選煤工業(yè)中破碎機(jī)的應(yīng)用

0含硬包裹體煤炭破碎難破碎是煤炭選擇行業(yè)不可或缺的設(shè)備。然而，由于結(jié)構(gòu)和機(jī)制，一些材料的碎屑嚴(yán)重，另一些材料的粒徑過(guò)大，很難完全分解硬包裝的煤炭。因此，很難為后續(xù)洗煤和選煤增加煤炭需求，這很難滿足市場(chǎng)的需求。因此,為解決生產(chǎn)實(shí)際問(wèn)題,研究新型破碎機(jī)具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。1輥式破碎的整體設(shè)計(jì)1.1輥式破碎的工作過(guò)程對(duì)輥式破碎機(jī)又叫雙輥破碎機(jī),主要工作部件為齒輥,兩齒輥軸線平行,并且沿齒輥軸線方向布置一定數(shù)量的齒環(huán)。工作原理:兩齒輥沿相反方向旋轉(zhuǎn),此時(shí)落入齒輥之間的物料,在旋轉(zhuǎn)力作用下,被卷入齒輥內(nèi)并將其破碎,從而獲得要求顆粒度的物料。其結(jié)構(gòu)如圖1所示。對(duì)輥式破碎機(jī)工作過(guò)程主要分為3個(gè)階段:(1)輥齒從1-1′位置到2-2′位置當(dāng)大塊物料卷入工作過(guò)程中的輥齒時(shí),物料受到輥齒的剪切與沖擊以及撕拉作用。如若碎塊太硬未能被輥齒咬入,物料將受到螺旋布置的輥齒的作用使其翻轉(zhuǎn),傳到下一對(duì)齒繼續(xù)破碎,否則進(jìn)入第2階段破碎;(2)輥齒從2-2′位置運(yùn)動(dòng)到3-3′位置剛開(kāi)始兩輥齒包裹的截面最大,然后隨著齒輥的轉(zhuǎn)動(dòng),包裹截面積逐漸減小,達(dá)到最小后再次增大,如此循環(huán)。在包容體積變小的過(guò)程中,粒度大的物料將被強(qiáng)行擠壓剪碎,破碎后的物料從輥齒齒側(cè)預(yù)留間隙中擠壓漏出;(3)處理個(gè)別仍未破碎的物料第2階段完成后,輥齒脫離嚙合,破碎的物料在重力作用下大量下漏排出。當(dāng)輥齒運(yùn)動(dòng)到劈裂棒附近時(shí),一些粒度仍然偏大的物料將被劈裂棒阻擋,在輥齒共同作用下,將其劈碎并強(qiáng)行擠出。至此,完成一個(gè)破碎周期。1.2單位粉碎功率的求解破碎機(jī)功率不僅是電動(dòng)機(jī)選擇的理論依據(jù),而且直接影響到后續(xù)設(shè)計(jì)的成功與否,因此功率計(jì)算至關(guān)重要。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程,一般采用理論計(jì)算法或經(jīng)驗(yàn)公式法求得破碎機(jī)功率,但對(duì)于對(duì)輥式破碎機(jī)這種新型設(shè)備,尚沒(méi)有大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),無(wú)法使用經(jīng)驗(yàn)公式求得功率,因此本文采用理論計(jì)算法求取破碎機(jī)功率。查閱相關(guān)資料可知,目前主要使用Rittinger法、Kick-Kirpi-chv法、Bond法和Holmes法4種不同的理論計(jì)算方法求得單位生產(chǎn)量的功耗,其中,細(xì)磨情況的功率計(jì)算主要使用Rittinger法,而粗碎情況的功率計(jì)算主要使用Kick-Kirpi-chv法,Bond法介于Rittinger法和Kick-Kirpi-chv法兩者之間,Holmes法是對(duì)上述3種方法的綜合,其表達(dá)式為式中W——單位生產(chǎn)量的功耗,kWh/t;m———Bond功指數(shù),煤的Bond功指數(shù)為7.91kWh/t;E———排料粒度80%以上部分的粒度尺寸,μm;A——給料粒度80%以上部分的粒度尺寸,μm;上述求破碎機(jī)功率的方法可行的條件是電機(jī)的功率與單位時(shí)間的破碎物料的功耗相同,此時(shí)電機(jī)功率式中Q———生產(chǎn)能力,Q=50t/h;η———破碎機(jī)的傳動(dòng)效率,η=0.85。通過(guò)以上分析,考慮到破碎機(jī)工作環(huán)境和過(guò)載系數(shù)的影響,選取YB180L-8電動(dòng)機(jī),額定功率為11kW。1.3齒輥軸轉(zhuǎn)速n對(duì)輥式破碎機(jī)的轉(zhuǎn)速分為快速和慢速2種,快速齒輥圓周速度為2.8~4.7m/s,慢速齒輥的圓周速度為1.2~1.9m/s。由于快速的齒輥生成煤粉較多,所以目前煤用齒輥破碎機(jī)均采用慢速。初步確定齒輥軸的轉(zhuǎn)速n=64r/min。根據(jù)有關(guān)資料并結(jié)合設(shè)計(jì)要求,初步確定破碎機(jī)形狀尺寸如下:齒輥軸有效長(zhǎng)度L=550mm,齒輥直徑D=500mm,輥齒大徑D1=528mm,輥軸中心距a=500mm,輥軸半徑R=147mm,輥齒高度h=118mm,梯形上底a1=88mm,梯形下底a2=78mm,梯形高度h1=90mm,物料密度ρ=1.27t/m3,梯形面積(見(jiàn)圖2)2齒輪傳動(dòng)效率計(jì)算(1)確定傳動(dòng)類型結(jié)合慢速對(duì)輥式破碎機(jī)的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)理念,高速級(jí)采用帶傳動(dòng),低速級(jí)采用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)。取帶傳動(dòng)比i1=2,所以齒輪傳動(dòng)比從而可求得Ⅰ軸~Ⅳ軸各軸轉(zhuǎn)速(2)破碎機(jī)傳動(dòng)效率及轉(zhuǎn)矩P3=P2η2η4=9.94kW,P4=P3η5η4=9.45kW式中η1———V帶傳動(dòng)效率,η1=0.96;η2———圓柱齒輪傳動(dòng)(油潤(rùn)滑)效率,η2=0.97;η4———滾子軸承(稀油潤(rùn)滑)效率,η4=0.98;由各軸轉(zhuǎn)速及輸入功率可得Ⅰ軸~Ⅳ軸的轉(zhuǎn)矩3輥式粉碎生產(chǎn)能力的確定由以上分析知,對(duì)輥式破碎機(jī)與一般破碎機(jī)工作特性不同,對(duì)輥式破碎機(jī)工作時(shí)能將物料強(qiáng)行咬入,破碎后還可以強(qiáng)行排出,因此不能簡(jiǎn)單地將一般輥式破碎機(jī)生產(chǎn)能力計(jì)算公式套用到對(duì)輥式破碎機(jī)生產(chǎn)能力的求解。分析對(duì)輥式破碎機(jī)工作原理,破碎腔的物料都是被輥齒強(qiáng)行排出,所以,單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)兩齒輥之間的物料的總體積與所有的輥齒在其中所占的體積之差即為破碎機(jī)生產(chǎn)能力式中K———物料填充系數(shù),經(jīng)試驗(yàn)測(cè)定K=0.46;V1———單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)兩輥之間的物料的總體積,m3/h;ρ———物料粒度,t/m3;V2———單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)兩輥之間的輥齒的體積之和,m3/h。由理論推導(dǎo)得式中m———總齒數(shù);V0———單個(gè)齒的體積,m3。將式(4)和式(5)代入式(3)即可得到理論生產(chǎn)能力4輥式粉碎的設(shè)計(jì)目前,破碎機(jī)在礦山企業(yè)應(yīng)用非常普遍,其工作效率與企業(yè)成效密切相關(guān),因此本文通過(guò)具體實(shí)例,對(duì)對(duì)輥式破碎機(jī)主要部件做了詳細(xì)設(shè)計(jì),提出了對(duì)輥式破碎機(jī)生產(chǎn)能力以及