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雙齒輥破碎機物料粘結分析及改進

 

1 引 言
    在高塞地區露天礦使用雙齒輥破碎機，經常出現所破碎的物料粘結在齒輥上，特別是在冬季粘結更為嚴重。物料的粘結使齒輥上物料粘滿，齒尖不能暴露，從而不能完成齒輥進行刨錘作業，形成光輥，物料不能破碎，使上一級輸送機構物料堆積，只能停車，進行清理。清理勞動強度大，時間長，大大影響工作效率。停車清理的現象每天要進行多次，使生產任務不能完成。
2 物料粘結的原因分析：
    (1)露天煤礦生產原煤主要為褐煤，而我公司生產的原煤，發育呈層理狀，粒度在500-1 000mm的在30％以上，由于層理發育有夾矸層，故呈夾矸現象。
    (2)受周邊水文地質條件的限制，地表，地下水發達，使煤中含水量增加。
    (3)開采工藝及氣溫的原因。在冬季用電鏟進行采煤作業，煤層厚度在6-7m，一次采全高。冬季凍層厚度1．7-2m，在凍層以內的煤，煤溫0-5°C，我們稱之為“暖煤”，而破碎機在露天使用，工作齒輥的溫度與室外溫度相同，一般在-25°C--30°C，這樣物料與工作裝置的溫差非常大，出現凍粘現象。
    (4)兩齒輥間距離小，齒密度過大。
    綜上述，夾矸、煤含水量大、開采與氣溫及齒密度大，每一項都是物料粘結的必然條件。
3 破碎機的改進
    (1)利用原破碎機機架，在2個齒輥齒間安裝清掃機構，結果未能成功。原因是，齒輥轉動慣量非常大，齒間夾雜的煤矸堅硬，沒有相應的材質和結構能應對，從而使清掃機構或機架損壞。
    (2)經過反復的思考與研究，最終決定對齒輥的齒圈進行結構改進。改進的指導思想是：原2齒輥齒過密是易粘結物料原因之一，原機器的結構是每個輥上有3柱圓形齒圈，每一柱齒圈軸向均部15行齒，周向24齒，2輥間齒頂部留有間隙。改進前兩齒輥齒間相對位置示意如圖1。

    (3)根據原有結構，兩齒輥有相對圓周運動，齒輥結構強度大，利用改進齒輥齒形大小、齒數的多少，使2齒輥的齒間不留間隙，而是相互嚙合一定深度，在保證出料粒度的情況下，利用相互的嚙合相互之間利用對方的齒進行清掃。    (4)齒輥進行較大的改進后，齒輥的尺寸必然變化，機架、傳動裝置、罩殼等部件的尺寸都隨之發生變化。
    (5)根據2齒輥的中心距和另一個齒輥為活動輥，可進行調整，以及輥與罩殼的間隙等尺寸進行計算，將齒輥外徑增至1 240mm．
    (6)確定2齒輥齒間嚙合深度為100mm，根據齒輥外徑大小與齒輥內八棱及齒根間的厚度強度要求，計算得齒高為140mm。
    (7)齒高原為1130mm而且為密布，現在齒高加大為140fnlTl，單齒受力強度加大，因此齒形截面需加大，經計算齒形截而為65mmX65mm，并且在齒的運動方向及齒根作圓弧過渡，減少應力。
    (8)齒在齒圈的布置：由于齒高加大，齒圈幅變簿，因此在齒的周向加設加強筋。根據出料粒度要求小于150l'lLrn及齒形的截面尺寸，經計算設計，軸向為6排齒，軸向均部6排齒圈，周向為18齒。
    (9)齒圈改進后外徑尺寸加大為1 240mm，2齒輥齒間嚙合100刪，齒高為140mm，齒輥間的中心距發生變化，變為1140mm，原中心距為1 200mm，中心距減少60mm，出現了傳動機構齒相互間干涉。為此需對傳動齒進行改進，單獨改進活動被動傳動長齒輪，使其外徑縮小120mm，齒數減少3個齒。由于齒數的減少，出現2個齒輥的轉數發生變化，活動輥的轉速加大，從而出現兩個輥在圓周方向有相對運動，從而更加完善了清掃作用。經此改進后，只對原設計機器的齒圈及活動傳動齒2項進行了改進，而達到目的。
4 結 論
    由于物料的性質、所在區域及氣候條件的不同都將對破碎機的工作產生影響，因此在設計時應考慮各方面的因素。通過對雙齒輥破碎機物料粘結原因的分析，找出了粘結的原因，并獲得了改進的方法。此方法也可用于其它的雙齒輥破碎機。