振动破碎机的设计分析

梁伟

1、太原理工大学2、山西漳电国电王坪发电有限公司

振动破碎机的设计分析

梁伟1，2

1、太原理工大学2、山西漳电国电王坪发电有限公司

双腔振动破碎机是实现超细微粉碎的理想设备，本文介绍了振动破碎机的工作原理，并对其主要结构进行介绍，对关键技术的应用进行分析介绍，同时对振动破碎机的样机进行分析，找到其存在的问题，并且针对问题提出相应的改进措施，以提高振动破碎机的应用效率，拓宽应用领域。

振动破碎机；设计分析；改进措施

当前，破碎机被广泛应用于煤炭粉碎、冶金、公路、铁路、化工等领域。尤其是在电厂燃料破碎的生产领域。在实际生产中，常采用破碎机和球磨机相结合的粉碎作业，而球磨机磨粉时的能量利用率仅为2%～3%，破碎机达到10%，可见在整个作业流程中，破碎作业的效能要远高于磨粉作业，因此可采用“多破少磨”的新工艺，以提高产量同时减少能量损耗，而实现这一目标的关键在于研制出一种高性能的超细微振动破碎机。

1 振动破碎机的结构与工作原理

振动破碎机结构图

振动破碎机的结构包括机体、动颚、定颚、电机、主轴、主振和减振弹簧。它与传统的颚式破碎机的结构组成的最大不同之处在于传统颚式破碎机只有一对动颚和定颚，这样一来，设备在运行过程中就会具有空形程，但是振动破碎机有两对动颚和定颚，两个腔相继作业，从而避免形成空形程，有效提升了工作效率。振动破碎机的动力来源于内部的电机，电机与主轴通过联轴器相连，保证动力通过联轴器传递给主轴，主轴装有动颚和偏心块，主轴的转动带动偏心块产生激振力，同时带动动颚运行。其中，偏心量是可以根据实际情况下对偏心力的要求而调整的。

2 振动破碎试验

2.1 振动破碎机相关参数

振动破碎设备的总质量为450kg左右，固有频率达到900r/min，振动破碎机工作时内部电机的转速可达980r/min（该转速为最大转速，可设置转速），通过调节偏心块可调节激振力的大小，在使用隔振弹簧的情况下，当激振力为100%时，该振动破碎机的振幅是9mm。

2.2 实验材料准备

用于振动破碎试验的实验材料是煤炭，平均直径为30mm，堆密度是1.05～1.5g/cm3。

2.3 振动破碎机工作方式

振动试验过程中敞开出料口，振动机破碎机腔中物料平衡，即振动破碎机连续进料、连续出料。间隔一定的时间会进行收样采集。

2.4 振动破碎结果

本次试验中，破碎物料为平均直径为30mm的煤炭，破碎机设置偏心量是30%，保持设备的排料口敞开，尺寸是15mm，破碎机连续出料。结果发现虽然振动破碎机的生产效率低于传统圆锥破碎机，只是后者生产效率的50%，但是振动破碎机的单位功耗和驱动功率却比传统破碎机要低得多，分别是后者的43%和22%，更加节能。

3 振动样机试验过程中存在的问题以及改善方法

3.1 存在两腔产品粒度以及产量不平衡现象

从振动破碎机的结构来看，它的左右两侧结构沿中心直面对称，两腔的产品应完全一样，但是试验表明，左右两腔的产品粒度和产量存在不一致现象。通过分析发现，会出现这样的结果与设备的受力密切相关。偏心块位于主轴上，随其运动，同时工作腔中的2个颚板一起运动。但是由于振动粉碎机中有减振弹簧，使得两个颚板的运动存在偏差，与主轴相连的颚板（即主动颚）位移量要大于另一颚板（即次动颚）。若主轴保持一定方向的运动，两个腔室内主动颚对粉碎物料的作用力也并不相同。若主轴沿逆时针方向运动，左右腔室内的主动颚对物料的作用力的方向是不同的。右腔内主动颚阻碍了物料的向下运动，这样一来影响了粉碎效率，同时也很容易出现过度粉碎现象。与此同时，左腔主动颚对物料有向下的作用力，这样保证物料能够下滑。产生的结果就是左腔的产能要大于右腔。

针对性改进措施：可将原本对称的工作腔改进成为非对称的；更改弹簧的悬挂位置，使得两腔内产率一致。

3.2 产品效率

振动粉碎样机与破磨工艺设备相比较，粉碎效率得到了有效的提升，振动粉碎机的产率虽然只是传动圆锥破碎机的50%，但是它的能耗要远低于传统粉碎机。当然，受总体尺寸的影响，振动粉碎机的产率还有待提升。在应用于工业生产时，为提高破碎机生产率，可按比例调节电机功率以及工作腔的尺寸，以满足工业化生产应用。

3.3 安全问题

在应用样机进行试验过程中，发现振动破碎机运行时的振动较大，很容易出现里面的物料四处飞溅的现象，这也为振动过程埋下了一定的安全隐患。所以，对振动破破碎机内的减振弹簧各个参数设计还需加强优化，从而将破碎机的振动降到最低幅度。另外，可在设备外层添加外壳，将其封闭起来，进一步减少安全隐患。

4 小结

本文介绍了振动破碎机的结构与工作原理，并且通过振动破碎试验对振动破碎机提出了相关的改进建议。通过样机的破碎实验发现双腔振动破碎机的破碎技术已趋向成熟，在水泥厂等已能够成功应用，对物料的破碎能力大大提升，保证生产效率的同时，大大节省了能耗，提高了经济效益。振动破碎机的发展潜力巨大，具有良好的应用前景。

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梁伟，男，1986年出生，山西省大同市人，本科，助理工程师，研究方向：碎煤机机械设计研究或改进。