【正文】 1987年原兗州煤礦設(shè)計(jì)院在消化吸收美國雷克斯諾德 (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。 九十年代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、破碎齒易損壞、整體噪聲大、維 修量大等缺點(diǎn)。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)處理都離不開破碎設(shè)備。在各種金屬、非金屬、化工、 建材、電力等工業(yè)部門占有非常重要的地位。雙齒輥破碎機(jī)的保險作用是靠壓在可動輥?zhàn)由系膹椈蓙韺?shí)現(xiàn)的，當(dāng)過大塊物料或硬質(zhì)物料落到破碎腔中不能被軋碎時，齒輥受力變大，可動齒輥能夠向外移動，使保險彈簧的壓縮量增加，增大可動齒輥與固定齒輥的距離，將不能破碎的物料排出。 在雙齒輥破碎機(jī)中，為了不使輥齒相碰而損壞，兩個齒輥應(yīng)當(dāng)同步地相對回轉(zhuǎn)；為了使兩齒輥有177。為了減少煤粉過多，現(xiàn)在一般使用慢速，齒輥的圓周速度約為 － m/s；那些粉煤對工藝影響不大的， 采用快速－ m/s。中碎時鷹嘴式和標(biāo)槍式都可使用，齒的高度最低為 40mm。目前，國產(chǎn)單齒輥和雙齒輥破碎機(jī)多采用第二種型式 ?？蓜育X輥 4裝在可動軸承 5上，可動軸承可以在固定于機(jī)架上的軸承座 6上滑動，利用彈簧 7將可動軸承壓緊。破碎后的粒度一般控制為 50～ 120 mm。在選煤廠中應(yīng)用的單齒輥破碎機(jī)都采用較長的輥齒，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。 雙齒輥破碎機(jī)的工作機(jī)構(gòu)（圖 1）主要是轉(zhuǎn)動的兩個圓齒輥，旋轉(zhuǎn)的圓輥面上有齒、棱和槽。 齒輥破碎機(jī)的特點(diǎn)和分類 常見的破碎機(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。它可同時進(jìn)行篩分、破碎、選出大塊殲石、金屬雜物和木塊等作業(yè)，達(dá)到一機(jī)多用的目的。碎選機(jī)是根據(jù)煤和矸石硬度的不同，即可碎性的差異而設(shè)計(jì)的。但由于板錘的集中磨損，限制了在破碎堅(jiān)硬物料上的應(yīng)用。其工作原理是當(dāng)物料進(jìn)入機(jī)殼內(nèi)板錘作用區(qū)時，受到板錘高速沖擊而破碎，同時被拋向安裝在轉(zhuǎn)子上方的反擊板進(jìn)行再次破碎，然后從 反擊板彈到板錘作用區(qū)被重新破碎。 錘式破碎機(jī)自問世以來就因其結(jié)構(gòu)使其的應(yīng)用受到了限制。眾所周知，破碎設(shè)備的好壞主要取決于破碎腔的設(shè)計(jì)，破碎腔能夠體現(xiàn)設(shè)備的生產(chǎn)能力、功耗、鋼耗及破碎產(chǎn)品質(zhì)量等重要性能指標(biāo)等。 1996 年第四屆全國粉體工程學(xué)術(shù)會議上鄧躍紅、張智鐵發(fā)表了 《物料粉碎分形行為的研究》，作者認(rèn)為破碎理論的研究應(yīng)歸結(jié)為三大方面 :強(qiáng)度理論的研究，破碎效果的評價，破碎功耗的研究。該機(jī)與同種規(guī)格破碎機(jī)相比，在相同的工況條件下，處理能力可提高20%25%,齒板壽命可提高 12 倍。 1982 年 B178。 B H * Bergstrom 在研究單顆粒破碎機(jī)時發(fā)現(xiàn)，在空氣中一次破碎的碎片撞擊金屬板時明顯產(chǎn) 生二次破碎，一次破碎的碎片具有的功能占全部破碎能量的 45%，如能充分利用二次破碎能量，則可提高 破碎效率。 60年代得出重大意義的結(jié)論。 Blake)取得專利權(quán)，制造雙肘板鄂式破碎機(jī)。最近 10 多年來，破碎技術(shù)取得了較重大的進(jìn)展，隨著人們對破碎過程認(rèn)識的不斷深入，新的破碎方法和破碎設(shè)備不斷涌現(xiàn)，各國不斷把 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、減少過粉碎 中國礦業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 3 頁 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。其比表面積越大，增加物料的比表面積可使物料同周圍介質(zhì)的接觸面積增大，從而反應(yīng)速度加快。經(jīng)過選礦才能將有用成分同雜質(zhì)分開，并剝除雜質(zhì)，得到較純凈的精礦。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。因此，無論從環(huán)保的角度、社會效益的角度、還是直接的經(jīng)濟(jì)效益，研究新型的破碎機(jī)，具有較重大的現(xiàn)實(shí)意義。再就是需要新的選煤技術(shù)及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。然而，在中國的煤炭消耗中，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)境污染問題，如 :燃煤產(chǎn)生煙塵和二氧化硫排放量分別占 80%和 90% ，中國的大氣污染屬典型的煤煙型大氣污染。 1996 年中國煤炭探明可采儲量居世界第三位， 全行業(yè)年煤炭開采量達(dá)到近 10 億噸。煤炭作為中國的主要能源 在 鋼鐵、化工領(lǐng)域 內(nèi)作為 原料在相當(dāng)長的時間內(nèi)不會有大的改變，因此煤炭在中國國民經(jīng)濟(jì)中的地位是舉足輕重的 。德國地質(zhì)學(xué)家李?；舴覐?8611872 年曾七次到中國旅行考察，走遍了粵、湘、鄂、川、陜、晉、甘、豫、蘇、浙、院、贛、魯、冀等 14 個省 ,稱中國為“世界第一石炭國”。煤炭行業(yè)已經(jīng)成為國民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的重要基礎(chǔ)。全國己有 %的城市二氧化硫年平均濃度超過國家二級標(biāo)準(zhǔn) ，日平均濃度超過國家三級標(biāo)準(zhǔn)。 全套圖紙，加 153893706 近幾年來，選煤廠廣泛采用的各式破碎機(jī)，由于結(jié)構(gòu)與機(jī)理等原因，破碎后的產(chǎn)品或者過粉碎嚴(yán)重，排料粒度不能有效的控制，同時伴有大量粉塵或者破碎機(jī)的破碎強(qiáng)度低，不能適應(yīng)含煤矸石的煤炭破碎，且破碎后粒度不均勻，不但使得后續(xù)的洗選難度加大，分選效果變差 ，同時難以滿足目前市場的需要。本設(shè)計(jì)的意義就在于此。 (2) 選礦（解離） 隨著礦產(chǎn)資源的開發(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)過選礦加工后才能利用，而且人選礦石中難選礦石愈來愈多。 由于工業(yè)的發(fā)展，要求礦石綜合回收的元素越來越多，對礦石的粉碎要求也更具體，對粉碎機(jī)械的要求也更高。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強(qiáng)化傳質(zhì)與傳熱等。特別是煤用齒輥式破碎機(jī)以其制造簡單、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。 19 世紀(jì) 40 年代，北美的采金熱潮對鄂式破碎機(jī)的發(fā)展有很大的促進(jìn)作用， 19 世紀(jì)中葉，多種類型的鄂式破碎機(jī)研制出來并獲得廣泛的應(yīng)用，上個世紀(jì)末 ，全世界己有 70 多種不同結(jié)構(gòu)的鄂式破碎機(jī)取得專利權(quán)。隨著研究的深入，人們知悉了高功率破碎作業(yè)可以用來改善能源效率和降低成本岡。也有人指出，較小的持續(xù)負(fù)荷比短時間的強(qiáng)大沖擊更有希望破碎物料。 Mandelrot 提出分形理論應(yīng)用在巖石理論研究方面。北京礦冶研究總院林運(yùn)亮等人與上海多靈一沃森機(jī)械設(shè)備有限公司合作開發(fā)了 PED 低矮可拆式鄂式破碎機(jī)，該機(jī)是一種適用于井下作業(yè)特殊條件下的新型鄂式破碎機(jī)。長期以來，粉碎理論的研究主要停留在經(jīng)驗(yàn)應(yīng)用和統(tǒng)計(jì)推測上，人們了解粉碎的規(guī)律尚不明確、不系統(tǒng)，人們期待新理論的出現(xiàn)會給破碎領(lǐng)域帶來一次革命?；剞D(zhuǎn)式破碎機(jī)具有變嚙角、高密度破碎、依次漸進(jìn)破碎、高頻破碎和強(qiáng)制排料等優(yōu)點(diǎn)。過粉碎量較大，蓖板易堵 中國礦業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 4 頁 塞、對入料的水分要求較嚴(yán)格，對入料上限要求小，出料下限又達(dá)不到精細(xì)破碎的要求等。這個過程反復(fù)進(jìn)行，直到物料全被破碎至所需粒度而排出機(jī)外。目前對我國生產(chǎn)研究反擊破碎機(jī)的廠家、研究機(jī)構(gòu)及成果報(bào)道較少，國外的如德國 KHD 公司對反擊式破碎機(jī)研究成果較多。工作時，容易破碎的煤被擊碎后漏到篩下，而堅(jiān)硬的矸石則由篩上排出。用碎選機(jī)代替人工揀矸，實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用的目的。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，同其它類型的破碎機(jī)相比，這種破碎機(jī)的特點(diǎn)： (1) 破碎過程的能量消耗??； (2) 過粉碎（粉化）程度小，破碎的產(chǎn)物多呈立方體； (3) 結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，維護(hù)與檢修方便；成本低廉。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)過破碎的物料經(jīng)下面排料口排出。 中國礦業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 5 頁 齒輥破碎機(jī)的工 作 原理 兩個破碎輥在傳動裝置的驅(qū)動下相向轉(zhuǎn)動，固定輥支承在固定軸承上。 圖 齒輥破碎機(jī)工作原理示意圖 傳統(tǒng) 雙齒輥破碎機(jī)的基本構(gòu)造 圖 。電動機(jī)通過膠帶輪 8和傳動齒輪 9及 10使固定齒輥轉(zhuǎn)動，利用長齒齒輪 11帶動可動齒輥，使其與固定齒輥?zhàn)飨鄬D(zhuǎn)動。 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。刀刃式使用得不多?？焖賯鲃友b置簡單，采用三角膠帶輪減速即可。 10mm相對位移時仍能正常咬合傳動，兩齒輥間的傳動齒輪要采用特制的長齒齒輪。然后借彈簧的恢復(fù)力再使可動齒輥回到原來的位置，起到 保險作用。從經(jīng)濟(jì)角度來講，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。由于煤炭屬中硬巖石并具脆性以及破碎技術(shù)經(jīng)過長期的發(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。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 中國礦業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 8 頁 隙，以便排出硬物。 1000型齒輥式破碎機(jī)是當(dāng)時技術(shù)上較為先進(jìn)的破碎機(jī)。同時，該型破碎機(jī)把調(diào)整齒輥間距裝置和保險裝置做成一個系統(tǒng)，采用液壓 — 氣動系統(tǒng)：油缸的活塞桿與可動齒輥相連，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。 九十年代以后的齒輥式破碎機(jī) 進(jìn)入 9O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。該破碎機(jī)在技術(shù)上的進(jìn)步主要是取消了原雙齒輥破碎機(jī)的退讓彈簧保險裝置，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，從而可嚴(yán)格控制碎 后產(chǎn)品中的過大顆粒 。破碎齒呈螺旋形布置，入料中的小顆粒很容易通過破碎齒輥之間的間隙排出，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。整機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，機(jī)體高度低．沖擊負(fù)荷小。雙齒輥采用對轉(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)?？赏ㄟ^需破碎的物料，而篩 掉不需破碎的大塊物料，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。在實(shí)際破碎時，可根據(jù)入料量改變工作制度，即入料少時開單機(jī)，入料多時開雙機(jī)，用戶更加節(jié)能。 國外先進(jìn)高效破碎機(jī) 1. MMD型高效破碎機(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、62 750、 1000、 1300和 1500共 6個系列。物料在兩個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。 2． ABOH型分級破碎機(jī) 1998年，由美國的 FFE礦業(yè)基建設(shè)備公司和澳利亞 ABOHT工程公司合資開發(fā)的 ABOH系列分級破碎機(jī)將破碎過程分為三段，而且可視入料粒度上限的不同而選擇不同的齒輥軸間距。 中國礦業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 10 頁 例如 ,美國生產(chǎn)的傳統(tǒng)破碎設(shè)備旋回、圓錐、順式基本上實(shí)現(xiàn)了液壓化俄羅斯生產(chǎn)的第三代圓錐破碎機(jī)全部實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)距離操作控制。 結(jié)語 盡管自 9O年代煤用齒輥式破碎 機(jī)在技術(shù)結(jié)構(gòu)、實(shí)際使用效果等方面較 90年代以前有較大的進(jìn) 步 ,但還是存在破碎理論上的各種各樣的難題。 由于大型破碎機(jī)的市場需求量相對較小，中、小型破碎機(jī)目前仍是我國研究、開發(fā)、生產(chǎn)的熱點(diǎn)。以下是破碎機(jī)站系統(tǒng)的一個示意圖。這樣可以使箱體結(jié)構(gòu)更加緊湊。由自動集中潤滑系統(tǒng)向迷宮與油封之間供潤滑脂，多余的潤滑脂則經(jīng)迷宮擠出，這樣可以防止粉塵進(jìn)入軸承腔。 方案一： 單電機(jī)通過 V帶驅(qū)動，傳動路線如下： 電動機(jī)→減速器→帶輪→主動 齒輥→同步齒輪→從動齒輥 該傳動中采用傳統(tǒng)的彈簧退讓裝置，出料粒度不穩(wěn)定，同時采用 帶傳動成產(chǎn)能力受很大影響。比較以上三個方案：方案一通過帶傳動，其處理能力小，出料粒度不穩(wěn)定，故而不選；方案二單電機(jī)驅(qū)動，驅(qū)動負(fù)荷大，破碎過程中扭矩非常大，不如采用雙電機(jī)，故而也不選。 (1) 齒輥直徑 ? 齒輥直徑 ? 與最大給料粒度 d有關(guān)，一般最大 給料粒度 d=() ? 本設(shè)計(jì)中 d=300mm,考慮生產(chǎn)實(shí)際以及產(chǎn)品以往的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，將系數(shù)選為 。齒輥式破碎機(jī)的生產(chǎn)能力一般可按下式粗略計(jì)算：