双齿辊破碎机齿形结构及布置方式

双齿辊破碎机齿形结构及布量方式肖立春;赵振宇;董俊杰;满国亭;曾令娟【摘要】基于双齿辊破碎机在煤炭洗选加工领域的大规模应用以及煤炭深加工走向精细化的发展形势，通过双齿辊破碎机破碎齿不同的安装结构、齿形结构及其布置方式所对应不同的破碎强度、制造难度、制造成本、使用寿命、检修维护方便度、处理能力、咬料能力、入料粒度、出料粒度、成块率、超粒率以及过粉碎率等各种性能指标的对比，表明科学合理的选择破碎齿安装结构、齿形结构及其布置方式，设计出针对性强、破碎筛分精度高、多方位多角度的满足各种用户使用要求，最大限度提高煤炭利用率，先进的双齿辊破碎机将极大的提高设备运行的可靠性、降低设备的制造成本、使用成本,延长设备的使用寿命，提高经济效益.【期刊名称】《洁净煤技术》【年(卷)，期】2013(019)002【总页数】3页(P110-112)【关键词】双齿辊破碎机;齿形结构;布置方式【作者】肖立春;赵振宇;董俊杰;满国亭;曾令娟【作者单位】唐山天和科技开发有限公司，河北唐山063000;唐山天和科技开发有限公司，河北唐山063000;唐山天和科技开发有限公司，河北唐山063000;唐山天和科技开发有限公司，河北唐山063000;唐山天和科技开发有限公司，河北唐山063000【正文语种】中文【中图分类】TD4510引言破碎是矿物加工工业领域中的重要环节。双齿辊破碎机以制造简单、维修方便、低能耗、低成本、高破碎能力和经久耐用等优点在矿山中已广泛应用。双齿辊破碎机根据现场工况使用要求的不同，具有小时处理量从几吨到几千吨的种类。通常按破碎后出料粒度的大小来划分，基本可划分为三大类——粗碎破碎机、中碎破碎机及细碎破碎机。根据MT/T951—2005《煤用分级破碎机》和JB/T10245—2001《双辊破碎机》行业标准，出料粒度在100mm以上的双齿辊破碎机称为粗碎破碎机。通过着重研究粗碎破碎机中破碎齿安装结构、齿形结构及其布置方式对整个双齿辊破碎机性能的影响，力求通过详细的优化设计，研发出一种针对性强、节能降耗，可为使用单位及制造商创造双赢的双齿辊破碎机。粗碎破碎机各种性能指标最直接的影响因素主要包括破碎齿安装结构、破碎齿齿形结构及破碎齿布置方式。1破碎齿安装结构姜喜瑞等［1］将破碎齿安装结构分为齿环式、齿板式及活齿式，结构如图1所示。图1破碎齿安装结构此3种结构在入料粒度为800mm，出料粒度300mm，处理量在1000t/h的工况下性能指标对比见表1。表1不同破碎齿安装结构的性能指标类别指标齿环式齿板式活齿式破碎辊直径/mm950900800破碎辊长度/mm200020002000破碎强度/MPa高低较高制造难度容易困难较容易制造成本低高较低安装方式键连接螺栓连接螺栓连接使用可靠性强弱较强更换难易度困难容易容易更换周期长短较长更换成本较高高低对表1性能指标进行综合分析，可发现：1） 若破碎物料为精煤，齿板式破碎齿结构可以满足破碎要求，但活齿式破碎齿结构在破碎辊直径的大小、制造成本、使用可靠性、更换周期及难易程度、更换成本上都有无可比拟的优势。因此，活齿式破碎齿结构是精煤粗碎过程中最先进最科学的破碎齿结构。2） 若破碎物料为原煤，来料成分复杂，物料硬度难以控制，所需破碎机破碎强度的要求则偏高，齿板式破碎齿结构难以满足使用要求，只有齿环式及活齿式才能满足现场工况要求，但齿环式的安装方式、更换难易程度及更换成本均高于活齿式。因此，活齿式破碎齿结构也是原煤粗碎过程中最理想最科学的破碎齿结构。3） 若破碎物料为煤砰石，要求破碎机的破碎强度较高，齿板式结构不能满足使用要求，活齿式破碎机相对使用寿命及更换周期较短，维护频繁，维修量大，使用性能劣于齿环式双齿辊破碎机。因此，在煤砰石粗碎领域，最理想最科学的破碎齿结构是齿环式。2破碎齿齿形结构王明杰［2］将破碎齿齿形结构分为鹰嘴形齿、棱锥形齿及弹头形齿，具体形状如图2所示。图2破碎齿齿形结构破碎辊外径均为800mm，辊长为2000mm的双齿辊破碎机，以上3种齿形所对应的性能指标见表2。表2不同破碎齿齿形结构对应的性能指标类别指标鹰嘴形棱锥形弹头形最大入料粒度/mm600600800周向齿数量663破碎强度/MPa200160160~200切割方式面切割线切割点切割耐磨性能强弱较强成块率/%80~9070~80>90超粒率/%<3<1<5过粉碎率/%<3<5<1通过表2中不同的破碎齿齿形结构对应的各个性能指标，设计者只有在前期设计选型阶段选择最适合现场使用要求的破碎齿齿形结构，才能设计出科学、实用、先进的破碎设备，为使用单位节能降耗，最大限度地提高经济效益。3破碎齿布置方式双齿辊破碎机破碎齿布置方式的原则是两齿辊在做运动时形成的任何空间尺寸都应得到相应的控制［3］。破碎齿布置包括径向（圆周方向）及轴向布置。3.1径向（圆周方向）布置潘永泰等［4］研究出破碎齿的径向（圆周方向）布置直接决定着产品的粒度。研究出破碎粒度主要由径向破碎齿的数量及仰角控制的齿前空间、相邻齿齿间空间及两齿顶弧长决定。齿前空间尺寸基本等于出料粒度要求的1.5倍；相邻齿齿间空间尺寸大致为破碎粒度的1.2~1.6倍；两齿顶弧长为破碎粒度的2.2~2.5倍。这一经验关系，随着具体破碎物料的韧性、硬度及破碎性能的改变而改变。若破碎物料韧性强、硬度高，则破碎空间相对减小；反之，则破碎空间相应增大。3.2轴向布置双齿辊破碎机各种性能指标的实现除了受破碎齿径向布置所形成的各种空间的影响，也直接受破碎齿轴向布置方式的影响。破碎齿在轴向布置的影响因素有两种：相邻两排齿间的轴向距离及破碎齿在轴上的排列方式。潘永泰等［5］研究出相邻两排齿间的轴向距离大致为破碎粒度的2/3~3/4倍，韧性强、硬度高的物料轴向距离取小值；韧性弱、硬度低的物料取大值。高有茂等［6］将破碎齿在轴向的排列方式分为3种，分别是直线排列方式、相间排列方式及螺旋排列方式。具体排列方式如图3所示。图3破碎齿布置方式以破碎辊外径800mm,辊长2000mm的双齿辊破碎机，以上3种破碎齿排列方式所对应的性能指标见表3。表3不同破碎齿排列方式对应的碎后粒度组成类别指标直线排列相间排列螺旋排列最大入料粒度/mm400600800出料粒度/mm200200250成块率/%85~9090~95>95超粒率/%<1<5<10过粉碎率/%<10<5<1与产品粒度相关的性能指标主要是表3的5个指标，根据现场工艺设计及使用要求的不同，由表3选择合理而科学的破碎齿排列方式，提高设备的使用性能，降低物料在破碎过程中由于超粒或者过粉碎引起的资源浪费，提高资源利用率，为使用单位创造最大的经济效益。4结语唐山天和科技开发有限公司通过对双齿辊破碎机的破碎齿安装结构、破碎齿齿形结构及破碎齿布置方式的研究，在不同的破碎物料组成、使用工况及粒度分布要求的情况下对各种性能指标完成比率进行分析对比，在设备的结构选型、总体设计、生产制造、使用性能、维护方便及备件供应更换等各个环节进行针对性研究，设计出2DSKP系列分级破碎机，做到量体裁衣，节约成本、降低能耗，实现了制造单位与使用单位利益共赢，并成功应用于各大矿务局选煤厂，获得了用户的一致好评。【相关文献】姜喜瑞.分级破碎机齿型的研究[D].上海:中国科学院上海冶金研究所,2000.王明杰.双齿辊破碎机齿形和齿辊布置设计[J].煤炭技术,2009,28(10):14-17.梁金刚.新型双齿辊分级破碎机的研究[D].天津:天津大学,2002.潘永