半移动式双齿辊破碎站的结构设计

半移动式双齿辊破碎站的结构设计

齐进

广西美斯达工程机械设备有限公司 广西南宁 530000

摘要：在露天采矿中，半移动式双齿辊破碎站具有设备可移动性、运输成本少、工作效率高的特点，在煤矿开采中应用较为广泛。基于此，本文主要以破碎站概述切入，分析破碎站结构与原理，并以此为基础，实行半移动式双齿辊破碎站结构设计，有效提高破碎站工作效率，且具有节能环保功效，以期为相关工作者提供参考。

关键词：半移动；双齿辊破碎站；结构设计

前言：

半连续开采工艺是在间断开采与连续开采这两种工艺基础上所发展而来，其兼具间断工艺与连续工艺的优点，在露天采矿中属于新型开采工艺。经过多年生产实践可知，在我国露天煤矿中半连续开采具有广阔使用前景，其破碎站主要有双齿辊与喂给式。而双齿辊应用较为广泛，可将大块物料破碎处理成符合带式输送机运输的块度，为加强其工作效率，则需根据情况对设备进行优化设计。

一、破碎站概述

某露天矿山选煤厂应用半移动式破碎站，处理量是2500t/h。在原煤开采运输中，采用较为先进的双齿辊破碎站工艺，原煤由220t自卸汽车从采场运送到破碎站，经过双齿辊破碎机将其破碎后，利用胶带机将其送到选煤厂，以便实行后续选煤工序。

1.结构

此破碎站系统是由料仓钢构、入料斗、受料仓、轮齿式双齿辊破碎机、给料斗、皮带走廊、带式输送机与理性分料器、电气控制系统、司机室、平台钢构等构成（见图1）。

图1 破碎站

破碎站中受料仓可用于储料，是由分片焊接钢板构成，在内侧设置了可拆卸耐磨衬板，依据结构形式将其分为浅料仓与深料仓结构，浅料仓主要用于小、中性破碎站，深料仓则应用与中、大型破碎站。破碎站给料机则可将其中物料运输到破碎机内，破碎站采用板式给料机，即可倾斜安装，也可水平安装^[1]。而半移动式双齿辊破碎站工作流程是通过汽车为破碎站喂料，卸载物料至半移动破碎站受料仓内，下方给料机泽科将物料送到双齿辊破碎机中破碎，被破碎物料排除破碎机，物料下落大带式运输机上运输走。

2.原理

双齿辊破碎机工作部件分为平行安装的两个齿辊，每个齿辊沿着轴向布置相应数量齿环，吃患上分布破碎齿，在齿辊轴向中是以螺旋形式布置此破碎齿。齿辊在旋转运动后碰到大块物料，首先将其冲击剪切，之后挤压破碎。以螺旋形式布置破碎齿迫使物料翻转，可对物料实现持续破碎，物料被粗碎后其包容体积不断变下，强行破碎后物料会从齿隙间漏下。破碎齿在旋转中可形成格筛，派出合格粒度的物料，所以破碎后物料力度均匀，不会有大粒度产生^[2]。另外，在其中很快排斥给料合格粒度的物料，不会受到破碎作用，有效将破碎效率提高，解决过粉碎率问题。

图2 破碎机工作原理

二、半移动式双齿辊破碎站结构设计

1.平台设计

平台模块中包含破碎机、平台钢结构框架、出料溜槽与入料溜槽等部分。平台钢结构上防治破碎机，以拱形设计方法，有利于不布置地面胶带机与移动设备。双齿辊破碎机作为办移动破碎站核心设备，其配置、选型与破碎系统处理能力息息相关，其主要在压强不超过250MPa下使用，进行物料粗破碎，允许最大料粒度约为1600mm，生产力最大则是14000t/h。以急切齿形和规格为依据，破碎机出料粒度约为-200mm，结构十分紧凑，高度突出小，尺寸小。此次露天采矿中，依据物料粒度、处理能力、特性及结构尺寸等，使用MMD型破碎机。在料斗前侧、破碎机上方安装出料溜槽，以作为地面胶带机和破碎机的衔接结构，在出料溜槽后壁设计斜度，以确保破碎产品能够实现自然下落。而出料溜槽尺寸宽度，则匹配地面胶带机，避免发生堵料情况^[3]。在出料溜槽两侧则使用Y形防溢板和皮带密封，避免泄露。

2.支撑钢结构设计

支撑钢结构是主框架，需承载汽车卸料冲击与所有钢结构重量，负责将载荷传送到地面，底部支撑横梁可支撑钢结构，其高度尺寸需确保履带运输车能够顺利出入底部，且预留相应举升空间，以便移动设备^[4]。顶部支撑衡量则可对料斗加以支撑，避免装料过程中胀开料斗。在支撑钢结构后、左、右这三边则由三角支撑封闭，并确保其刚度满足要求，保证沿着物料运行方向做到敞口，以保证料斗侧板能够将物料运送到破碎机。

3.板式给料设计

板式给料则安装到缓冲受料斗下方，用以均匀、连续的为双齿辊破碎机供料。在其工作中，给料机需承担料仓压力，具有重载、低速的特点。其主要是由尾轮轴、头轮轴、机架、支撑辊、张紧装置、链条链板等组成，以钢板组焊机架，可承载其他装置。头轮尾轮轴包含轴承座、链轮、轴，通过进行栏板阻力、附加阻力、摩擦阻力、坡度阻力等运动件，即可获得链条所需牵引力，进而将驱动功率计算出来，与链条自重、牵引力、附加动拉力、初张力等相结合，以计算链条拉力，选择合适链条。此次通过对给料机效率驱动功率及整体尺寸等方面考量，设计给料机倾斜角为15°，“四轮一带”则应用整套的CATD7成品，给料机链条张紧利用油缸伸缩完成。

4.料斗存放设计

料斗是存放物料的容器，其容积应当超过移动供料设备的1.5倍已辞工嘹亮，由于受料斗形状为喇叭状开口，需要保证下部开口与给料机链板宽度相匹配。受料斗后壁与侧壁倾角超过50°，以确保毛煤能够顺利流动，避免物料之间发生黏结情况。并且，料斗设计应当满足卸料冲击荷载与物料静荷载的强度需求，在所有接触物料的料斗内部部分安装耐磨衬板，以法兰连接各个料斗片间，有利于运输。

5.末煤溜槽设计

末煤溜槽主要是用于承接给料机连板缝隙每块，将其引导流向地面胶带，此部件上接给料机机架，下接地面胶带机，为确保毛煤流动性，设计溜槽四壁倾角超过50°，两侧则应用Y型皮带与防溢板密封，避免泄露。

6.控制搭台设计

控制塔台独立于给料机与破碎机，将破碎机与料斗工作所造成的震动影响消除，此部分包含控制塔台的主体钢结构、司机室、低压室、高压室与走台栏杆等。塔台二层平台钢结构尺寸高度要确保履带运输机能够顺利出入底部，且预留相应举升空间，以便移动设备。高压室与低压室则将其放置在二三平台上，在顶部凭他位置放置司机室，以保证驾驶人员能够及时观察破碎机运行与受料斗物料情况，避免由于投入过多物料对于其破碎能力造成影响，发生堵塞现象。司机室中还有控制该料及与破碎机的操作台，有助于在岗位工作不佳下，及时采取对策。

7.运行效果

在露天煤矿采集中，其年平均温度是1.7℃，最高温度是38.3℃，基岩中有38.7%的褐煤煤层，含水量在0.32-65.54%范围内，平均抗压强度是6.03MPa。破碎机经过结构设计后应用到现场，此系统具有较强处理能力，出料粒度均匀稳定，能耗低，过粉碎率低，且节能环保，系统噪声小、振动小，运动更加可靠安全。

总结：总之，为了能够更好的发挥半移动式双齿辊破碎站效果，本文主要结合破碎站工作原理，通过平台设计、支撑钢结构设计、板式给料设计、料斗存放设计、末煤溜槽设计、控制搭台设计及控制搭台设计的方式，有效提高了破碎站工作效率，系统运行更加可靠安全，振动与噪声均较小，可满足开采要求。

参考文献：

[1]邹雨君,田慕琴,乔建强,马兵,宋建成,张文杰.基于时频图像的齿辊式破碎机中电机轴承故障特征提取方法[J].煤炭学报,2018,43(S2):623-633.

[2]于平,文小云.基于PLC的双齿辊破碎机监控系统的设计[J].矿山机械,2018,46(07):40-42.

[3]毕天轶,崔楠.双齿辊破碎机辊齿齿形和辊齿配置优化[J].中国新技术新产品,2018(12):60-61.

[4]姚红良,常锡振,纪鹏,王刚.双齿辊破碎机随机离散脉冲载荷特性[J].东北大学学报(自然科学版),2017,38(12):1740-1743.