选择性破碎和反击式2-5

第三节:选择性(滚筒破)碎机一、概述

滚筒碎选机又称选择性破碎机，是破碎煤的专用设备。其工作原理是利用煤和矸石可跌碎性的不同，靠圆柱形筒筛内侧的提升板将煤提升到一定高度后，使其自行落下受冲击而破碎，或将煤与矸石解离才能考虑使用碎选机。使用碎选机时，大于300mm的特大块矸石须预先分出，以免进入破碎机后砸坏筛板。主要用来处理经准备筛分后的块煤，国外也有用它来处理原煤的。用滚筒碎选机代替人工拣矸，实现选矸作业机械化滚筒碎选机的规格:用滚筒直径D和长度L表示，即D×L，单位mm。从国内外所使用的滚筒碎选机来看，一般直径D=1800～3600mm，筒L=2400～6700mm。特别大型的如美国麦克纳利滚筒碎选机直径4110mm，筒长9750mm。滚筒转数10～20r/min处理能力按块煤计为50～60t/h，若按原煤计则为150～200t/h。二、滚筒碎选机的构造

各种滚筒碎选机的结构基本类似，都是由滚筒、支承装置、传动装置和机架四部分组成.1．滚筒

带预筛段的滚筒结构如图9-32所示，它由滚圈、型钢组合梁、筛板和提升板组成。

滚筒的滚圈是铸钢整体件，沿两滚圈的圆周，每隔30°用槽钢组合梁及角钢组合梁交替排列，铆接成一筒形框架。没筒形框架。弧形筛板与框架用埋头螺栓固定，构成圆筒筛。筛板采用耐磨的高锰钢或高强度

筛板:高锰钢或高强度钢板厚度约20～40mm提升板安装有几种形式1是提升板与滚筒轴平行，筒体轴线和水平面有一定夹角（一般为3°左右）；2.是提升板与筒体轴线有一定夹角，排列成螺旋状，而筒体轴线可与水平面平行，也有一定夹角3.是提升板与筒体轴线在一平面内，但筒筛制成圆锥状，入料端直径小，排料端直径大。提升板:在保证物料跌落次数的同时，使物料尽快排出筒外2．支承装置与传动装置

滚筒碎选机的支承装置是两对固定在工字钢机架上的托辊，其中一对托辊间的距离可以调整（图9-33），调节调整螺杆，可使两托辊的轴间距变小或变大，从而使筒体轴线与水平面的夹角增大或缩小。

滚筒碎选机如磨擦传动，则筒体一侧的两个托辊还起主动磨擦轮的作用，由电动机通过减速器及一长轴带动，主动磨擦轮通过磨擦力带动滚筒转动，如图9-34所示。若滚筒较长，也可用两个电动机分别通过两个减速器带动两个托辊，使其摩擦传动。三种传动方式:

1电动机通过减还器带动小齿轮，小齿轮与装在滚筒上的大齿圈啮合，使滚筒转动2.另一种是链轮传动，电动机通过减速器带动小链轮，通过链条再带动固定在滚筒上的大链轮，使筒体一起转动。

3.磨擦传动，则筒体一侧的两个托辊还起主动磨擦轮的作用，由电动机通过减速器及一长轴带动，主动磨擦轮通过磨擦力带动滚筒转动.以上三种传动方式，以磨擦传动方式最为简单，易于加工制造。齿轮传动可靠，但大齿圈加工较困难。国内使用的滚筒碎选机两种传动方式都有。

规

格2600×40003000×60003300×5000处理能力，t/h120~16080~120160滚筒直径，mm260030003300长度，mm400060005000倾角，（°）033.5转数，r/min141212.1筛孔尺寸，mm505050提升板高度，mm350300450电动机功率，KW303017电动机转数，r/mi形尺寸

长×宽×高，mm5000×2800×28007122×5800×4574

机重，t142037三、主要参数的确定

滚筒碎选机的结构参数主要包括筒体的直径、长度、转数和倾角。当然提升板的高度、个数与排列方式，筛孔直径等也影响碎选机的性能。但所有这些参数的选取，均要根据对煤进行碎选试验后加以确定。

1．碎选试验

碎选试验的目的是考查煤块在特定的跌落条件下，需多大高度，经多少次跌落，才能使煤与矸石充分解离。试验方法如下：

（1）准备好试验工具和条件。要有一或两块10～20mm厚的钢板和一个放置煤样的试验台。试验台的架子最好制成5幅活动架，其中一副高架的高度为2m，其余4副低架高度均为250mm，以便根据试验的要求，从2m起到3m止，逐渐升高或降低台架。试验台位于钢板一端。其它工具有手摇分级筛及磅秤等。

（2）未经手选的块原煤（一般为大于50mm级）试样200～500kg。

（3）将试样在碎选试验台上从2.5m高处自然落下试验，试样跌落后过筛，筛孔尺寸根据工艺破碎要求确定。筛上物再进行第二次跌试验，依次类推。每次试验的筛下物都要称量并记录。每份块原煤试样作跌落的次数一般在20次以内，一直到获得可废的弃矸石为止。如跌落次数在5次以内就把试样破碎并获得可弃矸石时，需另外取样，进行跌落高度为2或2.25m的碎选试验，方法同上。如跌落20次后仍不能获得可弃矸石，也要另外取样，再进行跌落高度为3或2.75m的碎选试验。如3m高的跌落次数达20次后仍不能获得可弃矸石，说明这各种原煤不宜采用滚筒碎选机。注意，进行碎选试验时，必须使试样自然下落，不得施加任何外力。

（4）将筛上物和筛下物分别收集在一起，并进行筛分分析、浮沉试验以及化验灰分。

（5）根据碎选试验结果，就可以判断应用滚筒碎选机的可能性。如果这种煤可以用碎选机，则试验结果可作为确定碎选机参数的依据。

2．主要参数的确定

1）滚筒的直径和长度

滚筒的直径和长度，是滚筒碎选机的主要结构参数，它们取决于入料量的多少、粒度组成及煤的硬度等因素。还与滚筒转数、物料在滚筒内的磨擦系数有密切关系。如何用数学形式准确地描述上述关系，还有待继续研究。目前在选用或设计碎选机时，滚筒直径和长度是按经验公式估算的。滚筒直径D与碎选试验时的跌落高度H有关，可按下式估算：

D=H+0.5,m(9-25)

滚筒长度L则与跌落次数n有关，其关系是

当n≤10时，取L=4～4.5m；

当n=11～15时，取L=4.6～5.2m；

当n=16～20时，取L=5.3～6.0m。

一般滚筒长度是滚筒直径的1.5～2.5倍。

滚筒碎选机主要参数的取值范围：

直径D：一般为2500～3500mm；

长度L：一般为4000～6000mm；

筛孔直径：根据入选上限而定，一般为50或100mm，也可根据特殊需要制成φ25、φ75或φ150mm。

2）处理能力

处理能力与煤的性质、筛孔直径等因素有关，表9-13列出的经验数据可供参考表9-13滚筒碎选机的处理能力名称

不同筛孔直径（mm）的处理能力，t/hφ25φ50φ75φ100φ150块原煤20～3050～7080～100120～150170～200原煤60～90150～200240～300350～450500～600理论上计算碎选机处理能力的公式，由于推导时对主要影响因素进行了简化处理，所以只能用于近似计算。带预筛段的碎选机对原煤的处理能力可按下式计算：

Q=720

式中γ--滚筒内煤流的堆密度（一般0.8t/m3）；

n--筒体转数，r/min；

RP--预筛段平均半径，m；

h--滚筒内煤层厚度，m；

a--预筛段倾角，（°）。

3）功率

滚筒碎选机功率消耗由两部分组成，一部分是物料在筒体内完成破碎过程时提升和跌落所消耗的功率P1，其值等于克服带煤滚筒转动时受到的阻力矩所需功耗；另一部分是在滚筒内完成筛分过程时按滚筒筛计算的功率P2。

P1可用下式近似计算：

式中Q--对块煤的处理能力，t/h；

n--筒体转数，r/min；

nˊ--物料在筒内的抛落次数；

t--物料每提升和抛落一次的时间，s；

R--筒体半径，m；

r--筒内物料层的内半径，m；

ψ--筒内物料层重心的圆心角，（°）；

P2按如下经验公式计算：

P1式中G、G0--分别为筒体与筒体内物料的重量，kg；

η--传动效率（一般取η=0.7）。

其它符号同前。

所以，滚筒碎选机的总功率为

P=P1+P2，KWP2=第四节冲击式破碎机冲击式破碎机可以分为：锤式破碎机和反击式破碎机。锤式破碎机适于破碎脆性材料，它可将煤破碎到13～3mm以下，而且保证产物中不混入过大粒度的颗粒，故在选煤厂中多用于中煤的中碎和细碎作业。

一、锤式破碎机锤式破碎机可分为两类：一类是单转子锤式破碎机，只有一个转子，根据转子旋转方向，又分为可逆式（转子可两个方向转动）和不可逆式（转子只能一个方向转动）；另一类是双转子锤式破碎机，它有两个作相向回转的转子。选煤厂多作用单转子锤式破碎机。锤式破碎机的规格用转子工作直径D和转子长度L表示，即D×L，单位为mm。与其它类型破碎机相比，锤式破碎机具有结构简单，机器紧凑，处理能力大，破碎比大以及功率消耗少等优点；其主要缺点是物料含水分过高时易堵塞篦条，另外锤头磨损较快。

二、锤式破碎机的构造

图9-22是我国生产的φ1600×1600单转子不可逆锤式破碎机的结构图，该机器由传动装置、转子、格筛和机架等部分组成。

电动机通过弹性联轴节直接带动主轴旋转。主轴通过球面调心滚柱轴承安装在机架两侧的轴承座中，为了避免破碎大块物料时，锤头速度损失不致过大和减小电动机的尖峰负荷，在主轴的一端装有飞轮。转子由主轴、圆盘和锤头等组成，主轴上装有11个圆盘，并用键与轴刚性地联接在一起。圆盘间装有间隔套，以防止圆盘轴向窜动，两用圆螺母固定。锤头铰接悬挂在贯穿所有圆盘的销轴上，每根销轴上有10个锤头，锤头总数是40个。圆盘上还配有第二组销轴孔，

当锤头磨损20mm后，可将锤头及销轴移到第二组孔内安装，以继续利用锤头材料。格筛设在转子下方，由弧形筛架和筛板组成。筛板由数块拼成，利用自重和相互挤压方式固定在筛架上，筛板的筛孔略呈锥形，以利排料，弧形筛架两端悬挂在横轴上，横轴通过吊环螺栓悬挂在机架外侧的凸台上，调节吊环螺栓可以改变锤头顶部与筛板之间的间隙。格筛左端与机架内壁有一间隔空腔，便于非破碎物从此空腔排出机外，防止非破碎物在机器损坏其他零件，格筛的右上方装有平面形破碎板。国产单转子锤式破碎机的技术特征见表。

规

格PCB600×600PCB800×600PCB1000×800φ1600×1600转子直径,mm60080010001600转子长度,mm4006008001580转子转速,r/min1000980975585最大给料粒度,mm100200200350排料粒度,mm＜35＜10＜1320处理能力,t/h12～1518～2426～65300锤头总数,个20364840电动机功率,KW18.555115480设备重量,t1.22.535.0526.60外形尺寸,mm(长×宽×高)1055×1020×11221495×1678×10202230×1745×1515

单转子可逆式锤碎机（图9-23），其机架和机壳等部件均制成对称的，转子可逆向旋转，其目的是当锤头一侧磨损后，可将转子反转，利用锤头另一侧继续工作，因而减少因更换锤头所造成的停机时间。国外有一种环形锤的锤碎机。反击式破碎机一、概述

反击式破碎机也是利用冲击作用进行破碎的。其基本结构如所示。它与锤式破碎机的区别，主要有以下几点：

（1）反击式破碎机有反击板和较大的破碎腔，物料的破碎不仅靠锤头的冲击，更主要的是利用物料与反击板或物料与物料之间的反复冲击。

（2）反击式破碎机的锤头固定地安装在转子上，破碎时能充分利用整个转子的能量，有利于破碎大块物料。

（3）反击式破碎机底部没有篦条，产物粒度由反击板与锤头间的间隙决定，所以能够避免破碎湿物料时堵塞篦条的现象。

二、工作原理反击式破碎机工作时，转子高速旋转，物料由给料口经过筛板与细粒分离后，大块通过链幕后受到锤头的冲击，遭到第一次破碎，产以很大的速度抛向反击板再次被破碎，然后又从反击板弹回到锤头打击区，继续重复以上过程，而物料在锤头和反击板间的往返途中，也相互碰撞。物料经多次冲击，则沿节理面破碎成小块。当物料粒度小于锤头与反击板间的间隙时，则可进入一个破碎腔，再经过反复破碎，直至达到合格粒度时，便从机内下部排出。

这种破碎机的优点是：（1）利用冲击进行破碎，使物料沿脆弱面碎开，破碎效率高，能耗少，处理能力大，产品粒度均匀。（2）破碎比大。锤式破碎机破碎比一般为10～15，最高可达40左右；而反击式破碎的破碎比则可高达150以上。（3）具有选择性破碎的特点。密度大的物料，破碎后粒度小；密度小的物料，破碎后粒度大。（4）结构简单，制造方便。其主要缺点是锤头与反击板磨损快，而且破碎时粉尘较大。反击式破碎机常用于脆性物料的中碎和细碎，也可用于粗碎。在选煤厂，可用地下原煤和中煤的破碎。反击式破碎机的规格用转子的直径D和长度L（指锤头端部绘出的圆周直径与沿轴向排列锤头的有效工作长度）来表示，D×L，单位为mm。二、反击式破碎机的构造

图9-28为国产φ500×400单转子反击式破碎机的结构图。该破碎机主要由上、下机体、转子和反击板等部分组成。电动机通过三角皮带传带动转子高速回转。转子上固定着三个锤头，其材料为耐磨的高锰钢。转子用键固定在主轴上，主轴两端借助滚动轴承支承在下机架上。反击板一端通过悬挂轴铰接于机架上部，另一端用吊环螺栓通过球面垫圈支承在机架上的锥面垫圈上，反击板呈自由悬挂状态置于机体内部，调节吊环螺栓上的螺母，可以改变反击板和转子间的间隙。当不能破碎的物料（如铁块）进入机器时，反击板受到较大的压力使羊眼螺栓向上及向后移开，使铁块等物排出，以保护机器不受损坏。以后反击板在自重作用下，又恢复到原来位置，以此作为保险装置。

规格500×4001000×7001250×1000进料口尺寸，mm320×450670×4001000×550给料粒度，mm＜100＜250＜250产品粒度，mm0～200～300～50处理能力，t/h4～1015～3010～80电动机功率，KW7．54095转子转数，r/min960680475外形尺寸，mm（长×宽×高）1305×996×10102320×2560×20003375×2255×2460总重（不带电机），t1.45.515.2第五节颚式破碎机一、概述

颚式破碎机出现于1885年，由于它具有结构简单、工作可靠、使用维护方便等优点，至今仍广泛地应用于冶金、建筑、交通及化工等工业部门。在选煤厂破碎较硬的黄铁矿、矸石或含矸量较多的大块煤时，可选用颚式破碎机。

在颚式破碎机中，物料的破碎是在两块颚板之间进行的。可动颚板绕悬挂心思或可动轴对固定颚板作周期性地靠近和离开运动，当动颚靠近固定颚板时，位于两颚板间的物料受挤压为主的作用力而破碎。当动颚离开固定颚板时，已破碎物料在重力作用下，经排料口排出。

颚式破碎机的规格以给料口宽度B和长度L来表示，即B×L（mm）。一般给料口宽度B在于600mm者为大型；300～600mm者为中型；小于300mm者为小型。二、颚式破碎机的构造

图中固定颚板1又是机架的前壁。动颚板2悬挂在悬挂轴11上，两块颚板上均镶有破碎齿板3和4。在垂直连杆7的下部装有前、后肘板8和9。当传动尺轮5带动偏心轴6旋转时，垂直连杆作上下运动。当连杆向上运动时，肘板8推动可动颚板2向固定颚板1靠近，后肘板9一端支承在肘板支座10上，另一端则支承在调节楔16的肘板座中。此时，在固定颚板1和动颚板2以及侧衬板构成的破碎腔内的物料即破碎。当连杆向下运动时，动颚板退到起始位置，破碎产物经排料口自动排出。

颚式破碎机的偏心轴是它的传动轴。由于其偏心作用，传动轴每转一圈，垂直连杆7就上下运动一次，同时动颚也就完成向前和向后各摆一次的动作循环，破碎腔内的物料也就被破碎并排出，这一过程叫做破碎机的工作行程。动颚向后退回的过程为空转行程，动颚向前靠近固定颚板的过程称为破碎行程。空转行程与破碎行程的时间各占一半。可见，简摆式破碎机的工作时间并没有充分应用于破碎物料。以后随着新材料、新工艺的进展，出现了一种结构更简单，但比简摆式生产力更大的颚式破碎机，即复杂摆动颚式破碎机。

2．复杂摆颚式破碎机

从结构上看，复摆颚式破碎机较简摆式颚式破碎机少了一根动颚板的悬挂轴。而且动颚与连杆合为一个部件，没有垂直连杆，肘板也只有一块。可见复摆式破碎机的构造比简摆式简单。但动颚运动却复杂，当破碎机工作时，飞轮8带动偏心轴6转动，由于其偏心动运动。实际上，复摆式动颚板的运动相当于简摆式破碎机中垂直连杆的运动。当动颚板2靠近固定颚板3时，物料被破碎。在破碎过程中当动颚被扒向前方时，拉杆12末端的弹簧13即受压缩，由于弹簧企图恢复原状，因此可以帮助动颚后退至原来位置。水平拉杆的作用还在于阻止当动颚往返回运动时肘板9不致脱落。

颚式破碎机产物粒度的大小，是通过改变其排料口宽度来实现的，所以破碎齿板的磨损，须定期调整。调整方法主要有两种，一种是垫片调整，即在肘板与机架后壁之间，放入一组厚度相等的垫片，利用垫片数量的增减，改变排料口的宽度。该方法可以达到级调整，结构紧凑，可减轻设备重量，但调整时必须停机，大型颚式破碎机多采用此法另一种是楔块调整（见图9-18），转动螺栓5上的螺母，使调整楔块3沿着机架4的后壁上升或下降，带动楔块2向前或向后，从而通过肘板1调整排料口的大小。此法为无级调整，调整时不必停机，但增加了机器的尺寸和重量。中小型颚式破碎机常常采用此法。暂定年来还有在此位置安装液压推动缸进行调整的。

颚式破碎机的保险装置常常是后肘板（简摆式）或肘板，在机件设计时提高肘板的工作应力（约提高30%），使肘板断面减小，或在肘板上开有小孔，以降低其强度。如遇非破碎物如大铁块等，机架超过正常负荷，肘板断裂，保证其它重要部件不受损坏，这种方法有时不十分可靠。近年来出现的液压缸保险是较为理想的，它不但安全可靠，而且易于维护。这种破碎机的对板上串接液压油缸，油缸体与肘板支座相连，油缸的活塞与肘板相连，正常工作时，油缸充满压力油，活塞和缸体相当于整体肘板。当硬物落入破碎腔后，肘板受力迅速增大，缸内油压也突然增高，当压力超过溢流阀调定压力时，压力油被挤出，活塞与油缸松开。此时，排料口迅速增大，从而起到保护作用。颚式破碎机工作时，偏心轴每转一圈，经过破碎行程与空转或排料行程，因此它的电机负荷极不均衡，为此在偏心轴上装有两个沉重的飞轮，以便在空转特程中，把能量储存下来，在