物料的比表面積增加 比表面是單位質(zhì)量或體積的物料的表面積，物料的粒度越小。其比表面積越大，增加物料的比表面積可使物料同周?chē)橘|(zhì)的接觸面積增大，從而反應(yīng)速度加快。例如．催化劑的接觸反應(yīng)，固體燃料的燃燒與氣，物料的溶解，吸附與干燥，以及在化工上利用粉末顆粒流化床的大接觸面積來(lái)強(qiáng)化傳質(zhì)與傳熱等。 齒輥破碎機(jī)的特點(diǎn)和分類(lèi) 常見(jiàn)的破碎機(jī)主要有鄂式破碎機(jī)、旋回破碎機(jī)、圓錐破碎機(jī)、錘式破碎機(jī)、沖擊式破碎機(jī)和齒輥破碎機(jī)等。齒輥破碎機(jī)是一種傳統(tǒng)的破碎機(jī)械，它的 主要破碎作用是劈碎，同其它類(lèi)型的破碎機(jī)相比，這種破碎機(jī)的特點(diǎn)： (1) 破碎過(guò)程的能量消耗小； (2) 過(guò)粉碎（粉化）程度小，破碎的產(chǎn)物多呈立方體； (3) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，維護(hù)與檢修方便；成本低廉。 基于以上優(yōu)點(diǎn)，齒輥破碎機(jī)在許多工業(yè)部門(mén)都有應(yīng)用，特別在選煤廠應(yīng)用得更多。 齒輥破碎機(jī)是破碎煙煤、無(wú)類(lèi)煤（含矸石量少）和頁(yè)巖的主要設(shè)備，主要用于原煤的粗碎（產(chǎn)品粒度在 50mm以上）和中碎（產(chǎn)品粒度在 256mm）。 雙齒輥破碎機(jī)的工作機(jī)構(gòu)（圖 1）主要是轉(zhuǎn)動(dòng)的兩個(gè)圓齒輥，旋轉(zhuǎn)的圓輥面上有齒、棱和槽。物料被齒面輥帶到破碎空間后，因受到 兩齒輥的劈碎作用（主要破碎方法）而破碎，經(jīng)過(guò)破碎的物料經(jīng)下面排料口排出。 齒輥破碎機(jī)按齒輥數(shù)目可分為單齒輥破碎機(jī)、雙齒輥破碎機(jī)和多齒輥破碎機(jī)。生產(chǎn)中以單、雙齒輥破碎機(jī)應(yīng)用最多。在選煤廠中應(yīng)用的單齒輥破碎 如需設(shè)計(jì)圖紙請(qǐng)聯(lián)系 ： 68110808 第 3 頁(yè) 機(jī)都采用較長(zhǎng)的輥齒，故主要適用于粗碎；雙齒輥破碎機(jī)的輥齒一般較短，適用于中碎；四齒輥破碎機(jī)適用于中碎。 齒輥破碎機(jī)的工作原理 兩個(gè)破碎輥在傳動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)下相向轉(zhuǎn)動(dòng)，固定輥 1支承在固定軸承 2上。移動(dòng)輥 3支承在移動(dòng)軸承 4上，安全裝置 5(彈簧保護(hù)裝置或液壓缸保險(xiǎn)裝置 )頂住活動(dòng)軸承，并用定位墊塊 6調(diào)節(jié)兩輥的間隙，其最小 距離也稱排料口寬度，用以控制破碎塊產(chǎn)品粒度。物料自兩輥上方加入，在輥?zhàn)优c物料間摩擦力作用下，物料被帶入兩輥之間，受擠壓破碎后，自下部排出 (見(jiàn)圖 )。破碎后的粒度一般控制為 80～ 120 mm。 圖 齒輥破碎機(jī)工作原理示意圖 １．固定輥 ２．固定軸承 ３．移動(dòng)輥 ４．移動(dòng)軸承 ５．安全裝置 ６．定位墊塊 雙齒輥破碎機(jī)的基本構(gòu)造 圖 。它是由一對(duì)齒輥、兩對(duì)外嚙合齒輪、彈簧保險(xiǎn)裝置、機(jī)架及膠帶輪等部件所組成。機(jī)架 1是由型鋼焊接而成的結(jié)構(gòu)件，固 定齒輥 2安裝在機(jī)架的固定軸承 3上。可動(dòng)齒輥 4裝在可動(dòng)軸承 5上，可動(dòng)軸承可以在固定于機(jī)架上的軸承座 6上滑動(dòng)，利用彈簧 7將可動(dòng)軸承壓緊。電動(dòng)機(jī)通過(guò)膠帶輪 8和傳動(dòng)齒輪 9及 10使固定齒輥轉(zhuǎn)動(dòng)，利用長(zhǎng)齒齒輪 11帶動(dòng)可動(dòng)齒輥，使其與固定齒輥?zhàn)飨鄬?duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。破碎物料從上方給入，經(jīng)齒輥破碎后從下方排出。 如需設(shè)計(jì)圖紙請(qǐng)聯(lián)系 ： 68110808 第 4 頁(yè) 圖 雙齒輥破碎機(jī) 1— 機(jī)架； 2— 固定齒輥； 3— 固定軸承； 4— 可動(dòng)齒輥； 5— 可動(dòng)軸承； 6— 軸承座； 7—彈簧； 8— 膠帶輪； 10— 傳動(dòng)齒輪； 11— 長(zhǎng)齒齒 輪 齒輥破碎機(jī)的主要部件 (1) 齒輥 齒輥的構(gòu)造通常有兩種型式： 一是在鑄鐵芯上套有用高錳鋼鑄成的齒圈，兩端用螺栓緊固，另一種是由高錳鋼鑄成的弓形齒板，裝配在多邊形截面的鑄鐵軸轂上，齒輥結(jié)構(gòu)可靠，但檢修不方便，當(dāng)更換齒圈時(shí)必須把輥?zhàn)犹嵘?，以便把每個(gè)齒圈單獨(dú)分解下來(lái)；第二種型式的齒輥制造和裝配都方便，磨損后易于更換，若輪轂造成整體，則齒板與多邊形表面接合處面積較大，接合更牢固。目前，國(guó)產(chǎn)單齒輥和雙齒輥破碎機(jī)多采用第二種型式。 輥齒的型式有如下幾種：鷹嘴式、標(biāo)搶式、刀刃式和矩形帶式。粗碎時(shí)大部分采用鷹嘴式，齒 的高度為 70－ 110mm。長(zhǎng)、短齒一起配合使用，長(zhǎng)齒用以破碎特大塊，大塊進(jìn)入內(nèi)腔后，再用短齒進(jìn)一步破碎，單齒輥破碎機(jī)的 如需設(shè)計(jì)圖紙請(qǐng)聯(lián)系 ： 68110808 第 5 頁(yè) 破碎過(guò)程基本上是這樣進(jìn)行的。中碎時(shí)鷹嘴式和標(biāo)槍式都可使用，齒的高度最低為 40mm。刀刃式使用得不多。矩形帶式主要是用在四齒輥破碎機(jī)上。 (2) 傳動(dòng)裝置 單齒輥和雙齒輥破碎機(jī)的轉(zhuǎn)速有快速和慢速兩種。為了減少煤粉過(guò)多，現(xiàn)在一般使用慢速，齒輥的圓周速度約為 － m/s(25－ 30 r/min)；那些粉煤對(duì)工藝影響不大的，采用快速 － m/s?？焖賯鲃?dòng)裝置簡(jiǎn)單，采用三角膠帶輪減 速即可。慢速傳動(dòng)裝置較復(fù)雜，一般采用三角膠帶輪和齒輪兩級(jí)減速。由于齒輥破碎機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度低，所以傳動(dòng)軸和主軸都采用滑動(dòng)軸承。 在雙齒輥破碎機(jī)中，為了不使輥齒相碰而損壞，兩個(gè)齒輥應(yīng)當(dāng)同步地相對(duì)回轉(zhuǎn)；為了使兩齒輥有177。 10mm相對(duì)位移時(shí)仍能正常咬合傳動(dòng)，兩齒輥間的傳動(dòng)齒輪要采用特制的長(zhǎng)齒齒輪。目前開(kāi)始出現(xiàn)一些不用長(zhǎng)齒齒輪的雙齒輥破碎機(jī)，有的破碎機(jī)采用萬(wàn)向鉸鏈聯(lián)軸器傳動(dòng)，或者采用一種專(zhuān)用小齒輪傳動(dòng)，都能達(dá)到兩齒輥有一定位移時(shí)仍能正常嚙合的目的。 (3) 保險(xiǎn)裝置 單、雙齒輥破碎機(jī)設(shè)有彈簧保險(xiǎn)裝置。雙齒輥破碎機(jī)的保險(xiǎn)作 用是靠壓在可動(dòng)輥?zhàn)由系膹椈蓙?lái)實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)過(guò)大塊物料或硬質(zhì)物料落到破碎腔中不能被軋碎時(shí)，齒輥受力變大，可動(dòng)齒輥能夠向外移動(dòng)，使保險(xiǎn)彈簧的壓縮量增加，增大可動(dòng)齒輥與固定齒輥的距離，將不能破碎的物料排出。然后借彈簧的恢復(fù)力再使可動(dòng)齒輥回到原來(lái)的位置，起到 保險(xiǎn)作用。齒輥破碎機(jī)還有用銷(xiāo)子保險(xiǎn)裝置的 。 齒輥破碎機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r 破碎是當(dāng)代飛速發(fā)展的工業(yè)礦物加工領(lǐng)域中一個(gè)重要的環(huán)節(jié)，破碎機(jī)就是礦山機(jī)械中應(yīng)用非常廣泛的一種設(shè)備。在各種金屬、非金屬、化工、建材、電力等工業(yè)部門(mén)占有非常重要的地位。從經(jīng)濟(jì)角度來(lái)講，在選礦廠，破 碎與磨碎作業(yè)的生產(chǎn)費(fèi)用占全部選礦費(fèi)用的 40%以上，設(shè)備投資占總投資的 60%左右 M。從能源與環(huán)保角度講，破碎作業(yè)要消耗巨大的能量，物料破碎過(guò)程中由于作業(yè)中產(chǎn)生發(fā)聲、振動(dòng)、摩擦、粉塵等，使能源大量消耗，作業(yè)環(huán)境嚴(yán)重污染。因而多年來(lái)國(guó)內(nèi)外的界內(nèi)人士一直在研究如何達(dá)到節(jié)能、高效地完成破碎過(guò)程，從理論研究到新產(chǎn)品研制 (包括改造舊的設(shè)備 )直至改變生產(chǎn)工藝流程，以求達(dá)到節(jié)約投資、低耗能、少污染、高效率、過(guò)粉碎量小、產(chǎn)品粒度均勻并滿足與之相配套的新設(shè)備、新技術(shù)系統(tǒng)的工藝要求。煤礦是破碎機(jī)應(yīng)用最廣泛的行業(yè)，露天煤礦的原煤破碎 和選煤廠入廠原料的預(yù)處理都離 如需設(shè)計(jì)圖紙請(qǐng)聯(lián)系 ： 68110808 第 6 頁(yè) 不開(kāi)破碎設(shè)備。由于煤炭屬中硬巖石并具脆性以及破碎技術(shù)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的發(fā)展，所采用的破碎設(shè)備包括 :鄂式破碎機(jī)、旋轉(zhuǎn)式破碎機(jī)、錘式和環(huán)錘式破碎機(jī)、反擊式破碎機(jī)、選擇性破碎機(jī)、齒輥式破碎機(jī)等。最近 10多年來(lái)，破碎技術(shù)取得了較重大的進(jìn)展，隨著人們對(duì)破碎過(guò)程認(rèn)識(shí)的不斷深入，新的破碎方法和破碎設(shè)備不斷涌現(xiàn)，各國(guó)不斷把新工藝、新技術(shù)、新材料用于自己的破碎機(jī)工業(yè)，產(chǎn)品可靠性不斷提高，在產(chǎn)品的耐磨損、減少過(guò)粉 碎量、嚴(yán)格控制碎后產(chǎn)品的粒度等方面都取得了有效的進(jìn)展。特別是煤用齒輥式破碎機(jī)以其制造簡(jiǎn)單、維修方 便、低能耗、成本低、高破碎能力和經(jīng)久耐用等優(yōu)點(diǎn)，無(wú)論是從產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、技術(shù)性能還是工業(yè)應(yīng)用都成為煤用破碎機(jī)的佼佼者。 1990 年以前的齒輥式破碎機(jī) 9O年代前，齒輥式破碎機(jī)的技術(shù)存在不能?chē)?yán)格 控制碎后產(chǎn)品粒度、碎后產(chǎn)品過(guò)粉碎量大、機(jī)體受 到的沖擊載荷較大、破碎齒易損壞、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問(wèn)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(lái)的位置。如此便不能?chē)?yán)格控制碎后產(chǎn)品的粒度。 1987午原兗州煤礦設(shè)計(jì) 院在 消化吸收美國(guó)雷克 斯諾德 (REXNORD)公司生產(chǎn)的阿拉克 36DAM型破碎機(jī)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出的 4PGC380／ 350179。 1000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(lái)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，這樣，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(wú)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(guò)，隨后又可使動(dòng)齒輥復(fù)位。同樣也存在能?chē)?yán)格的控制產(chǎn)品粒度的問(wèn)題。 1990 年以后的齒輥式破 碎機(jī) 進(jìn)入 9O年代后，隨著我國(guó)改革開(kāi)放力度的加大，煤的銷(xiāo)售市場(chǎng)也發(fā)生了 如需設(shè)計(jì)圖紙請(qǐng)聯(lián)系 ： 68110808 第 7 頁(yè) 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(guò)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(kāi)