選擇性破碎和反擊式2-5

第三節(jié):選擇性(滾筒破)碎機一、概述

滾筒碎選機又稱選擇性破碎機，是破碎煤的專用設(shè)備。其工作原理是利用煤和矸石可跌碎性的不同，靠圓柱形筒篩內(nèi)側(cè)的提升板將煤提升到一定高度后，使其自行落下受沖擊而破碎，或?qū)⒚号c矸石解離才能考慮使用碎選機。使用碎選機時，大于300mm的特大塊矸石須預(yù)先分出，以免進入破碎機后砸壞篩板。主要用來處理經(jīng)準(zhǔn)備篩分后的塊煤，國外也有用它來處理原煤的。用滾筒碎選機代替人工揀矸，實現(xiàn)選矸作業(yè)機械化滾筒碎選機的規(guī)格:用滾筒直徑D和長度L表示，即D×L，單位mm。從國內(nèi)外所使用的滾筒碎選機來看，一般直徑D=1800～3600mm，筒L=2400～6700mm。特別大型的如美國麥克納利滾筒碎選機直徑4110mm，筒長9750mm。滾筒轉(zhuǎn)數(shù)10～20r/min處理能力按塊煤計為50～60t/h，若按原煤計則為150～200t/h。二、滾筒碎選機的構(gòu)造

各種滾筒碎選機的結(jié)構(gòu)基本類似，都是由滾筒、支承裝置、傳動裝置和機架四部分組成.1．滾筒

帶預(yù)篩段的滾筒結(jié)構(gòu)如圖9-32所示，它由滾圈、型鋼組合梁、篩板和提升板組成。

滾筒的滾圈是鑄鋼整體件，沿兩滾圈的圓周，每隔30°用槽鋼組合梁及角鋼組合梁交替排列，鉚接成一筒形框架。沒筒形框架?；⌒魏Y板與框架用埋頭螺栓固定，構(gòu)成圓筒篩。篩板采用耐磨的高錳鋼或高強度

篩板:高錳鋼或高強度鋼板厚度約20～40mm提升板安裝有幾種形式1是提升板與滾筒軸平行，筒體軸線和水平面有一定夾角（一般為3°左右）；2.是提升板與筒體軸線有一定夾角，排列成螺旋狀，而筒體軸線可與水平面平行，也有一定夾角3.是提升板與筒體軸線在一平面內(nèi)，但筒篩制成圓錐狀，入料端直徑小，排料端直徑大。提升板:在保證物料跌落次數(shù)的同時，使物料盡快排出筒外2．支承裝置與傳動裝置

滾筒碎選機的支承裝置是兩對固定在工字鋼機架上的托輥，其中一對托輥間的距離可以調(diào)整（圖9-33），調(diào)節(jié)調(diào)整螺桿，可使兩托輥的軸間距變小或變大，從而使筒體軸線與水平面的夾角增大或縮小。

滾筒碎選機如磨擦傳動，則筒體一側(cè)的兩個托輥還起主動磨擦輪的作用，由電動機通過減速器及一長軸帶動，主動磨擦輪通過磨擦力帶動滾筒轉(zhuǎn)動，如圖9-34所示。若滾筒較長，也可用兩個電動機分別通過兩個減速器帶動兩個托輥，使其摩擦傳動。三種傳動方式:

1電動機通過減還器帶動小齒輪，小齒輪與裝在滾筒上的大齒圈嚙合，使?jié)L筒轉(zhuǎn)動2.另一種是鏈輪傳動，電動機通過減速器帶動小鏈輪，通過鏈條再帶動固定在滾筒上的大鏈輪，使筒體一起轉(zhuǎn)動。

3.磨擦傳動，則筒體一側(cè)的兩個托輥還起主動磨擦輪的作用，由電動機通過減速器及一長軸帶動，主動磨擦輪通過磨擦力帶動滾筒轉(zhuǎn)動.以上三種傳動方式，以磨擦傳動方式最為簡單，易于加工制造。齒輪傳動可靠，但大齒圈加工較困難。國內(nèi)使用的滾筒碎選機兩種傳動方式都有。

規(guī)

格2600×40003000×60003300×5000處理能力，t/h120~16080~120160滾筒直徑，mm260030003300長度，mm400060005000傾角，（°）033.5轉(zhuǎn)數(shù)，r/min141212.1篩孔尺寸，mm505050提升板高度，mm350300450電動機功率，KW303017電動機轉(zhuǎn)數(shù)，r/mi形尺寸

長×寬×高，mm5000×2800×28007122×5800×4574

機重，t142037三、主要參數(shù)的確定

滾筒碎選機的結(jié)構(gòu)參數(shù)主要包括筒體的直徑、長度、轉(zhuǎn)數(shù)和傾角。當(dāng)然提升板的高度、個數(shù)與排列方式，篩孔直徑等也影響碎選機的性能。但所有這些參數(shù)的選取，均要根據(jù)對煤進行碎選試驗后加以確定。

1．碎選試驗

碎選試驗的目的是考查煤塊在特定的跌落條件下，需多大高度，經(jīng)多少次跌落，才能使煤與矸石充分解離。試驗方法如下：

（1）準(zhǔn)備好試驗工具和條件。要有一或兩塊10～20mm厚的鋼板和一個放置煤樣的試驗臺。試驗臺的架子最好制成5幅活動架，其中一副高架的高度為2m，其余4副低架高度均為250mm，以便根據(jù)試驗的要求，從2m起到3m止，逐漸升高或降低臺架。試驗臺位于鋼板一端。其它工具有手搖分級篩及磅秤等。

（2）未經(jīng)手選的塊原煤（一般為大于50mm級）試樣200～500kg。

（3）將試樣在碎選試驗臺上從2.5m高處自然落下試驗，試樣跌落后過篩，篩孔尺寸根據(jù)工藝破碎要求確定。篩上物再進行第二次跌試驗，依次類推。每次試驗的篩下物都要稱量并記錄。每份塊原煤試樣作跌落的次數(shù)一般在20次以內(nèi)，一直到獲得可廢的棄矸石為止。如跌落次數(shù)在5次以內(nèi)就把試樣破碎并獲得可棄矸石時，需另外取樣，進行跌落高度為2或2.25m的碎選試驗，方法同上。如跌落20次后仍不能獲得可棄矸石，也要另外取樣，再進行跌落高度為3或2.75m的碎選試驗。如3m高的跌落次數(shù)達20次后仍不能獲得可棄矸石，說明這各種原煤不宜采用滾筒碎選機。注意，進行碎選試驗時，必須使試樣自然下落，不得施加任何外力。

（4）將篩上物和篩下物分別收集在一起，并進行篩分分析、浮沉試驗以及化驗灰分。

（5）根據(jù)碎選試驗結(jié)果，就可以判斷應(yīng)用滾筒碎選機的可能性。如果這種煤可以用碎選機，則試驗結(jié)果可作為確定碎選機參數(shù)的依據(jù)。

2．主要參數(shù)的確定

1）滾筒的直徑和長度

滾筒的直徑和長度，是滾筒碎選機的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)，它們?nèi)Q于入料量的多少、粒度組成及煤的硬度等因素。還與滾筒轉(zhuǎn)數(shù)、物料在滾筒內(nèi)的磨擦系數(shù)有密切關(guān)系。如何用數(shù)學(xué)形式準(zhǔn)確地描述上述關(guān)系，還有待繼續(xù)研究。目前在選用或設(shè)計碎選機時，滾筒直徑和長度是按經(jīng)驗公式估算的。滾筒直徑D與碎選試驗時的跌落高度H有關(guān)，可按下式估算：

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

滾筒長度L則與跌落次數(shù)n有關(guān)，其關(guān)系是

當(dāng)n≤10時，取L=4～4.5m；

當(dāng)n=11～15時，取L=4.6～5.2m；

當(dāng)n=16～20時，取L=5.3～6.0m。

一般滾筒長度是滾筒直徑的1.5～2.5倍。

滾筒碎選機主要參數(shù)的取值范圍：

直徑D：一般為2500～3500mm；

長度L：一般為4000～6000mm；

篩孔直徑：根據(jù)入選上限而定，一般為50或100mm，也可根據(jù)特殊需要制成φ25、φ75或φ150mm。

2）處理能力

處理能力與煤的性質(zhì)、篩孔直徑等因素有關(guān)，表9-13列出的經(jīng)驗數(shù)據(jù)可供參考表9-13滾筒碎選機的處理能力名稱

不同篩孔直徑（mm）的處理能力，t/hφ25φ50φ75φ100φ150塊原煤20～3050～7080～100120～150170～200原煤60～90150～200240～300350～450500～600理論上計算碎選機處理能力的公式，由于推導(dǎo)時對主要影響因素進行了簡化處理，所以只能用于近似計算。帶預(yù)篩段的碎選機對原煤的處理能力可按下式計算：

Q=720

式中γ--滾筒內(nèi)煤流的堆密度（一般0.8t/m3）；

n--筒體轉(zhuǎn)數(shù)，r/min；

RP--預(yù)篩段平均半徑，m；

h--滾筒內(nèi)煤層厚度，m；

a--預(yù)篩段傾角，（°）。

3）功率

滾筒碎選機功率消耗由兩部分組成，一部分是物料在筒體內(nèi)完成破碎過程時提升和跌落所消耗的功率P1，其值等于克服帶煤滾筒轉(zhuǎn)動時受到的阻力矩所需功耗；另一部分是在滾筒內(nèi)完成篩分過程時按滾筒篩計算的功率P2。

P1可用下式近似計算：

式中Q--對塊煤的處理能力，t/h；

n--筒體轉(zhuǎn)數(shù)，r/min；

nˊ--物料在筒內(nèi)的拋落次數(shù)；

t--物料每提升和拋落一次的時間，s；

R--筒體半徑，m；

r--筒內(nèi)物料層的內(nèi)半徑，m；

ψ--筒內(nèi)物料層重心的圓心角，（°）；

P2按如下經(jīng)驗公式計算：

P1式中G、G0--分別為筒體與筒體內(nèi)物料的重量，kg；

η--傳動效率（一般取η=0.7）。

其它符號同前。

所以，滾筒碎選機的總功率為

P=P1+P2，KWP2=第四節(jié)沖擊式破碎機沖擊式破碎機可以分為：錘式破碎機和反擊式破碎機。錘式破碎機適于破碎脆性材料，它可將煤破碎到13～3mm以下，而且保證產(chǎn)物中不混入過大粒度的顆粒，故在選煤廠中多用于中煤的中碎和細(xì)碎作業(yè)。

一、錘式破碎機錘式破碎機可分為兩類：一類是單轉(zhuǎn)子錘式破碎機，只有一個轉(zhuǎn)子，根據(jù)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向，又分為可逆式（轉(zhuǎn)子可兩個方向轉(zhuǎn)動）和不可逆式（轉(zhuǎn)子只能一個方向轉(zhuǎn)動）；另一類是雙轉(zhuǎn)子錘式破碎機，它有兩個作相向回轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子。選煤廠多作用單轉(zhuǎn)子錘式破碎機。錘式破碎機的規(guī)格用轉(zhuǎn)子工作直徑D和轉(zhuǎn)子長度L表示，即D×L，單位為mm。與其它類型破碎機相比，錘式破碎機具有結(jié)構(gòu)簡單，機器緊湊，處理能力大，破碎比大以及功率消耗少等優(yōu)點；其主要缺點是物料含水分過高時易堵塞篦條，另外錘頭磨損較快。

二、錘式破碎機的構(gòu)造

圖9-22是我國生產(chǎn)的φ1600×1600單轉(zhuǎn)子不可逆錘式破碎機的結(jié)構(gòu)圖，該機器由傳動裝置、轉(zhuǎn)子、格篩和機架等部分組成。

電動機通過彈性聯(lián)軸節(jié)直接帶動主軸旋轉(zhuǎn)。主軸通過球面調(diào)心滾柱軸承安裝在機架兩側(cè)的軸承座中，為了避免破碎大塊物料時，錘頭速度損失不致過大和減小電動機的尖峰負(fù)荷，在主軸的一端裝有飛輪。轉(zhuǎn)子由主軸、圓盤和錘頭等組成，主軸上裝有11個圓盤，并用鍵與軸剛性地聯(lián)接在一起。圓盤間裝有間隔套，以防止圓盤軸向竄動，兩用圓螺母固定。錘頭鉸接懸掛在貫穿所有圓盤的銷軸上，每根銷軸上有10個錘頭，錘頭總數(shù)是40個。圓盤上還配有第二組銷軸孔，

當(dāng)錘頭磨損20mm后，可將錘頭及銷軸移到第二組孔內(nèi)安裝，以繼續(xù)利用錘頭材料。格篩設(shè)在轉(zhuǎn)子下方，由弧形篩架和篩板組成。篩板由數(shù)塊拼成，利用自重和相互擠壓方式固定在篩架上，篩板的篩孔略呈錐形，以利排料，弧形篩架兩端懸掛在橫軸上，橫軸通過吊環(huán)螺栓懸掛在機架外側(cè)的凸臺上，調(diào)節(jié)吊環(huán)螺栓可以改變錘頭頂部與篩板之間的間隙。格篩左端與機架內(nèi)壁有一間隔空腔，便于非破碎物從此空腔排出機外，防止非破碎物在機器損壞其他零件，格篩的右上方裝有平面形破碎板。國產(chǎn)單轉(zhuǎn)子錘式破碎機的技術(shù)特征見表。

規(guī)

格PCB600×600PCB800×600PCB1000×800φ1600×1600轉(zhuǎn)子直徑,mm60080010001600轉(zhuǎn)子長度,mm4006008001580轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速,r/min1000980975585最大給料粒度,mm100200200350排料粒度,mm＜35＜10＜1320處理能力,t/h12～1518～2426～65300錘頭總數(shù),個20364840電動機功率,KW18.555115480設(shè)備重量,t1.22.535.0526.60外形尺寸,mm(長×寬×高)1055×1020×11221495×1678×10202230×1745×1515

單轉(zhuǎn)子可逆式錘碎機（圖9-23），其機架和機殼等部件均制成對稱的，轉(zhuǎn)子可逆向旋轉(zhuǎn)，其目的是當(dāng)錘頭一側(cè)磨損后，可將轉(zhuǎn)子反轉(zhuǎn)，利用錘頭另一側(cè)繼續(xù)工作，因而減少因更換錘頭所造成的停機時間。國外有一種環(huán)形錘的錘碎機。反擊式破碎機一、概述

反擊式破碎機也是利用沖擊作用進行破碎的。其基本結(jié)構(gòu)如所示。它與錘式破碎機的區(qū)別，主要有以下幾點：

（1）反擊式破碎機有反擊板和較大的破碎腔，物料的破碎不僅靠錘頭的沖擊，更主要的是利用物料與反擊板或物料與物料之間的反復(fù)沖擊。

（2）反擊式破碎機的錘頭固定地安裝在轉(zhuǎn)子上，破碎時能充分利用整個轉(zhuǎn)子的能量，有利于破碎大塊物料。

（3）反擊式破碎機底部沒有篦條，產(chǎn)物粒度由反擊板與錘頭間的間隙決定，所以能夠避免破碎濕物料時堵塞篦條的現(xiàn)象。

二、工作原理反擊式破碎機工作時，轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)，物料由給料口經(jīng)過篩板與細(xì)粒分離后，大塊通過鏈幕后受到錘頭的沖擊，遭到第一次破碎，產(chǎn)以很大的速度拋向反擊板再次被破碎，然后又從反擊板彈回到錘頭打擊區(qū)，繼續(xù)重復(fù)以上過程，而物料在錘頭和反擊板間的往返途中，也相互碰撞。物料經(jīng)多次沖擊，則沿節(jié)理面破碎成小塊。當(dāng)物料粒度小于錘頭與反擊板間的間隙時，則可進入一個破碎腔，再經(jīng)過反復(fù)破碎，直至達到合格粒度時，便從機內(nèi)下部排出。

這種破碎機的優(yōu)點是：（1）利用沖擊進行破碎，使物料沿脆弱面碎開，破碎效率高，能耗少，處理能力大，產(chǎn)品粒度均勻。（2）破碎比大。錘式破碎機破碎比一般為10～15，最高可達40左右；而反擊式破碎的破碎比則可高達150以上。（3）具有選擇性破碎的特點。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）結(jié)構(gòu)簡單，制造方便。其主要缺點是錘頭與反擊板磨損快，而且破碎時粉塵較大。反擊式破碎機常用于脆性物料的中碎和細(xì)碎，也可用于粗碎。在選煤廠，可用地下原煤和中煤的破碎。反擊式破碎機的規(guī)格用轉(zhuǎn)子的直徑D和長度L（指錘頭端部繪出的圓周直徑與沿軸向排列錘頭的有效工作長度）來表示，D×L，單位為mm。二、反擊式破碎機的構(gòu)造

圖9-28為國產(chǎn)φ500×400單轉(zhuǎn)子反擊式破碎機的結(jié)構(gòu)圖。該破碎機主要由上、下機體、轉(zhuǎn)子和反擊板等部分組成。電動機通過三角皮帶傳帶動轉(zhuǎn)子高速回轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子上固定著三個錘頭，其材料為耐磨的高錳鋼。轉(zhuǎn)子用鍵固定在主軸上，主軸兩端借助滾動軸承支承在下機架上。反擊板一端通過懸掛軸鉸接于機架上部，另一端用吊環(huán)螺栓通過球面墊圈支承在機架上的錐面墊圈上，反擊板呈自由懸掛狀態(tài)置于機體內(nèi)部，調(diào)節(jié)吊環(huán)螺栓上的螺母，可以改變反擊板和轉(zhuǎn)子間的間隙。當(dāng)不能破碎的物料（如鐵塊）進入機器時，反擊板受到較大的壓力使羊眼螺栓向上及向后移開，使鐵塊等物排出，以保護機器不受損壞。以后反擊板在自重作用下，又恢復(fù)到原來位置，以此作為保險裝置。

規(guī)格500×4001000×7001250×1000進料口尺寸，mm320×450670×4001000×550給料粒度，mm＜100＜250＜250產(chǎn)品粒度，mm0～200～300～50處理能力，t/h4～1015～3010～80電動機功率，KW7．54095轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)數(shù)，r/min960680475外形尺寸，mm（長×寬×高）1305×996×10102320×2560×20003375×2255×2460總重（不帶電機），t1.45.515.2第五節(jié)顎式破碎機一、概述

顎式破碎機出現(xiàn)于1885年，由于它具有結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、使用維護方便等優(yōu)點，至今仍廣泛地應(yīng)用于冶金、建筑、交通及化工等工業(yè)部門。在選煤廠破碎較硬的黃鐵礦、矸石或含矸量較多的大塊煤時，可選用顎式破碎機。

在顎式破碎機中，物料的破碎是在兩塊顎板之間進行的。可動顎板繞懸掛心思或可動軸對固定顎板作周期性地靠近和離開運動，當(dāng)動顎靠近固定顎板時，位于兩顎板間的物料受擠壓為主的作用力而破碎。當(dāng)動顎離開固定顎板時，已破碎物料在重力作用下，經(jīng)排料口排出。

顎式破碎機的規(guī)格以給料口寬度B和長度L來表示，即B×L（mm）。一般給料口寬度B在于600mm者為大型；300～600mm者為中型；小于300mm者為小型。二、顎式破碎機的構(gòu)造

圖中固定顎板1又是機架的前壁。動顎板2懸掛在懸掛軸11上，兩塊顎板上均鑲有破碎齒板3和4。在垂直連桿7的下部裝有前、后肘板8和9。當(dāng)傳動尺輪5帶動偏心軸6旋轉(zhuǎn)時，垂直連桿作上下運動。當(dāng)連桿向上運動時，肘板8推動可動顎板2向固定顎板1靠近，后肘板9一端支承在肘板支座10上，另一端則支承在調(diào)節(jié)楔16的肘板座中。此時，在固定顎板1和動顎板2以及側(cè)襯板構(gòu)成的破碎腔內(nèi)的物料即破碎。當(dāng)連桿向下運動時，動顎板退到起始位置，破碎產(chǎn)物經(jīng)排料口自動排出。

顎式破碎機的偏心軸是它的傳動軸。由于其偏心作用，傳動軸每轉(zhuǎn)一圈，垂直連桿7就上下運動一次，同時動顎也就完成向前和向后各擺一次的動作循環(huán)，破碎腔內(nèi)的物料也就被破碎并排出，這一過程叫做破碎機的工作行程。動顎向后退回的過程為空轉(zhuǎn)行程，動顎向前靠近固定顎板的過程稱為破碎行程?？辙D(zhuǎn)行程與破碎行程的時間各占一半。可見，簡擺式破碎機的工作時間并沒有充分應(yīng)用于破碎物料。以后隨著新材料、新工藝的進展，出現(xiàn)了一種結(jié)構(gòu)更簡單，但比簡擺式生產(chǎn)力更大的顎式破碎機，即復(fù)雜擺動顎式破碎機。

2．復(fù)雜擺顎式破碎機

從結(jié)構(gòu)上看，復(fù)擺顎式破碎機較簡擺式顎式破碎機少了一根動顎板的懸掛軸。而且動顎與連桿合為一個部件，沒有垂直連桿，肘板也只有一塊?？梢姀?fù)擺式破碎機的構(gòu)造比簡擺式簡單。但動顎運動卻復(fù)雜，當(dāng)破碎機工作時，飛輪8帶動偏心軸6轉(zhuǎn)動，由于其偏心動運動。實際上，復(fù)擺式動顎板的運動相當(dāng)于簡擺式破碎機中垂直連桿的運動。當(dāng)動顎板2靠近固定顎板3時，物料被破碎。在破碎過程中當(dāng)動顎被扒向前方時，拉桿12末端的彈簧13即受壓縮，由于彈簧企圖恢復(fù)原狀，因此可以幫助動顎后退至原來位置。水平拉桿的作用還在于阻止當(dāng)動顎往返回運動時肘板9不致脫落。

顎式破碎機產(chǎn)物粒度的大小，是通過改變其排料口寬度來實現(xiàn)的，所以破碎齒板的磨損，須定期調(diào)整。調(diào)整方法主要有兩種，一種是墊片調(diào)整，即在肘板與機架后壁之間，放入一組厚度相等的墊片，利用墊片數(shù)量的增減，改變排料口的寬度。該方法可以達到級調(diào)整，結(jié)構(gòu)緊湊，可減輕設(shè)備重量，但調(diào)整時必須停機，大型顎式破碎機多采用此法另一種是楔塊調(diào)整（見圖9-18），轉(zhuǎn)動螺栓5上的螺母，使調(diào)整楔塊3沿著機架4的后壁上升或下降，帶動楔塊2向前或向后，從而通過肘板1調(diào)整排料口的大小。此法為無級調(diào)整，調(diào)整時不必停機，但增加了機器的尺寸和重量。中小型顎式破碎機常常采用此法。暫定年來還有在此位置安裝液壓推動缸進行調(diào)整的。

顎式破碎機的保險裝置常常是后肘板（簡擺式）或肘板，在機件設(shè)計時提高肘板的工作應(yīng)力（約提高30%），使肘板斷面減小，或在肘板上開有小孔，以降低其強度。如遇非破碎物如大鐵塊等，機架超過正常負(fù)荷，肘板斷裂，保證其它重要部件不受損壞，這種方法有時不十分可靠。近年來出現(xiàn)的液壓缸保險是較為理想的，它不但安全可靠，而且易于維護。這種破碎機的對板上串接液壓油缸，油缸體與肘板支座相連，油缸的活塞與肘板相連，正常工作時，油缸充滿壓力油，活塞和缸體相當(dāng)于整體肘板。當(dāng)硬物落入破碎腔后，肘板受力迅速增大，缸內(nèi)油壓也突然增高，當(dāng)壓力超過溢流閥調(diào)定壓力時，壓力油被擠出，活塞與油缸松開。此時，排料口迅速增大，從而起到保護作用。顎式破碎機工作時，偏心軸每轉(zhuǎn)一圈，經(jīng)過破碎行程與空轉(zhuǎn)或排料行程，因此它的電機負(fù)荷極不均衡，為此在偏心軸上裝有兩個沉重的飛輪，以便在空轉(zhuǎn)特程中，把能量儲存下來，在