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雙齒輥破碎機(jī)物料粘結(jié)分析及改進(jìn)

1 引 言
    在高塞地區(qū)露天礦使用雙齒輥破碎機(jī)，經(jīng)常出現(xiàn)所破碎的物料粘結(jié)在齒輥上，特別是在冬季粘結(jié)更為嚴(yán)重。物料的粘結(jié)使齒輥上物料粘滿，齒尖不能暴露，從而不能完成齒輥進(jìn)行刨錘作業(yè)，形成光輥，物料不能破碎，使上一級(jí)輸送機(jī)構(gòu)物料堆積，只能停車，進(jìn)行清理。清理勞動(dòng)強(qiáng)度大，時(shí)間長(zhǎng)，大大影響工作效率。停車清理的現(xiàn)象每天要進(jìn)行多次，使生產(chǎn)任務(wù)不能完成。
2 物料粘結(jié)的原因分析：
    (1)露天煤礦生產(chǎn)原煤主要為褐煤，而我公司生產(chǎn)的原煤，發(fā)育呈層理狀，粒度在500-1 000mm的在30％以上，由于層理發(fā)育有夾矸層，故呈夾矸現(xiàn)象。
    (2)受周邊水文地質(zhì)條件的限制，地表，地下水發(fā)達(dá)，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(jìn)行采煤作業(yè)，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(nèi)的煤，煤溫0-5°C，我們稱之為“暖煤”，而破碎機(jī)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(xiàn)凍粘現(xiàn)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(xiàng)都是物料粘結(jié)的必然條件。
3 破碎機(jī)的改進(jìn)
    (1)利用原破碎機(jī)機(jī)架，在2個(gè)齒輥齒間安裝清掃機(jī)構(gòu)，結(jié)果未能成功。原因是，齒輥轉(zhuǎn)動(dòng)慣量非常大，齒間夾雜的煤矸堅(jiān)硬，沒有相應(yīng)的材質(zhì)和結(jié)構(gòu)能應(yīng)對(duì)，從而使清掃機(jī)構(gòu)或機(jī)架損壞。
    (2)經(jīng)過反復(fù)的思考與研究，最終決定對(duì)齒輥的齒圈進(jìn)行結(jié)構(gòu)改進(jìn)。改進(jìn)的指導(dǎo)思想是：原2齒輥齒過密是易粘結(jié)物料原因之一，原機(jī)器的結(jié)構(gòu)是每個(gè)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(jìn)前兩齒輥齒間相對(duì)位置示意如圖1。

    (3)根據(jù)原有結(jié)構(gòu)，兩齒輥有相對(duì)圓周運(yùn)動(dòng)，齒輥結(jié)構(gòu)強(qiáng)度大，利用改進(jìn)齒輥齒形大小、齒數(shù)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(duì)方的齒進(jìn)行清掃。    (4)齒輥進(jìn)行較大的改進(jìn)后，齒輥的尺寸必然變化，機(jī)架、傳動(dòng)裝置、罩殼等部件的尺寸都隨之發(fā)生變化。
    (5)根據(jù)2齒輥的中心距和另一個(gè)齒輥為活動(dòng)輥，可進(jìn)行調(diào)整，以及輥與罩殼的間隙等尺寸進(jìn)行計(jì)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(jù)齒輥外徑大小與齒輥內(nèi)八棱及齒根間的厚度強(qiáng)度要求，計(jì)算得齒高為140mm。
    (7)齒高原為1130mm而且為密布，現(xiàn)在齒高加大為140fnlTl，單齒受力強(qiáng)度加大，因此齒形截面需加大，經(jīng)計(jì)算齒形截而為65mmX65mm，并且在齒的運(yùn)動(dòng)方向及齒根作圓弧過渡，減少應(yīng)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(shè)加強(qiáng)筋。根據(jù)出料粒度要求小于150l'lLrn及齒形的截面尺寸，經(jīng)計(jì)算設(shè)計(jì)，軸向?yàn)?排齒，軸向均部6排齒圈，周向?yàn)?8齒。
    (9)齒圈改進(jìn)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(fā)生變化，變?yōu)?140mm，原中心距為1 200mm，中心距減少60mm，出現(xiàn)了傳動(dòng)機(jī)構(gòu)齒相互間干涉。為此需對(duì)傳動(dòng)齒進(jìn)行改進(jìn)，單獨(dú)改進(jìn)活動(dòng)被動(dòng)傳動(dòng)長(zhǎng)齒輪，使其外徑縮小120mm，齒數(shù)減少3個(gè)齒。由于齒數(shù)的減少，出現(xiàn)2個(gè)齒輥的轉(zhuǎn)數(shù)發(fā)生變化，活動(dòng)輥的轉(zhuǎn)速加大，從而出現(xiàn)兩個(gè)輥在圓周方向有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，從而更加完善了清掃作用。經(jīng)此改進(jìn)后，只對(duì)原設(shè)計(jì)機(jī)器的齒圈及活動(dòng)傳動(dòng)齒2項(xiàng)進(jìn)行了改進(jìn)，而達(dá)到目的。
4 結(jié) 論
    由于物料的性質(zhì)、所在區(qū)域及氣候條件的不同都將對(duì)破碎機(jī)的工作產(chǎn)生影響，因此在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮各方面的因素。通過對(duì)雙齒輥破碎機(jī)物料粘結(jié)原因的分析，找出了粘結(jié)的原因，并獲得了改進(jìn)的方法。此方法也可用于其它的雙齒輥破碎機(jī)。