悬臂式双链破碎机技术改进

吴学荣,倪建成

(江苏省分离机械工程技术研究中心 江苏 泰州 225721)

双链破碎机是磷化工企业造粒工段经常使用的一种破碎设备,它采用双转子结构设计,轴上的悬挂链条错开排列。工作时左右两个转子作高速相向回转运动,对颗粒块状物料进行冲击、挤搓,从而实现粉碎作业。它克服了国内许多磷复肥生产厂使用的立式链式破碎机和其他破碎机在生产操作中物料黏结于机壳内壁,致使生产无法进行的缺点[1]。双轴破碎腔内风压加大后干扰进出料,并加重扬尘[2]。

云南某企业的MCP(饲料级磷酸二氢钙)生产线从国外引进了多台悬臂式双链破碎机。使用一段时间后,发现破碎机普遍存在滚筒摆振、主轴填料函漏料、链条与内衬胶板磨损严重等现象。频繁检修作业造成破碎机开车率降低。二期系统设备选型时,厂家明确要求对双链破碎机结构进行技术改进。为此,设备厂家进行了专门的技术攻关与改进设计。

1 现状分析

国外进口的双链破碎机采用悬臂式结构(见图1),其主要特征是左右环链滚筒均设计在两轴承座的一侧并悬伸到壳体内部。

图1 悬臂式双链破碎机外形示意注:1—带传动组件;2—带传动护罩组件;3—轴承座;4—电动机;5—主轴护罩组件6—减振安装座;7—破碎滚筒主轴组件;8—箱体基座组件。

(1)滚筒易出现摆振现象。悬臂式双破碎机两主轴均采用悬臂式结构设计,传动系统的平衡性及稳定性欠佳,在相同负荷条件下,悬臂结构比跨中式结构主轴更易产生机械疲劳。同时,由于各排链条末端的工作阻力不尽相同,链条高速撞击物料时会带动滚筒及主轴产生摆振现象,设备运转时易产生共振,噪音也会有所增加。

(2)内侧轴承及主轴填料函磨损严重。由于主轴存在摆振现象,内侧轴承及主轴填料函易出现偏心磨损的现象,导致轴承检修频次明显增加,大量物料从填料函的缝隙处溢出,这严重影响破碎机开车率及周边的操作环境(见图2)。

图2 主轴填料函漏料严重

(3)链条及内衬胶板磨损严重。物料中含有的Cl-和S2-易与环链发生化学反应,而造成环链腐蚀或表面粗糙,从而使物料与环链黏结,长时间后环链由挠性体变为棒槌状,降低击打效率。同时由于普通内衬胶板的耐磨性不佳,在颗粒反复撞击下,内衬胶板易发生磨损及局部脱落现象(见图3)。物料与壳体间会发生严重黏结现象,情况严重时,每班至少需要停机清理2～3次,破碎机的开车率大大降低。此外,进口破碎机活动门板部位均采用整体硫化工艺,内衬胶板不能单独地进行拆装,检修周期较长且费用高。

图3 内衬胶板磨损严重

2 改进措施

改进后的跨中式双链破碎机结构形式见图4,其主要特征是环链滚筒设计在两轴承座的中间部位。

图4 跨中式双链破碎机外形注:1—基座;2—电动机;3—带传动组件;4—左带传动护罩组件;5—右带传动护罩组件;6—轴承座;7—箱体组件;8—左破碎滚筒主轴组件;9—右破碎滚筒主轴组件;10—减震垫。

(1)提高破碎机运转平稳性。跨中式双链破碎机滚筒位于左右轴承座的中间部位,同时尽可能缩短了两轴承座间的跨度。滚筒采用厚壁精密无缝钢管制作,主轴抗弯和抗扭强度进一步增加。在严格控制单个链条质量的同时还对滚筒进行高精度动平衡调校,这将大大减少滚筒高速运转时对左右轴承、密封装置带来的机械冲击。

(2)提高链条与内衬胶板使用寿命及检修便捷。环链采用双相不锈钢材料制作,更能耐Cl-、S2-、F-的腐蚀。链条表面喷涂硬质合金并经抛光处理,使用寿命较改进前延长2.5倍以上。内衬橡胶采用多层改性胶板复合硫化而成,胶板硬度从内到外依次递增。表层橡胶层中加入大量耐磨矿物填料、润滑剂及防黏剂等,底层弹性胶层能起到较好的缓冲作用,同时对局部极易磨损的部位做了加厚处理。此外,内衬板与活动门之间均使用螺栓联接,检修时更加便捷、费用低。

(3)改善粉尘防护效果。主轴与壳体间采用组装式螺旋密封结构设计,耐磨环由两个半圆环拼装而成,其外壁加工有类似迷宫密封的螺纹。耐磨环采用自润滑高分子材料制作,无需增加额外冷却与润滑装置,耐磨环松套在壳体耐磨套的内部起到密封的作用,独特的螺旋密封结构设计使主轴与壳体间发生漏料的风险大大降低。此外,在主轴接近壳体内壁的两端各装有一只挡料风扇,主轴旋转时能同步带动挡料风扇作高速旋转运动,在螺旋密封装置的内部会产生自外向内的气流及微负压,进一步阻碍了粉尘的外逸现象,其防护效果较为突出。

3 应用实践

应用实践表明,跨中式双链破碎机较悬臂式双链破碎机运转更平稳、综合使用性能更优。经对比测试,改进后的滚筒摆振量仅为改进前的1/10,环链平均使用寿命延长2.5倍以上,内衬胶板平均磨耗值降低32%,主轴与壳体配合处未见有明显粉尘外逸与堆积现象,设备年开车率提高约20%,年综合检修费用降低30%以上。

4 结语

综上所述,改进后的跨中式双链破碎机在运转平稳性、粉尘防护、使用寿命、检修便捷性及综合费用等方面更具优势。此次技改进一步提高了破碎机的工作效率,减轻了操作工人劳动强度,改善了操作环境,降低了综合检修费用。该用户的实践经验可为其他磷化工企业选用同类型双链破碎机提供借鉴。