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煤用齿辊式破碎机的现状及新发展
发布时间：2013-10-21 09:46 来源：未知
1、概述
现有的工业化破碎机按结构形式可分为：颚式破碎机、新型颚式破碎机、颚辊破碎机、振动颚式破碎机、振动式破碎机、立轴破碎机、回转式破碎机、高压辊式破碎机、圆锥破碎机、冲击式破碎机、反击式破碎机、锤式破碎机、水力离心破碎机、齿辊式破碎机等14类．按破碎后对产品的粒度要求可分为；粗碎、中碎、细碎和精细破碎。在我国的选煤厂，齿辊式破碎机以其结构简单、工作可靠、成本低廉等特点得到了较广泛的应用。齿辊式破碎机按照破碎辊的数目分为：单齿辊破碎机，双齿辊破碎机和多齿辊（三辊、四辊和六辊）破碎机。其中单齿辊、双齿辊和四齿辊破碎机在工业现场应用得最广泛。单辊破碎机的齿辊较长，主要用作粗碎，双齿辊破碎机和四齿辊破碎机的齿辊较短，主要用作中碎和细碎。
2、1990年以前的齿辊式破碎机
90年代前，齿辊式破碎机的技术存在不能严格控制碎后产品粒度，碎后产品过粉碎量大，机体受到的冲击载荷较大，破碎齿易坏，整体噪声大，维修量大等缺点。如为了防止入料中的杂木、铁器、矸石、岩石等硬物料损坏破碎齿，在单齿辊破碎机的破碎板下端装有拉力弹簧，在双齿辊破碎机一破碎辊的两端装有压缩弹簧，目的是当大块物料或坚硬物料落到破碎腔不能被破碎时，破碎板或齿辊受力增大，从而压缩弹簧增大破碎腔的排料间隙，以便排出硬物，然后借弹簧的恢复力使可动破碎板或齿辊回到原来的位置。如此便不能严格控制碎后产品的粒度。
1987年原兖州煤矿设计院在消化吸收美国雷克斯诺德( REXNORD)公司生产的冈拉克36DAM型(GLmdlach36DAM)破碎机的基础上，设计出的4POC．380/350×1000型齿辊式破碎机，是当时技术上较为先进的破碎机。该型破碎机在技术上的一个突出特点是采用“Nitroil”控制系统．该系统可以独立地调整上段齿辊的间矩来控制下段的给料粒度，也可单独调整下段齿辊的间距以控制产品粒度，这样，可根据破碎工艺要求灵活地调整破碎程序．同时，该型破碎机把调整齿辊间距装置和保险装置做成一个系统，采用液压—气动系统：油缸的活塞杆与可动齿辊相连，在有活塞杆的油缸腔内，泵入一定可变量的液压油，同时在油缸的无活塞杆的腔内泵入一定压力的气体，形成空气柱弹簧。这样可以根据泵入油量的多少改变活塞的位置，从而确定齿辊间的距离+达到控制产品粒度的目的。当硬物或不可破碎物进入破碎机后，由于破碎力增大，可动齿辊压缩空气柱使硬物通过，随后又可使动齿辊复位．同样也存在不能严格的控制产品粒度的问题。
3、1990年以后的齿辊式破碎机
进入90年代后，随着我国改革开放力度的加大，煤的销售市场也发生了较大的变化，人们对选煤技术及设备提出了更高的要求。其中包括对煤碎后产品中降低细颗粒含量、产品粒度的均匀性、减少过限粒度、增大处理能力等，从而推动了破碎机技术的发展和进步。
首先煤炭科学研究总院唐山分院开发了2PL系列强力破碎机。该破碎机在技术上的进步主要是取消了原双辊破碎机的退让弹簧保险装置，将双破碎辊固定，破碎齿使用新的技术和材料来防止难碎硬物损坏破碎齿，从而可较严格控制碎后产品中的过大颗粒。
华北工学院针对单齿辊破碎机存在效率低、结构复杂、受力不均匀等特点，开发了新一代的中915单齿辊破碎机。这种破碎机有两种结构形式：第一种结构形式。主要是将原来调整破碎板位置的拉力弹簧改为推力弹簧，弹簧的弹性力为490kN，在弹簧的两端分别装有两组螺母，外侧螺母用于调整破碎板位置，从而调整排料口间隙，内侧螺母用于调整弹簧的弹性力。安装弹簧的拉杆插在机体的支座上，支座孔沿垂直方向为长方孔，用此调整产品的粒度。这种结构降低了机体高度，缩短了拉杆长度，使结构更为紧凑。第二种结构是利用颚式破碎机的楔形调整机构和双辊破碎机的主动辊轴相结合，吸收了两者的优点，如；进科口大；破碎辊表面可装有不同尺寸的破碎齿板；颚板上镶有可更换的耐磨衬板；出料口大小可通过推力板上的长方形螺孔调整。该机与同规格的颚式或双齿辊破碎机相比，破碎能力明显增大，效率可提高30%。同时，由于有预碎和破碎两个区域，破碎后的物料受齿辊拨动而被强制排出机体外，所以更适用于处理含水分较大的煤。
1994年平顶山选煤设计院和郑州长城冶金设备厂研究开发出了FP500系列分级破碎机。该系列破碎机采用单电机驱动，液力耦合器过载�；�，其传动系统是电机驱动液力耦合器并带动一对锥齿轮，改变转动方向并驱动主动破碎辊转动，主动破碎辊通过另一端的一组直齿轮驱动被动辊转动。破碎齿呈螺旋形布置，入料中的小颗粒很容易通过破碎辊之间的间隙排出，大块则利用齿的剪切和拉伸力来进行破碎，改善了传统破碎机中物料不受控制一律破碎的情况。
90年代中期，山东莱芜煤矿机械厂引进德国技术，开发生产了2POL系列双齿辊强力高效破碎机。该系列破碎机采用取电机、双液力耦合器、双套齿轮辖直联式驱动，一侧壁和一破碎辊用手动液压系统可移动，用来调整齿辊间的间距，从而控制排料粒度。该机有液力耦合器过载保护和电控过载�；ぃ捎行Х乐鼓阉橛参锼鸹灯扑槌�，整机结构紧凑，机体高度低，冲击负荷小。
同期，煤炭科学研究总院唐山分院相继开发了2PLF系列分级破碎机、2FJP600系列强力分级破碎机、4PGG系列强力破碎机和DP系列单齿辊破碎机．2PLF系列分级破碎机在传动形式上采用三角带大带轮传动，传动结构简单、故障率低，由于大带轮有蓄能作用，故所需的电机功率比直联式传动的小。双齿辊采用对转方式，破碎齿采用子弹头式，表面堆焊硬质合金，强度大，破碎效率高并且磨损后便于修复。2FJP600系列强力分缓破碎机的双齿辊分别各自向两侧壁方向转动，齿辊上的破碎板采用拼装式，破碎齿为在韧性较好的铸基体上堆焊硬质合金，不但强度大，可破碎难碎硬物，而且破碎齿“宁弯不折”，当难碎硬物卡弯破碎齿后，现场无需更换破碎板而可将破碎齿直接修复。在两侧壁上分别装有梳齿板，其有两个作用：①使破碎过程完全为剪切、拉伸破碎，不易产生过粉碎物：②起棒条筛的作用，可通过不需破碎的物料，而对需破碎的大块物料，可严格地控制碎后产品的粒度，使碎后物料的三维尺寸都能得到控制。两齿辊分别向各自的侧壁方向旋转也可以保证入料中已经达到要求粒度的物料不再二次破碎，从齿辊间的排料口和齿辊与梳齿板间的捧料口直接排出，从而减少能量消耗和因挤压破碎产生的过粉碎。两破碎辊有两套独立的驱动装置，使两破碎辊各自独立工作，在实际破碎时，可根据入料量改变工作制度，即入料少时开单机，入料多时开双机，用户更加节能。每台破碎机可配有A、B、C三种齿型，每种齿型对应一种产品粒度，用户可通过更换齿型来调整产品粒度而不需更换破碎机，实现一机多用，减少用户的重复投资。另外，由于该系列破碎机为强力破碎，工艺布置时不需要手选皮带人工拣矸，原煤也不需要预先筛分而直接入破碎机，简化了选煤工艺流程，降低了厂房高度，减少了选煤厂建设投资与生产费用。4PCrG系列四齿辊破碎机和DP系列单齿辊破碎机是在2FJP系列基础上派生而出的，除4POG系列破碎机的机体采用积木式结构，上下机体可组可分，可根据生产现场实际来安装，破碎比增大外，其它结构和破碎原理与2FfP系列基本相同。
4、国外先进高效破碎机
4.1 MMD型高教破碎机
MMD型系列轮齿式破碎机是英国MMD矿山机械集团公司开发出的新一代破碎机[3]，有500、625、750、1000、1300和1500共6个系列，每个系列有短箱型、标准箱型和长箱型3种不同工作长度，以满足不同处理能力的要求。每一种规格又配有不同类型的齿型、齿帽，以适应不同破碎产品粒度的要求。该机的工作原理是依靠冲击剪切和冲击拉伸的作用，使剪切力沿着物料的薄弱易碎部位产生巨大破碎力使其破碎。物料在两个破碎齿之间以及与侧壁的梳齿板之间排出，产品在破碎后受此间隙控制，不会产生过大颗粒，在给料中已含有合格粒度的物料很快排出，不受破碎作用，有较好的粒度控制和筛分作用，产品粒度均匀。因此该机又称“筛分破碎机”，主要用于粗破碎和第二段破碎作业。现已有多台MMD型破碎机在我国的煤矿和选煤厂使用。其特点是：
(1)高度小、结构紧凑；
(2)特殊的轮齿结构使其适用于干矿、湿矿、泥矿和粘矿；
(3)碎后产品粒度均匀，没有过大颗粒，过粉碎的产品少：
(4)处理量大，最大可达14000t/h，破碎强度高，可破碎抗压强度达300MPa的物料：
(5)采用液力耦合器和电控双重过载�；ぃ惫鼗蛴龅侥阉槲锪鲜�，破碎机停止转动，破碎辊反转排出难碎物料；
(6)维护、维修简便。
4.2 ABOH型分级破碎机
1998年，由美国的FFE矿业基建设备公司和澳大利亚ABOH工程公司合资开发的ABOH系列分级破碎机将破碎过程分为三段，而且可视入料粒度上限的不同而选择不同的齿辊轴间距。如当入料粒度上限为1000mm，则齿辊轴间距为1000mm左右，粗碎段将1000mm的入料破碎到350mm，二段由350mm破碎至100mm，三段由100mm破碎至50、45、38mm或用户要求的粒度。粗碎和=段破碎时破碎辊内向旋转，三段破碎时破碎辊外向旋转。
5、结语
尽管自90年代煤用齿辊式破碎机在技术结构、实际使用效果等方面较90年代以前有较大的进步，但破碎理论仍未突破传统的3大理论。人们仍在不断地摸索和寻求一种新理论来代替或进一步解释3大理论，但目前尚未有突破性的进展。
目前我国生产齿辊式破碎机的厂家较多，产品品种也多，即使是同一种规格（以辊径×辊长作为规格标准）的产品，因制造厂家不同，破碎机的结构不同，不但实际处理能力有差别，而且过粉碎量、过大颗粒量、功率消耗、维护成本等方面也有差别．由于用户对各种破碎机了解不全面，不但选型困难，有时造成选型后投产时不能达到工艺要求，造成生产成本增大。
山于大型破碎机的市场需求量相对较小，中、小型破碎机目前仍是我国研究、开发、生产的热点。其中分级破碎机以其特有的工艺效果、所需较少的配套设备和较小的基建投资在市场上占据的份额将越来越大。
