双转子锤式破碎机增加波动辊式筛分机节能改造

双转子锤式破碎机增加波动辊式筛分机节能改造

周明义

绵阳金泰机械设备制造有限公司 四川省江油市  621700

摘要:波动辊式筛分给料机是一种既具有给料功能，又具有筛分功能的复合式设备，它是由一根根横向排列的滚动轴构成，轴上装有圆形、三角形或轮齿形的耐磨盘（辊套），每排辊套之间的间距可在设计时确定，该间距即为筛孔尺寸。细料就从耐磨盘之间的缝隙通过筛出，大块物料由辊轴带动向出料端移动，并从末端排出喂入破碎机。该机型是为了给重型破碎机连续筛分喂料而专门设计的，和传统的固定筛、圆筒筛、平面运动筛相比，具有物料适应性强、工作稳定、寿命长、污染小和单位面积筛分效率高的特点，既是一种新型的节能降耗产品，又是需要相对稳定产量的大型破碎系统首选筛分给料设备。

关键词：双转子锤式破碎机增加波动辊式筛分机；节能改造

引言

对原煤样展开多阶段破碎工作属于煤炭制样领域的必要操作，完成这一工作所需要的设备是对辊散煤联合制样设备破碎机，破碎机的破碎性能与齿形结构息息相关。为提升破碎机的破碎性能，需研究破碎机齿形优化方法。

1.双转子锤式破碎机存在的问题

现有石灰石双转子锤式破碎系统主机设备为一台重型板喂机和一台2PCF2025双转子锤式破碎机，进料粒径：1 000mm×1 000mm×1 500mm，出料粒径：≤50mm，破碎能力：1250t/h。在实际运行过程存在以下几方面问题：（1）实际破碎前来料的原料中≤50mm的细料含量大（约占总量的30%左右），这些符合成品尺寸的细料与粗料一起喂入破碎机，在破碎机中产生“过破碎”现象，导致锤头、衬板的金属磨耗加剧，增加了运行成本。（2）原料中等于或小于成品粒径的细料随着大块物料一同进入破碎机，除了加剧锤头、衬板的金属磨耗外，还增加了破碎系统的电耗。（3）原料中泥土进入破碎机，降低破碎效率，且易出现堵料情况，生产和管理维护费用高。

2.改造方案

（1）将原破碎机两个给料辊及驱动装置拆除，重新设计加工破碎机上壳体，下壳体保持不变，如图1所示。

图1　破碎机改造结构图

（2）加装5辊筛分装置，辊面为三角凸棱形，运行中可使石灰石原料上下晃动，增强筛分效果，辊子下方装有刮泥板，随时将附着在辊子上的泥土刮落，避免辊间隙被泥土堵死，影响筛分功能。（3）筛分装置采用整体模块安装，出厂时已组装调试，现场整体吊装校正即可使用。（4）壳体A为半圆形侧板，不需改动直接使用；壳体B根据实际尺寸改装；壳体C为可翻开上壳体，由于物料通道尺寸需要，需将反击板部位去掉，改动较大。（5）图1中1、2、3为壳体新加工制作，壳体2上开有检修门。（6）壳体3由于上壳体的改动，承担原上壳体反击板的作用，壳体板厚不低于35mm，内衬40mm厚M13Cr2衬板，并在筛分装置与破碎腔体间悬挂链幕，防止碎石打击筛分装置。（7）安装智能集中干油润滑系统，共12个加油点，5根辊子10套轴承加油，转子2套轴承加油，可实现定时定量加注，流量计对每个点的加油量进行检测和堵塞报警。（8）电气控制开关设备、电缆按用电容量30kW配备（电机30kW-4），与板喂机和破碎机联锁控制；开机顺序为破碎机、筛分机、板喂机，当破碎机跳停时，板喂、筛分应停机，当筛分跳停时，板喂应停机，电机需安装缺相和整定电流（可调）保护。（9）对板喂机变频器进行改造，板喂机运行速度提高20%。提产改造后有部分成品料通过筛分辊直接落到转运皮带上，不再进入破碎腔，使得物料通过能力提高，由于成品物料预先筛出，减少了转子的负荷，破碎机电机电流减小约15%，减小了用电量。再加上破碎机台时产量的提高，进一步降低了破碎系统电耗。

3.对辊散煤联合制样设备破碎机齿形优化模型

对辊散煤联合制样设备破碎机齿形对于该设备的破碎性能非常重要，齿形结构参数直接影响优化效果。在齿形结构参数中寻找敏感参数，剔除不敏感参数，可确保对辊散煤联合制样设备破碎机齿形优化的稳定性与可靠性。本文选择的敏感齿形结构参数为齿高h、齿根弧角度a、轴向齿间距n与齿顶宽d，以最高散煤破碎质量为目标函数，建立对辊散煤联合制样设备破碎机齿形优化模型，以h、a、n、d为优化模型的设计变量，利用融合柯西变异和反向学习的改进麻雀算法求解该模型，获取最优散煤破碎质量，得到对应的齿形优化结构参数。利用迭代均值组合近似模型，结合齿形优化后的结构参数，建立对辊散煤联合制样设备破碎机迭代均值组合近似模型，通过模拟计算获取目标散煤破碎质量，并与优化的散煤破碎质量对比。若两者差距较小，代表优化的齿形结构参数是可靠的；若两者差距较大，那么将该组齿形结构参数作为样本数据，继续优化求解，不断迭代，到输出可靠的齿形优化结构参数为止。齿辊是对辊散煤联合制样设备破碎机的核心部件，直接影响散煤破碎质量。为提升散煤破碎质量，设计基于近似模型的对辊散煤联合制样设备破碎机齿形优化方法，获取最优的齿形结构参数，提升破碎机的生产效率。

4.改进型单辊破碎机设计方案

根据现场空间大小，从皮带机头轮至斗提机入料口处设计一个破碎室和贯穿破碎室的转轴，破碎室由钢结构框架和壁板组成。转轴由两端的滑动轴承座支承，通过减速机与电动机相连驱动。在转轴上套接均匀排布的多个齿盘组成的破碎辊，如图1所示，转轴与齿盘采用六方型轴与六方型齿盘轴孔配合装配结构。破碎辊由相间排列的大直径齿盘和小直径齿盘组成。大直径齿盘和小直径齿盘上分别沿圆周均布3个径向辊齿，相邻辊齿的前后齿边廓设计成光滑的弧线连接形式，各辊齿尖向前伸出呈鹰嘴状，既有利于提高辊齿工作强度，又能够较好地适应略带黏性的化肥大块物料的破碎。大直径齿盘与小直径齿盘的辊齿在转轴上沿转动方向错开布置，形成不同齿距的破碎辊，便于不同尺寸物料的均匀破碎。在破碎辊的下方设有平置篦板，在破碎辊的前方设有斜置篦板，平置篦板和斜置篦板的篦板缝隙方向和宽度尺寸相同，并且其篦板缝隙与破碎辊的辊齿相对应。斜置篦板的上端与破碎室的框架铰连接，破碎室的框架上和斜置篦板的上端设有销轴孔，通过销轴与所述销轴孔的配合实现斜置篦板上端与破碎室框架的铰连接。破碎室框架上的销轴孔竖向设置一排，用于斜置篦板上端连接位置的调整。在斜置篦板的背侧设有弹簧支撑螺杆调整机构，该弹簧支撑螺杆调整机构由置于前端的弹簧套、前部装配在弹簧套内的弹簧、前部插入弹簧内的螺杆、螺纹配合装配在螺杆上的弹簧挡板和与螺杆配合的螺母组成，弹簧套前端与斜置篦板背侧下部设置的连接凸体铰连接，后部的螺母固定在破碎室的框架上。

结束语

矿山石灰石双转子锤式破碎机增加波动辊式筛分机设备改造，采用带前置筛分的给料设备，对石灰石进行预筛，完成仅对大块物料破碎，提升破碎效率，控制破碎粒度。将无需破碎的细碎料提前筛出，还可以有效地降低锤头、衬板的金属磨损，大大延长了易损件的使用寿命，降低电耗。还能将粘湿物料与块状物料分离出来，避免了破碎机出现堵料“闷车”现象。完美解决了双转子锤式破碎机产量偏低、锤头磨损严重，破碎后粒径偏大及易堵料等问题，达到了提产、节能目的，为行业矿山石灰石破碎设备升级改造提供一种思路。

参考文献

[1]张松平.熟料锤式破碎机的技术升级改造[J].水泥工程,2020(02):30-32.

[2]张吉伟.PCK1316型可逆锤式破碎机的改造[J].矿山机械,2017,45(07):78-81.

[3]张吉伟,边洪波,邢汉明.新型锤式破碎机在选矿厂的应用[C]//中国金属学会.第十八届川鲁冀晋琼粤辽七省矿业学术交流会论文集.第十八届川鲁冀晋琼粤辽七省矿业学术交流会论文集,2011:474-478.

[4]刘莉．中煤选择性破碎设备设计与破碎机理研究［Ｄ］．徐州：中国矿业大学，２０１８．