關(guān)于粘土中級破碎機上海山寶破碎機的研發(fā)

1、僅供個人參考粘土二級破碎機的研發(fā)文/鮑小平工程師。長期從事破碎機的開發(fā)，研究。2PGC810/450-570雙齒輾破碎機是我公司針對具體用戶開發(fā)的二級粘土破碎機，該機的開發(fā)成功彌補了國內(nèi)粘土二級破碎的空白。一.粘土礦概述粘土礦是含水鋁酸鹽地殼與含長石等類巖石經(jīng)過長期風化與地質(zhì)作用而生成的，在各種類型的沉積物和巖中普遍存在。主要有：高嶺土、蒙脫石、伊利石（云母粘土）、蛭石、綠泥石、滑石、蛇紋石、珍珠陶土等。原礦因含鐵量不同，呈現(xiàn)白、綠、綠藍、褐、桃紅等顏色，可謂色彩繽紛。粘土礦的用途非常多，如蒙脫石（膨潤土）有很強的吸附性，可作金屬鑄件的砂模粘結(jié)劑；可制成耐熱、耐水、耐酸的鋁硅薄膜；可作促肥劑長

2、期保持肥效；粘土礦制品在水泥行業(yè)作粘結(jié)劑；在醫(yī)藥上可作外敷藥的稀釋劑、殺菌劑；在土木工程上可作水壩、地鐵的防水劑；在陶瓷工業(yè)上可制陶器、耐火材料、法瑯；在纖維工業(yè)上可用于增加纖維的耐久性；還可以作為水處理的軟化劑、漂白劑等等。粘土分結(jié)晶質(zhì)與非結(jié)晶質(zhì)，層間含水，其物理性質(zhì)表現(xiàn)為：含水多，一般在1528%,有較大的粘性，堆比重在0.81t/m3。二.粘土礦破碎的問題粘土礦有如此廣泛的用途，硬度也不高，但粘土的加工，尤其是深加工、細碎加工比較復雜。由于粘土分結(jié)晶質(zhì)與非結(jié)晶質(zhì)，層間含水，一般含水1528%,有較大的粘性，堆比重在0.81t/m3,因而對其進行破碎就顯得比較困難。南京水泥設(shè)計院、合肥水泥

3、設(shè)計院、天津水泥院等專業(yè)院所，設(shè)計開發(fā)了2PGC1250x1250,2PGC1400x1400雙齒輻粘土破，解決了水泥業(yè)的出料3570mm的粒度要求，但還不能滿足細碎加工的要求。粘土破碎的困難在于：1、受到擠壓時，其水份析出，在表面與土混合成粘性物，附著在破碎壁上，造成悶車。只有讓粘土快速通過擠壓層，并設(shè)置刮板使其無法粘著在壁上才能達到有效破碎。顯然，顎式，圓錐式，錘式，立軸沖擊式等形式的破碎機型都不具備這樣的條件。2、因粘土與頁巖、砂巖、花崗巖、玄武巖、閃長巖等伴生，原礦中夾雜有一定量的石塊，又因內(nèi)部含水，冬季在北方-20-30C的氣溫下會凍成堅硬的土塊，使粘土破碎機設(shè)計時必須考慮磨損和強度

4、。輥式破碎機是唯一適合破碎粘土的機型。但為了不悶車，必須大大提高輥筒的轉(zhuǎn)速，而一旦轉(zhuǎn)速提高，輥筒的磨損程度又大大增加。因此，悶車和磨損在設(shè)計上是一對難以調(diào)和的矛盾。三二級破碎開發(fā)的意義粘土破碎的困難，幾乎全在二級破碎這關(guān)。粗破和細碎破碎粘土，雖然有一定的難度，但已基本得到解決。粘土粗破可用2PGC1250x1250,2PGC1400X1400雙齒輻破碎機，進料小于600mm,出料小于3570mm,其齒板用長齒、短齒互排，每排齒間有刮刀，可刮除粘附的粘土。因主要是靠剪切，壓碎來破碎物料，輥筒轉(zhuǎn)速不必過快。雖然如此，仍然存在兩輥齒頂與齒谷間糊滿物料的問題，但還不至于造成悶車，只是實際產(chǎn)量比計算產(chǎn)量

5、要低，且實際進料粒度比計算粒度小。細碎破可用2PGG610X610雙光輻破碎機，輻筒轉(zhuǎn)速高達310,300r/min,出料1.63.2mm。此時，物料經(jīng)過鈉化處理，除還具有粘性外，已很軟、濕不存在磨損問題。此時可利用速度差和高的線速度將所破物料從輥筒間隙處快速甩出，不粘在輥筒上。用戶想要的細碎破是：一級破碎出料小于65mm，二級破碎小于15mm,產(chǎn)量45t/h,鈉化處理，但在國內(nèi)一直未找到合適的破碎機型。原先使用細碎破加大輥筒間隙來代替二級破，但磨損太嚴重，成品的粒度、產(chǎn)量都無法滿足要求。而且，由于破碎比太大（65/1.6），必須設(shè)置至少二道破碎，這樣造成每道的磨損嚴重和功耗的大大增加。功耗的

6、增加并沒有提高產(chǎn)品的合格粒度和產(chǎn)量，而是加大了磨損的消耗。因此無論是從經(jīng)濟角度，還是從配置的合理性、資源利用的效率上說，都迫切需要增加合適的二級粘土破碎機。四設(shè)計開發(fā)的思路1. 設(shè)計必須解決的問題一級破留下了部分石料，雖然不到10，但其抗壓強度平均在120150Mpa。凍土塊的抗壓強度70Mpa。在此情況下按常規(guī)的輥式破要求輥筒轉(zhuǎn)速不能太快，不然磨損嚴重。而轉(zhuǎn)速低，輥面就會立即被堵住。維科公司添置的一條輔助線上，用了正常轉(zhuǎn)速的2PGG610X610（100r/min）雙光輻破碎機，開機沒到2分鐘即悶車。2. 結(jié)構(gòu)設(shè)計上的思路鑒于以上問題，我們對輥筒的形式進行反復研究，考慮了多種方案，比較利弊，

7、得出如下思路：a.輻筒不用齒牙，因為其出料粒度大，不能滿足出料小于15mm。b.破碎不能只靠光輻面擠壓，這會造成磨損加劇。c.考慮到物料有硬度（其中大部分是冰凍水份），有粘性，要快速不得用于商業(yè)用途僅供個人參考下料，以免堵料，可采用硬刀片快速切削，邊切削邊下料。d.兩輻筒不能都裝刀片，不然，相對速度大，會加重刀片的磨損。e.一只用光面輻，一只為帶刀片的齒輻以切削為主，擠壓為輔。f.光面輻取低轉(zhuǎn)速，大直徑，以輔助齒根最大限度地咬入硬物料，減少非破碎磨損，并將速度讓給切削的齒輻。g.齒輻取高轉(zhuǎn)速，小直徑，不然線速度太高，磨損加快。可實現(xiàn)快速，多次切削，從而不堵料。上述的思路較妥善地解決了速度與磨損

8、的矛盾。我們圍繞著上述方案，著手建立設(shè)計主參數(shù)，開展設(shè)計。由于結(jié)構(gòu)特殊，設(shè)計時只能部分參考常規(guī)的輻式破碎機計算理論，部分憑經(jīng)驗選定參數(shù)。見附圖一附圖一五.設(shè)計過程和主要參數(shù)的確定輻筒的直徑、輻筒長度、輻筒的轉(zhuǎn)速、輸入功率是機器的主要參數(shù)，有了這些參數(shù)，可建立破碎機的基本模式，在此基礎(chǔ)上進行詳細設(shè)計。1 .輻筒的直徑1.1. 大輻筒的直徑入料粒度：65mm,出料粒度：15,中等硬度物料咬入角w16.6作圖，見附圖二尤晶班至齒年里附圖二直徑取大值，產(chǎn)量按兀彳§提高。取直徑為。810mm,既滿足了進，出料粒度，又最經(jīng)濟地應用了咬入條件。1.2. 齒輻的直徑見上圖，齒輻和光輻合成的咬入角為4

9、5.36o軟濕物料光面輻咬入角W48.60,符合咬入條件，按直徑盡量取大的原則，取齒輻的光面直徑為d450mm。從圖上看，當物料被咬入，齒根上的刀片即可實現(xiàn)連續(xù)切削。見附圖三附圖三這樣，就建立了物料破碎的基本條件。2 .輻筒的長度破碎堅硬礦石L=243567mm齒面輻L=540585mm故取L=570mm因此，該機的型號，名稱為：2PGC810/450-570雙齒輯破碎機3 .輻筒轉(zhuǎn)速3.1. 大輻筒轉(zhuǎn)速中硬礦，取輻子線速度1.53.5m/sn=(1.53.5)x1000X60/(兀+810)=3584r/min取轉(zhuǎn)速n=70r/min3.2. 齒輻轉(zhuǎn)速齒輻應高速旋轉(zhuǎn)，但轉(zhuǎn)速取多少，無現(xiàn)成的理

10、論，常規(guī)的光輻線不得用于商業(yè)用途僅供個人參考速度在67m/s,而粘土破必須打破常規(guī)。因此只有按經(jīng)驗和類比法確定。細碎的2PGG610x610雙光輻破碎機，輻筒轉(zhuǎn)速310,300r/min,在維科公司使用較好：不堵料、輥筒不粘料，粒度產(chǎn)量基本符合要求。參考輥筒的線速度：兩輥相對線速度v=v1+v2=19.5m/s本機大輥筒的線速度:vi=dx兀xn/（1000+60）=810X兀乂70/（1000+60）=2.968m/s則取齒輥的線速度v2=19.5-2.968=16.53m/s齒輻的轉(zhuǎn)速n=V2X1000X60/（兀+d）=16.53X1000X60/（兀+450）=702取齒輥轉(zhuǎn)速n=70

11、0r/min4 .破碎產(chǎn)量按齒輥對物料的單位時間切削次數(shù)和輥筒長度里咬入的塊數(shù)計算a.假定物料是直徑為065的物體，沿輻筒長度排列的塊數(shù)為：570+65=8（塊）b.物料被切削的次數(shù)為65+5=13（次）c.刀片每小時切削次數(shù)為700X12X60=504000（次）d.每小時能切削物料的次數(shù)：504000+13=38769歡）e.物料的重量為：8X（4/3X兀x6.53X0.8）=7.362kgf.每小時切削的總重量：0.3X0.007362X38769=85t實際產(chǎn)量因進料粒度，出料粒度，物料硬度，實際堆重等因素，與計算的有一定的出入。即:標定產(chǎn)量按75t/h5 .輸入功率5.1. 大輥筒的

12、輸入功率大輥筒不參與主要破碎，其功率主要是用于滿足咬入時的轉(zhuǎn)動消耗。輻筒壓力pi=1/2xkiXk2XboXDXLxtan%/2D-81cm%/2-3ero=70Mpa=714.3kg/cm2pi=1/2x0.2X0.03X714.3X81x57Xtan3=518kgp1=518(kg)輻筒扭矩Ti=518X9.8XfX0.405=616N.m輻筒的輸入功率=Tixn/9550=477X70/9550=4kW取輸入功率為7.5kW5.2. 齒輥的輸入功率a.按破碎物料抗壓強度=120Mpa切削韌長57cm切削寬0.5cm輥筒直徑45cm切削扭矩T2=120X9.8X57X0.5X0.225=7

13、541N.m輸入功率=0.3X0.1x7541x700/9550=20kWb.根據(jù)“輥式破碎機粉碎不同物料的單位功率消耗”表(見:中國建材工業(yè)版的粉碎工程及設(shè)備p187)粗碎粘土(用齒面輥子),出料810,單位功耗為0.550.66(kw/t)則，本機需要的功率為:75X0.66=50kW減去大輥筒50-7.5=42.5取齒輥輸入功率為45kW五.結(jié)束語該機設(shè)計，制造完成后，即交維科公司使用，情況良好。不得用于商業(yè)用途經(jīng)檢測，出料15占85%,產(chǎn)量45t/h,單位功耒為0.35(kw/t)該機的開發(fā)成功，使我們對破碎比較特殊的物料積累了一定的經(jīng)驗，使該機在國內(nèi)處于技術(shù)領(lǐng)先的地位。參考文獻：1 .破碎與篩分機械設(shè)計選用手冊唐敬麟主編化學工業(yè)出版社2001年5月版2 .粘土礦物化學美C.E.威維爾地質(zhì)出版社3 .粘土礦物和資源地質(zhì)學加F.J朗斯塔夫黑龍江科技出版社僅供個人參考僅供個人用于學習、研究；不得用于商業(yè)用途。Forpersonaluseonlyinstudyandresearch;notforcommercialuse.Nurfurdenpers?nlichenfurStudien,Fo