1、概述
2002年南昌钢铁有限责任公司烧结厂的机烧矿由2001年的日产2 800 t增加到3 800 t。为了满足机烧矿的生产需要，焦粉
破碎机的生产能力要增加40%以上。在充分利用原有的设备等条件下，通过改进焦粉破碎机辊皮的硬度来增加焦粉破碎能力，找到了一条新的途径。
2001年初，焦粉的日用量约为120 t，2002年烧结机通过扩容改造后，焦粉的日用量不小于180 t，而焦粉的原料颗粒又是近年最大的。四辊破碎机原辊皮的切削周期要7N10 d切削一次，使用高硬度辊皮破碎，辊皮的切削周期是20d，经过辊面的处理，辊皮的切削周期达到30d左右切削一次，极大地提高了设备的作业率。新高硬质辊皮虽然能满足目前的生产需要，但辊皮面却很难切削修复，而且切削时间长，这是一个迫切需要解决的课题。
2、高硬度辊皮破碎时磨损特点
2.1高硬度辊皮
辊皮是安装在辊轴上，由轴带动旋转对原料进行破碎的部件，是一个外径900mm，长度700 mm,厚度为90 mm的空心圆柱体。材质ZG35CrNiMo，淬火后的硬度HRC等于50，相当于HRA的75.8。特别是作业后经过挤压和两辊的相互摩擦，辊皮面的HRA可达到80左右。
2.2辊皮的磨损
辊皮断面产生椭圆，辊皮两头处的外径不相等，辊皮面靠中间部位磨损较多等，主要表现在：
(1)上辊皮和下辊皮的磨损状态不一样，上辊两辊皮是粗破，二辊的间隙较大，活动辊的调整较好掌握，辊皮产生的椭圆度小，而且很少有杂物嵌入辊皮，使用的周期也较长。下辊两辊皮是精破，二辊皮的间隙要求较小，活动辊的调整难掌握，易产生两辊的不平行，两辊相互摩擦挤压，造成辊皮面有异物嵌入，上层下料多集中在某一处等现象。
(2)上层粗破二辊皮磨损的常见现象见图1所示：
两辊皮磨损是对称性，磨损形状圆弧形，中间凹面深，两头磨损现象不明显，主要是由顶端分料器将原料集中在中部投入所造成。
(3)下层精破二辊皮磨损的常见现象见图2所示：
两辊皮主要表现为非对称性磨损，辊皮两端一面是内圆弧形状，端面有材料凸起，另一面是外圆弧形状，端面侧面有材料向外凸起，并有不规则的缺裂，两端面的磨损现象正好相反。中间部位的两辊皮磨损不是对称性，一边磨损多，一边磨损少。磨损的最深部位往往不在辊皮的中间，这主要是活动辊调整不到位所产生的复杂现象。
(4)从辊皮的断面来看，上下辊皮都会产生椭圆，但下辊皮的椭圆度较大。两辊皮的不同的长度内椭圆度是不相同的，辊皮面磨损部位深的地方，其断面的椭圆度较大。这主要是辊皮在破碎中多次发生咬死现象所产生。
3、四辊破碎机的切削系统
四辊破碎机一端装有两台电动机，上层1台，下层1台。它是破碎机的动力源，电动机通过减速机驱动两根主动辊旋转，其它两根被动辊是靠破碎机另一端的皮带带动旋转。四辊破碎机的上层电机是双速电机，转速485 r/min及975 r/min，减速机速比为10。切削辊皮用的转速48.5 r/min，其线速度137m/min。
四辊破碎机的辊皮切削系统是在其机架外端两侧中部装有2根轴，刀架座装于轴上。刀架座有上、下两个面，既可对上辊皮面进行切削，又可对下辊皮面进行切削。刀架座是通过轴的一端的手轮旋转使其沿着轴做直线运动，这是切削用的走刀系统。
4、高硬度辊皮的切削工艺
4.1切削准备
(1)换好切削辊皮时使用的链条，采用4根辊子用1根链条连接在一起。调整好链条的松紧，必须考虑两对辊子间留有间隙；同时校正活动辊与固定辊的平行度，断开下层主动辊与电机齿接手的接口。
(2)装好四辊破碎机两侧中部机架外端2根起刀系统的轴及轴端手轮。走刀轴要以固定辊为基础保持平行，轴要洗净加少许30号机油并调节好轴上的刀架座间隙，转动手轮能使刀架座在轴上轻松来回地移动。
(3)把要切削辊皮轴的轴承座固定在机架上，固定辊的轴承座因固定的定位较好，采用一点紧固；活动辊是靠弹簧调节定位，轴承座在受力的情况下会产生两头串动，采用两点紧固。这样在切削高硬度辊皮时能有效地防止轴承座串动而产生刀架振动引起的扎刀、崩刃现象。
(4)对要切削的辊皮面逐个进行检查，发现嵌入的杂物要及时进行清除。
4.2切削刀具的选用
刀片采用碳化钛镍钼合金YN05（其硬度HRA等于93.2），其硬度和耐热性是硬质合金中最高者，耐磨性接近陶瓷，适用于切削铸钢、合金钢、淬硬钢等加工。但抗冲击和抗振动性能差，其刀片的焊接工艺要求较高。
在四辊破碎机上使用YN05刀片对硬质辊皮进行切削，要解决两个问题。第一，要解决刀片的焊接，在焊接刀片时要先对该刀片进行预热，焊接后马上进行保温才能保证刀片完好的使用性能。第二，设计合理的刀头几何角度，提高其抗冲击的能力。
受其材质和切削速度的影响，切削力很大，又集中在刀刃刃口附近，切屑呈崩碎状。为了�；さ度�，取负前角增强切削刃口的强度。因辊皮表面的粗糙度要求不高，切削厚度较厚，而刀片又要减少振动，取较小的后角。为使切削重心向刀杆方向偏移，切削平稳，保证刀头强度取较大的负刃倾角。选用较小的主偏角能改变吃刀抗力与走刀抗力的比例，使走刀抗力减少有利于手轮操作，同时改善了刀头的散热条件及强度。为延长YN05刀片的正常磨损时间，一次性走刀车完辊皮面，应适当增大副后角。
4.3切削操作
刀具安装在刀架中，刀头伸出部分要尽可能短，螺杆要拧紧，保证切削时刀杆对刀架不产生位移。走刀量是人工操作，要尽量保持匀速进给。由于切削力大，走刀量应控制在0.2~ 0.3 mm/r。吃刀深度一般不大于2 mm。如图4所示。
先找出辊皮面磨损的最低点A，测出A点到最高点B点之间的径向距离，假定是5 mm，其次再找出辊皮面磨损的次低点C，C点到B点的径向距离约等于2 mm。具体操作：(1)先用YA6或YG6X硬质合金刀片倒角，两端面倒角5×450; (2)用YN05右偏刀从左边C点从右向左进行切削，再用YN05左偏刀从右边的C点从左向右进行切削。(3)第二次吃刀深度约2 mm,从右端面向左进行切削到左端面。最后精车一刀（切削时的切屑呈崩碎状，飞溅较高且易烫伤人，颜色大多是金黄色或深黄金）。整个切削过程每步一般不需中途换刀，从C点进行进刀切削有利于（因辊面有椭圆）准确地控制吃刀深度及走刀次数，而且还有利于防止车刀的崩刃，能校正辊面的平行度，提高辊面的利用率。
4.4切削后辊面的整理
对四辊破碎机的上下辊皮面的磨损程度分析，四辊破碎机辊皮面经过切削修复后的素线约呈弧线。为了减少辊皮面的切削次数，提高破碎机的作业率，经过多次实践证明，根据四辊破碎机辊皮的磨损特点对辊皮面做图5所示的整理，可延长两次切削之间的作业时间的40%~50%。图中的a，b值由上下辊皮面的具体磨损情况来选择。
5、结语
(1)硬质辊皮虽然满足了当前生产的需要，随着烧结厂产量的不断提高，四辊破碎机的标杆也在不断升高。目前的硬质辊皮面的切削工艺受吃刀量与走刀量的限制，切削时间还不够理想。
(2)由于四辊破碎机辊皮的辊径大，虽切削转速只有48.5 r/min，但辊径的线速度为137 m/min。借鉴机床上加工淬火钢，线速度一般采用为20~40m/min。所以对刀具的选择要求很高，况且辊皮面又经过挤压，摩擦和表面又不规则。为了提高刀片的耐磨度，必须选择高硬度的刀片，但高硬度的刀片较脆，切削时刀片很容易崩刃。用改变刀具的几何角度来增强韧性但很有限。
(3)降低切削速度是提高刀头抗磨损的主要途径。采用宽刃切削，在降低切削速度的同时，改变吃刀深度和走刀量也能缩短切削的基本时间。
(4)四辊破碎机的走刀系统如改为自动进给，这样能减轻劳动强度又能保证走刀的匀速进给。
