鼠笼破碎机的设计与改进

添加人：admin 发布时间：2016/1/26 14:47:40 来源：中国破碎机网

　　在韶关冶炼厂烧结系统生产中，鼠笼破碎机是连接干燥窑和混料圆筒的主要设备，鼠笼破碎机的作用是破碎干燥窑送出的物料。由于铅锌矿经干燥窑干燥后，部分会结成团，如果不能进行有效地破碎，使其成为粉状，就会影响到混料圆筒中物料的混料效果，降低烧结块的结块率，进而降低产量。随着我厂产量的不断提高，原有鼠笼破碎机很多缺陷显现出来，物料不能得到有效地破碎，上机壳内壁结垢严重，小转子内塞满物料，并且故障频繁，下料斗物料堵塞严重，常常被迫停机检修，严重影响生产，已不能满足生产要求。为此，决定对鼠笼破碎机进行改造。
　　余振（1967―），男，广东饶平县人，高级工程师，工程硕士，主要从事机械设备研究及设计工作。
　　1鼠笼破碎机的结构及其工作原理鼠笼破碎机由支座、大转子驱动装置、机壳、大转子、小转子、小转子驱动装置、轴结构及进料槽等组成（见）工作时，大转子、小转子在各自驱动装置的驱动下，以相反方向高速旋转，此时，待粉碎5.小转子6.进料槽7.小转子皮带轮8.机座鼠笼破碎机示意图Fig.的物料从机壳上方的进料槽连续不断地进入笼内，在下落时与高速旋转的转子上之碎杆相撞，结块的物料被打散、粉碎，经粉碎的物料从下料斗进入输送带输入混料圆筒，完成破碎工序。
　　2原鼠笼破碎机存在的问题矿粉被干燥后，进行粉碎是一道重要工序。自1976年建厂以来，该工序一直采用外委设计制造的鼠笼破碎机完成（生产能力为40 ~60t/h）由于初期产量较低，虽然鼠笼破碎机在生产中出现一些问题，如机壳内壁结垢，适应不了物料湿度大时的生产等，但仍能保证正常生产；随着产量的不断提高，设备运转达到满负荷运行，原有鼠笼破碎机的诸多缺陷暴露出来，主要有以下几点。
　　2.1机壳结构设计不合理机壳及清理门设计不合理，主要是机壳内腔尺寸太小、清理门位置设置不当，特别是壳顶与大转子碎杆间的距离太小，以至于被高速旋转的转子甩出的物料落在壳顶时，未能及时离开，被挤压在门的内壁接口处和机壳顶部角落，发生积料结垢；当结垢增厚到一定程度时，对转子上之碎杆产生磨损，造成碎杆折断。
　　2.2大、小转子匹配不合理大、小转子匹配不合理，特别是小转子直径小，转速慢。由于待破碎物料通过进料槽进入破碎机，物料流量波动较大，当物料流量瞬时增大时，物料破碎排量跟不上物料流量，致使物料在小转子内囤积，尤其在物料湿度大时，囤积情况尤为严重，不得不借助人工捅料或停机进行清理。
　　2.3转子的旋转速度匹配不合理大、小转子的旋转速度直接影响鼠笼破碎机的效率和转子的磨损，由于小转子是物料破碎流程上的第一个环节，其破碎效果和排料速度决定着设备的各项技术参数。在正常情况下，自由下落的物料被高速旋转的小转子上的碎杆撞击，并以接近小转子上碎杆的线速度被甩出，刚好与迎面而来的大转子上的碎杆相撞（大转子与小转子旋转方向相反）结块的物料被高度粉碎。但由表1可以算出，改造前，大转子的线速度为25m/s小转子的线速度为18m/s小转子的线速度过小，造成大、小转子对物料的破碎各自为营，达不到双层破碎的最佳效果，物料松散程度达不到要求。
　　2.4轴结构两端失衡严重传动装置设计存在缺陷，轴结构两端的带轮与转子的重量匹配不合理，由表1可以算出，改造前，大、小转子轴结构两端的带轮与转子结构的重量差分别为251kg和268kg造成轴结构两端失衡严重，生产时引起剧烈振动，并且经常发生轴承、电机烧坏和轴被折弯的情况。
　　3改造方案的确定针对以上存在的问题，拟定两种改造方案。
　　改变厂房和基础结构，将鼠笼破碎机旋转90°摆放，使破碎机出料长边轴线与输送带轴线平行，同时增大破碎机容积，以提高生产能力和解决下料斗堵塞问题。
　　不改变厂房和原基础结构，立足于下料斗、鼠笼破碎机本身结构和技术参数的改进，以达到提高生产能力和解决下料斗堵塞问题。
　　由于鼠笼破碎机安装在厂房的楼板上，如果采用第一方案，需要拆除楼板（厂房已使用近30年）并重新建设，所需工期长，影响整个流程的生产，且需增加投资费用约20多万元。因此，决定采用第二方案，仅对鼠笼破碎机本身的结构和技术参数进行改进。
　　4产生问题的原因及解决办法41改进机壳结构改进上机壳的结构，增大机壳内腔尺寸和壳顶高度，将机壳内腔宽度由460mm增大到536mm（转子宽度不变）壳顶高度亦增加100，以增加大转子与机壳内壁空间，使被甩到机壳上的物料能够及时下落，而不致受挤压、层层堆积在机壳上；同时设置新型耐磨橡胶内衬，增强内壁自润性，杜绝物料在内壁停留并粘结现象，避免大转子上的碎杆被结料摩擦而断裂。
　　42合理匹配大、小转子直径由于受厂房空间和结构的限制，如采用增大设备外形从而需同时增加大、小转子尺寸的方法来提高产量，就必需增大楼板下料口尺寸，这将雷同于第一方案的许多缺陷，且加重下料斗堵塞问题。分析物料运行情况发现，鼠笼破碎机的生产能力主要决定于小转子的排料流量，而本次改造不改变转子的宽度（用B表示）因而，可视排料的横截面（用A表示）为恒量，生产能力则取决定于物料离开转子时的速度。由可知，物料进入鼠笼破碎机后自由下落根据自由落体的公式111：vo―物料进入鼠笼破碎机后的自由下落速S―物料下落高度，S=R+H，m；―小转子上碎杆的圆周半径，m；H―进料口到小转子中心高度，m.由式（3）可知，物料离开小转子时的速度vt与"=大小成正比（见），因此，提高小转子半径和提高进料口到小转子中心高度，是解决鼠笼破碎机生产能力和物料在小转子内囤积的最有效办法。根据上述运算结果和大转子直径（Y300）的大小（由现有厂房结构和下料口决定），笔者将原来小转子的直径d由Y700改为Y50，即R由350mm改为475mm，同时将鼠笼破碎机进料口到小转子中心高度H由原来的0增大到150mm，转子宽度B保持不变，根据转子容积的计算公式：求得小转子改造前的容积（Vi）和改造后的容）分别为：但根据鼠笼破碎机的工作原理，其生产能力主要体现在排料流量上；卩流量公式：中，A为转子排料截面积，由于转子宽度B保持不变，视A为恒值，由式（5）可看出，排料流量Q与物料下落速度vl成正比。因此，由新告，中国铝业青海分公司青海铝厂、西部矿业百河铝业有限疆众和股份有限公司等六家企业被列为第二批符合环境保责任公司、青海桥头铝电股份有限公司（一期）青海常青铝护规定的电解铝生产企业。