双齿辊破碎机物料粘结分析及改进

 

1 引 言
    在高塞地区露天矿使用双齿辊破碎机，经常出现所破碎的物料粘结在齿辊上，特别是在冬季粘结更为严重。物料的粘结使齿辊上物料粘满，齿尖不能暴露，从而不能完成齿辊进行刨锤作业，形成光辊，物料不能破碎，使上一级输送机构物料堆积，只能停车，进行清理。清理劳动强度大，时间长，大大影响工作效率。停车清理的现象每天要进行多次，使生产任务不能完成。
2 物料粘结的原因分析：
    (1)露天煤矿生产原煤主要为褐煤，而我公司生产的原煤，发育呈层理状，粒度在500-1 000mm的在30％以上，由于层理发育有夹矸层，故呈夹矸现象。
    (2)受周边水文地质条件的限制，地表，地下水发达，使煤中含水量增加。
    (3)开采工艺及气温的原因。在冬季用电铲进行采煤作业，煤层厚度在6-7m，一次采全高。冬季冻层厚度1．7-2m，在冻层以内的煤，煤温0-5°C，我们称之为“暖煤”，而破碎机在露天使用，工作齿辊的温度与室外温度相同，一般在-25°C--30°C，这样物料与工作装置的温差非常大，出现冻粘现象。
    (4)两齿辊间距离小，齿密度过大。
    综上述，夹矸、煤含水量大、开采与气温及齿密度大，每一项都是物料粘结的必然条件。
3 破碎机的改进
    (1)利用原破碎机机架，在2个齿辊齿间安装清扫机构，结果未能成功。原因是，齿辊转动惯量非常大，齿间夹杂的煤矸坚硬，没有相应的材质和结构能应对，从而使清扫机构或机架损坏。
    (2)经过反复的思考与研究，最终决定对齿辊的齿圈进行结构改进。改进的指导思想是：原2齿辊齿过密是易粘结物料原因之一，原机器的结构是每个辊上有3柱圆形齿圈，每一柱齿圈轴向均部15行齿，周向24齿，2辊间齿顶部留有间隙。改进前两齿辊齿间相对位置示意如图1。

    (3)根据原有结构，两齿辊有相对圆周运动，齿辊结构强度大，利用改进齿辊齿形大小、齿数的多少，使2齿辊的齿间不留间隙，而是相互啮合一定深度，在保证出料粒度的情况下，利用相互的啮合相互之间利用对方的齿进行清扫。    (4)齿辊进行较大的改进后，齿辊的尺寸必然变化，机架、传动装置、罩壳等部件的尺寸都随之发生变化。
    (5)根据2齿辊的中心距和另一个齿辊为活动辊，可进行调整，以及辊与罩壳的间隙等尺寸进行计算，将齿辊外径增至1 240mm．
    (6)确定2齿辊齿间啮合深度为100mm，根据齿辊外径大小与齿辊内八棱及齿根间的厚度强度要求，计算得齿高为140mm。
    (7)齿高原为1130mm而且为密布，现在齿高加大为140fnlTl，单齿受力强度加大，因此齿形截面需加大，经计算齿形截而为65mmX65mm，并且在齿的运动方向及齿根作圆弧过渡，减少应力。
    (8)齿在齿圈的布置：由于齿高加大，齿圈幅变簿，因此在齿的周向加设加强筋。根据出料粒度要求小于150l'lLrn及齿形的截面尺寸，经计算设计，轴向为6排齿，轴向均部6排齿圈，周向为18齿。
    (9)齿圈改进后外径尺寸加大为1 240mm，2齿辊齿间啮合100删，齿高为140mm，齿辊间的中心距发生变化，变为1140mm，原中心距为1 200mm，中心距减少60mm，出现了传动机构齿相互间干涉。为此需对传动齿进行改进，单独改进活动被动传动长齿轮，使其外径缩小120mm，齿数减少3个齿。由于齿数的减少，出现2个齿辊的转数发生变化，活动辊的转速加大，从而出现两个辊在圆周方向有相对运动，从而更加完善了清扫作用。经此改进后，只对原设计机器的齿圈及活动传动齿2项进行了改进，而达到目的。
4 结 论
    由于物料的性质、所在区域及气候条件的不同都将对破碎机的工作产生影响，因此在设计时应考虑各方面的因素。通过对双齿辊破碎机物料粘结原因的分析，找出了粘结的原因，并获得了改进的方法。此方法也可用于其它的双齿辊破碎机。