基于双轴伸缩回转切割的大体积材料破碎机

2016-02-05周疆豪应保胜罗霄

科学中国人 2016年36期

关键词：锤头螺杆传送带

周疆豪，应保胜，罗霄

武汉科技大学汽车与交通工程学院

基于双轴伸缩回转切割的大体积材料破碎机

周疆豪，应保胜，罗霄

武汉科技大学汽车与交通工程学院

此新型破碎机采用双轴伸缩回转切割的方式将大体积材料破碎，通过两伸缩螺杆连接阵列有破碎刀的圆盘，圆盘上的破碎刀在两伸缩螺杆的回转与伸缩作用下，不断地将大体积材料破碎，螺杆的回转与伸缩两种运动由于螺杆的结构特性在两个电机的回转运动下产生，使整个机器良好的运行，能够高效的破碎材料。

双轴伸缩回转切割；大体积材料；破碎机

引言

随着经济快速发展，我国加速了城镇化的脚步。城市的建设必然产生大量的废料。大体积材料破碎设备在这一环节里有着极其重要的作用。因此高效、低能耗、低成本的破碎机值得研究。

1 研究背景

随着基础建设对粒料的要求不断地提高，各种各样的破碎机也都变得越来越局限。

反击式和锤式破碎机的发展前景较好，可以将较大材料破碎成各种大小的细颗粒材料[1]。但锤柄部位由于不断的承受交变的弯曲应力，锤头头部主要承受摩擦力和冲击力，因此各部位对材质有很高要求，生产制造麻烦，成本高[2]。

立式冲击式破碎机结构简单、处理能力高、破碎比大、能耗少，目前在中等硬度脆性物料破碎中得到了广泛的应用[3]。

辊式破碎机一般适用于破碎粒径比较小且硬度比较小的材料，不适合于粒径大且硬度高的材料[4]。

旋回式破碎机利用破碎锥在壳体内锥腔中的旋回运动，对物料破碎的大型破碎机械[5]。由于其主轴与破碎机椎体之间的装配关系，因此其主轴容易断裂[6]。

本文提出的一种新型破碎机可以在一定范围内破碎大体积材料。

2 发明内容

此新型破碎机由进料口、支架、电机固定板、电机、破碎箱、传送带、伸缩螺杆、破碎刀阵列、卸料门组成。进料口设在破碎箱上方，用于放入大体积材料；破碎箱底部设有卸料门，卸料门用于将破碎后的材料卸入传送带；破碎箱内设有可以伸长或缩短的伸缩螺杆，伸缩螺杆一端与电机相连，另一端与破碎刀阵列相连，伸缩螺杆用于完成伸缩和回转切割运动；电机固定在电机固定板上，电机固定板与支架相连；传送带设在破碎箱下方，传送带和破碎箱与支架固定相连。

3 研究的有益效果

此新型大体积材料破碎机可以将大体积的材料破碎成体积较小的材料，便于材料后续的运输加工，以及回收利用。

4 本发明与现有破碎机的对比

4.1 与反击式破碎机对比，其可以破碎体积和强度较大的废料，但反击式破碎机的锤头和反击板磨损较快[1]。本发明与其对比的优点是可以根据破碎强度调节和更换相应的破碎刀，降低破碎过程中对设备的损耗，增加使用寿命，降低维修成本。

4.2 与锤式破碎机对比，其锤头和蓖条筛磨损快，检修和找平衡时间长，并且破碎粘湿物料时，易堵塞蓖条筛缝。本发明与其对比的优点是针对硬物质的破碎可以换用对应的破碎刀，检修时间短，维修方便，便于机器设备的维护和提供较长的使用寿命。

4.3 与立式冲击式破碎机对比，其原合金锤头质量差、使用寿命短，不仅限制了圆盘线速度的提高，增加了原合金锤头的消耗量，而且因为需要经常更换易损件而降低设备的运转作业率[3]。本发明与其对比的优点是可以破碎较大体积的物料，对设备的磨损程度较低，用于维修的费用较少。

4.4 与辊式破碎机对比，其要求破碎物硬度小，对于扁平、薄状物料破碎效果不明显，成本高。而本发明与其对比的优点是既可以粉碎硬度高的物料，也可以粉碎大体积物料，并且制造成本低，构造简单。

5 运动与力的分析

使用此新型破碎机时，将需要破碎的材料从进料口倒入，同时启动电机，此时破碎箱下方的传送带开始运转，两个电机的伸缩螺杆在电机的推动下都拉伸，并推着破碎刀阵列向破碎箱中部运动，挤压破碎箱内的大体积材料，当破碎刀阵列运动到破碎箱中间部位时，电机的转动方向会改变，此时电机会拉动螺杆，螺杆收缩带动一端的破碎刀阵列向破碎箱两边运动，当破碎刀阵列达到破碎箱边缘时，电机转向又会改变，此时电机会推动螺杆，螺杆伸长并推动破碎刀阵列向破碎箱中间部位运动，又开始挤压破碎箱内的材料，破碎刀阵列如此反复的运动，最终达到破碎目的。破碎完成后可以打开破碎箱下方的卸料门，卸出破碎后的材料。