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2019年法兰克福车展:細碎超細碎復合破碎機

2013法兰克福车展 www.fzmfj.com.cn 發布日期:2017-11-18 來源: 徐州萬和機械制造有限公司 查看次數: 2393 

核心提示:楊連國(江蘇省徐州萬和機械制造有限公司)沈君麟 (蘇州中材非金屬礦工業設計研究院有限公司)摘要:通過研究物料在破碎腔體中

楊連國  (江蘇省徐州萬和機械制造有限公司)

沈君麟    (蘇州中材非金屬礦工業設計研究院有限公司)

摘要:通過研究物料在破碎腔體中的幾種受力形式,對非傳統破碎受力的因素進行分析,常見的有物料在重力作用下通過破碎腔體和物料在風力作用下排出腔體等形式。受此啟迪發明了非破碎受力以機械力作用下引導物料在腔體中運動,開發出高效節能的不用篦板精準控制出料細度細碎超細碎復合破碎機(萬和破碎)。

關鍵詞:非傳統破碎受力、重力類型破碎機、風力類型破碎機、機械力類型破碎機、 細碎超細碎復合破碎機

一 、前言 

物料通過破碎腔體的過程中一般要受到二種或者二種以上力的作用,目前對破碎機的研究一般偏重于對其破碎受力的分析,以及對其原理參數和結構進行優化。而對影響其通過破碎腔的非破碎受力研究偏少,如重力引導物料通過破碎腔的破碎機和風力引導物料通過破碎腔的破碎機等?;詼災亓頭緦嘈推撲榛姆治?,以及立軸錘式破碎機到立軸復合破碎機創新過程的經驗積累。試圖結合兩個方面的體會,探尋一條用非破碎受力分析方法解決破碎機研究新方法、新途徑。受此啟迪發明了非傳統破碎受力為機械力,使物料在腔體內無限循環運動不斷受到破碎力作用而破碎不用篦板精準控制出料細度的細碎超細碎復合破碎機(萬和破碎)。

二、非破碎受力為機械力類型破碎機和細碎超細碎復合破碎機的產生

從重力類型破碎機和風力類型破碎機比較中可以知道,一般而言破碎受力方式在破碎機中是關鍵,而非破碎受力因素也是破碎機中的有機組成部分。在某些條件下,非破碎受力因素在物料通過粉碎腔體過程中使物料取得更明顯破碎效果,且在一定條件下也是解決破碎方案的關鍵。確立以非傳統破碎受力方式研究破碎設備,也是研究破碎的一條可行方法和途徑。選擇多年研究的立軸復合破碎機為著力點,以物料在破碎腔體內非破碎受力通過方式為突破口,尋找解決本人發明的在市場被廣泛使用了三十幾年的立軸復合破碎機(專利號:8920633.5/97247435.8)進行再創新。

(一)立軸復合破碎機回顧

1 .立軸復合破碎機的開發 

為了向市場提供品質優良、性能穩定,尤其適合于細碎設備,我們的研究重點著重在耐磨材料和產品結構設計兩個方面尋求突破。 

1.1立軸復合破碎機耐磨材料的選擇與開發 

1.1.1  關于提高耐磨材料硬度問題 

提高耐磨材料的硬度可提高耐磨件的壽命。我們曾與有關院所合作開發硬度值HRC>60-65以上的耐磨材料,取得一定成效。但經生產實踐還存在差距,而且,當其硬度提高一定幅度后,起耐磨效果并非隨硬度的提高而成比例提高。另一方面,單純大幅度提高耐磨材料硬度從成本角度講也不合算。 

1.1.2  改變耐磨材料內部金相組織 

經觀察比較,發現破碎硬質物料錘頭磨損存在條狀犁削溝槽痕跡,呈鑿削磨損特征,而破碎軟質石灰石錘頭磨損表面光滑發亮,呈磨粒磨損特征。這是因為石灰石相對脆、軟,易于裂解,而硬質物料不僅硬度高,而且磨鑿性強。 

從錘頭材料金相組織來看,抗耐磨主要是碳化物必須鑲在基體上。因此錘頭上磨損表面出現的溝槽是硬質物料將錘頭基體組織磨鑿了,真正耐磨的碳化物不能起到應有的作用而脫落。 

為此我們重新制定對策,即保證錘頭硬度值HRC>60-65,又著重通過配方和熱處理工藝,實現碳化物組織細化,基體組織強化。經破碎檢驗,磨損狀況大為改觀,錘頭壽命有了較大提高。 

但是耐磨材料壽命的提高畢竟是有限的,而且要在技術上、工藝上有新的發現或突破,絕非一日之功。最現實的解決辦法是在破碎機結構上尋找最佳的方式以彌補耐磨材料的磨損問題。 

1.2  立軸復合破碎機的結構設計 

立軸復合破碎機的新型結構設計是我公司經過20多年的努力,不斷漸進發展,結構上從不完善到完善,機理上從不成熟到成熟而實現的。 

1.2.1立軸復合破碎機的誕生 

在借鑒國內外各種破碎機資料,尤其是在立軸錘式破碎機的基礎上研究其破碎的特點,開發了立軸復合破碎機。 

將反擊破碎形式創造性地運用到立軸破碎機中,并將PCL型立軸錘式破碎機的襯板設計成特殊結構的反擊板,圓盤和錘頭的轉子型式設計成帶有甩料盤的反擊式破碎機轉子。這是第一代的“立軸反擊破碎機”。 

該機的基本工作原理為:物料在自重作用下軸向進入破碎機腔體內,落到高速旋轉的轉子的甩料盤上,物料經甩料盤被高速拋出與筒體內反擊板相碰撞,被反彈進入錘擊區域。由于反擊板特殊構造,具有傾斜的反擊面,使與之相碰撞,被反彈的物料具有向下內聚的功能。從而使物料在錘擊區域內環轉子四周按“Z”字型線路受到板錘和反擊板的打擊和反擊,最后物料被排出腔體。由于物料在腔體內受到打擊和反擊機會和次數極大增加,強化了對物料的粉碎。 

1.2.2  改進型立軸反擊破碎機 

從實踐結果看,第一代立軸反擊破碎機并非十全十美。例如物料未能完全實現環轉子四周按“Z”字型軌跡運動,而是受到料與料相碰撞等其它因素的影響,有些物料有可能在軸向方向運動,有可能未經充分粉碎而從軸向竄出腔體。

經過充分地分析研究,我們將單一破碎腔改為雙破碎腔,將一機體單級粉碎改為二級粉碎,并著重設置了隔板導向裝置,使物料改變了運動方向既起到防止竄料,又極大地改善了物料破碎效果,即調整非破碎受力方式也可以提高破碎效果的目的。這就是改進型的第二代立軸反擊式破碎機。 

1.2.3  立軸復合破碎機 

  第三代立軸反擊破碎機的開發成功,首先得益于觀念的更新和認識的細化。一般總認為要提高單機錘頭的使用壽命,似乎必須或只能在材料上做文章,其實這個認識并不全面。一般而言,錘頭的耐磨與錘頭的壽命是密不可分的,但二者又是有區別的,耐磨是針對材料而言,壽命是針對使用而言?;瘓浠八?,只要能保證錘頭與反擊板之間的間隙保持在一個合理范圍,當這種狀態持續時間越長,其錘頭的使用壽命就會越長。因此,重要的是通過特殊的結構設計使錘頭始終保持這樣的使用狀態也就可延長錘頭的使用壽命。觀念的轉變帶來設計指導思想的轉變,我們對其結構又作了重大改進,實現了錘頭與反擊板之間間隙可調。“可調節”裝置使上述新觀念得以在實踐中取得完美的實現,并賦予了“耐磨”新的理念。 

具體作法是將立軸反擊破碎機的轉子上端沿徑向開設若干個溝槽,板錘安裝在其上,板錘與反擊板之間的間隙由一組安裝在轉子上的調整片控制,若板錘磨損了,或反擊板磨損了,則根據磨損量的大小可從轉子上減少調整板的厚度和數量,以繼續保持板錘與反擊板之間的合理間隙,充分發揮耐磨材料有效使用率,這樣既保障了產品出料細度,又極大地延長了板錘的使用壽命。 

(二)細碎超細碎復合破碎機的發明

  立軸錘式破碎機物料在自重作用下垂直下落過程中,經多排錘頭打擊破碎排出腔體。為了提高其耐磨件使用壽命和改善其產品細度,我們分析了其破碎受力狀況下,改變了磨件結構(尺寸形狀),延長了耐磨件使用壽命,改變了物料單一垂直下落運動方向,同時也改善了出料細度。二十年來立軸復合破碎機被廣泛使用,其基本結構形式在傳統的破碎受力分析模式下也沒有改變。為了進一步提高產品細度,滿足市場需求,我們通過對重力類型和風力類型破碎機進行分析,認識到非破碎受力在引導物料在腔體運動形式的重要性,在不改變其破碎受力狀況下,改變其引導物料的運動形式,也可以改變破碎效果,而且還可以獲得意想不到的效果。在立軸復合破碎機研究的過程中,改變物料運動導向同樣也改善破碎效果,結合重力類型和風力類型的破碎機非破碎受力的分析,確立通過改變立軸復合破碎機的非破碎受力運動方式,開發出高效節能的不用篦板精準控制出料細度細碎超細碎復合破碎機(萬和破碎)。

2.1  O形立軸破碎機簡介

思路決定出路,我們確定了設計思想路線圖是:一方面改變非破碎受力運動軌跡,使物料在腔體內實現循環多次粉碎;另一方面擯棄傳統破碎機用篦孔或者排礦口控制出料細度的方式,用離心風力場來決定出料細度,從而使出料細度的穩定獲得根本保證。

具體做法是:在第四代立軸復合破碎機破碎腔下方設置一個帶有集料、噴射的轉盤,物料在上破碎腔中經一系列粉碎后,經導向板落入下轉盤中被收集,被收集的物料在這錐形轉盤中經高速旋轉,又將被拋起至上轉子破碎腔中,再次受到一系列粉碎。此過程循環反復呈現“〇形”形態,直至達到合格細度。同時在下轉盤四周設置若干離心風葉,離心風葉隨下轉盤高速旋轉形成離心風力場,將“〇形”形態循環中的合格細料實時及時排出腔體。改變離心風力場作用力大小,就可以獲得不同需求的細粉。這就是我們創新發明的不用篦板精準控制出料細度的細碎超細碎復合破碎機(萬和破碎)。

2.2 產品特點對比

2.3 產品性能指標

注:與選粉機配套可獲得325---600目左右細粉產品 。

三、非破碎受力為重力類型破碎機

非傳統破碎機破碎受力為重力類型通過破碎腔形式的破碎機有顎式破碎機、圓錐破碎機、反擊式破碎機、立軸錘式破碎機、立軸沖擊式破碎機和錘式破碎機等,其控制出料細度的方式是排礦口或者篦板等形式。

(一)出料方式是通過排礦口控制出料細度的重力類型破碎機

(1)顎式破碎機

顎式破碎機俗稱顎破,又名老虎口。由動顎和靜顎兩塊顎板組成破碎腔,物料在自重作用下進入破碎腔,在兩板之間受到動顎破碎力作用完成物料擠壓、破碎作業的破碎機,合格物料在自重作用下從排礦口排出。廣泛運用于礦山冶煉、建材、公路、鐵路、水利和化工等行業中各種礦石與大塊物料的破碎。被破碎物料的最高抗壓強度為320Mpa左右。

(2)圓錐破碎機

在圓錐破碎機的工作過程中,電動機通過傳動裝置帶動偏心套旋轉,動錐在偏心軸套的迫動下做旋轉擺動,動錐靠近靜錐的區段所實施的破碎力即成為破碎腔,物料受到動錐和靜錐的多次擠壓和撞擊而破碎。動錐離開該區段時,該處已破碎至要求粒度的物料在自身重力作用下從排礦口中下落,從錐底排出。

(3)反擊式破碎機

利用沖擊能來破碎物料,當物料在自重作用下進入板錘作用區時,受到板錘的高速沖擊而破碎,并被拋向安裝在轉子上方的反擊裝置上再次破碎,然后又從反擊襯板上彈回到板錘作用區重新破碎。此過程多次重復進行,直到物料被破碎至所需粒度,在自重作用下由機器下部排礦口中排出為止。調整反擊架與轉子架之間的間隙可達到改變物料粒度和物料形狀的目的。

(4)立軸錘式破碎機

  物料在自重作用下進入破碎腔體內,受到高速回轉的多排錘頭的依次沖擊而破碎,破碎了的物料在自重作用下從腔體下部排出。

它廣泛適用于建材、冶金、有色、化工等工業部門破碎石灰石礦石、水泥熟料、煤炭及其它各種礦石等。

(二)出料方式是通過篦板孔隙尺寸控制出料細度的重力類型破碎機

(1)錘式破碎機

錘式破碎機主要是靠沖擊能來完成破碎物料作業的。錘式破碎機工作時,電機帶動轉子作高速旋轉,物料在自重作用下均勻的進入破碎機破碎腔中,受到高速回轉的錘頭沖擊、剪切致使物料被破碎;同時,大于篦板孔隙尺寸的物料阻留在破碎腔篩板上繼續受到錘頭的打擊和研磨,直到破碎至所需出料粒度最后通過篦板孔隙在自重作用下排出機外。

(三)其他出料方式的重力類型的破碎機

 (1)立軸沖擊式破碎機

物料在自重作用下進入破碎腔體,經分料器將物料分成兩部分,一部分由分料器中間進入高速旋轉的葉輪中,在葉輪內被迅速加速,其加速度可達數百倍重力加速度,然后從葉輪三個均布的流道內拋射出去,首先同由分料器四周自由落下的這部分物料沖擊破碎,然后一起沖擊到渦支腔內物料襯層上,被物料襯層反彈,斜向上沖擊到渦動腔的頂部,又改變其運動方向,偏轉向下運動,從葉輪流道發射出來的物料形成連續的物料幕。這樣被破碎物料在渦動破碎腔內受到兩次以至多次機率撞擊、擠壓、摩擦和研磨粉碎作用,被破碎的物料由設備下部出料口排出。

它廣泛適用于各種巖石、磨料、耐火材料、水泥熟料、石英石、鐵礦石、混凝土骨料等多種硬、脆性物料的中碎、細碎(制砂粒),對建筑用砂、公路用砂石優為適宜。

       小結:綜上所述,在破碎腔中不同類型的破碎機其受到破碎力作用形式是不同的,但導致物料通過破碎腔的重力作用是一樣的,二者結合完成了整個破碎過程。  

四、非破碎受力為風力類型粉碎機

非傳統破碎受力為風力類型粉碎機,通過破碎腔形式的粉碎機有風選錘式破碎機、ACM型機械沖擊磨、ZPS型粉碎機等。

(1) 風選錘式破碎機

物料進入破碎機后受到高速旋轉的錘頭沖擊而被粉碎,物料從錘頭處獲得動能,以高速向機殼內壁襯板沖擊而遭到多次粉碎。粒度合格的物料被該設備一端的離心風機在風力作用下真空負壓吸去,并送入管道,再進旋風分離器和布袋收集器。由于離心力的作用達到物料與氣體分離。

它廣泛適用于化工、石墨、橡膠、制藥、染料、石化、食品、建材、礦石、水泥、耐火材料等行業,可用于加工立德粉、碳墨粉、石膏粉、滑石粉、硫磺粉、石灰粉、紅泥粉、貝殼粉、長石粉、焦粉、骨粉、塑膠粉、煤粉、黃紅丹粉、硫酸鋇、氧化鋅、碳酸鈣、氧化鐵、金鋼砂、金礦石、鋁石、瓷石、堿石、煤矸石、硼玻然、胡精、中草藥、還可加工小麥、黃豆、玉米等原飼料等。

(2)ACM型機械沖擊磨

基本原理:物料由螺旋給料機強制喂入粉碎室內,在高速回轉的轉子與帶齒襯套的定子之間受到沖擊剪切而粉碎。然后,在氣流風力的帶動下通過導向環的引導進入中心分級區域分選,細粉作為成品隨氣流通過渦輪分級機后從中心管道排出機外,由收塵裝置捕集下來;粗粉在重力作用下落到轉子粉碎區內再次被粉碎。

ACM型機械沖擊磨             ACM型機械沖擊磨原理圖

它廣泛適用于碳酸鈣,滑石,云母,大理石,石墨等較軟質,較純的礦物粉碎以制備填料,且有利于礦物解離;具有精確的粒度上限,最終產品無大顆粒。

(3)ZPS型粉碎機

原料由旋轉喂料器喂入分級室,細顆粒物料在氣流風力的挾帶下直接進入分級機進行預先分級,合格細粉作為成品經產品出口排出機外而被收集;粗粒物料進入沖擊研磨室,在沖擊錘的高速沖擊和研磨作用下被粉碎;粉碎后的物料經進氣管進入到上升氣流作用被輸送到臥式渦輪超細分級機進行分級,合格細粉經排料口排出后收集為產品;粗顆粒物料再次進入研磨室,重復以上過程直至磨細為產品。若給料已達到一定的細度,可將給料口改為下部風送給料,強化定子和轉子間縫隙的氣流剪切粉碎作用。

       它廣泛適用于非金屬礦、化工原料、合成樹脂、糖、乳糖、可可等。

小結:綜上所述破碎受力是破碎過程中的關鍵所在,同時引導料流的風力是完成整個過程不可或缺的重要組成部分,兩者完善組合實現粉碎的目的。

五、結束語:

改變研究和思維模式,通過對非破碎受力因素進行比較和分析,開發出細碎超細碎復合破碎機,完善了立軸破碎機的產品性能,拓寬了產品應用領域?;盜嘈偷腛形破碎機開發與應用與重力類型破碎機和風力類型破碎機共同為市場提供更多的選擇,尤其改變了風力類型破碎機進料粒度范圍限制,并擴大了適用范圍。

                                   
     聯系人:楊連國

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