河道漂浮物粉碎脱水挤压机的研制与应用

赵　黎，吴祥海

（1.山东水利职业学院，山东 日照 276826；2.曲阜恒威水工机械有限公司，山东 曲阜 273125）

河道漂浮物粉碎脱水挤压机的研制与应用

赵黎1，吴祥海2

（1.山东水利职业学院，山东 日照 276826；2.曲阜恒威水工机械有限公司，山东 曲阜 273125）

【摘要】介绍了自行开发和研制的具有国内先进水平的河道漂浮物粉碎机，主要用于河道漂浮物的粉碎，单机粉碎效果好，有利于污物的运输和后续处理。设备采用了独特的刀片结构和排列形式，整机运行平稳，粉碎效率高。

【关键词】河道漂浮物；粉碎脱水挤压机

近年来随着我国经济的发展和人民生活水平的提高，工业废弃物和生活垃圾也越来越多。当大量的河道漂浮物被回转式清污机清理出以后，堆放在露天环境里，形成二次污染。现在对清理出的污物不经处理，直接人工装运，把污物送到垃圾处理站进行处理。由于河道漂浮物品种多样，树枝、杂草、棍棒、塑料袋、旧衣物等等，不经压缩处理，非常蓬松，直接装车，占据的空间大，一车的装载量很少，耗费更多的人力、物力和财力。根据实际需要自行设计研发出河道漂浮物粉碎机，将河道清理出的污物粉碎后，污物体积大大减小，直接袋装运输，安全方便，大大降低了运输成本，同时对污物的后续处理提供了有利条件，深受用户喜爱。

1　设备简介

1.1结构组成

如图1所示，河道漂浮物粉碎机是由进料斗、电机、减速器、机架、主动轴、从动轴、刀片和出料螺旋机构等组成。

1.2设备的工作原理

皮带运输机传送污物入粉碎机料斗，通过控制进料板的开合度控制进入粉碎机的污物数量，污物进入粉碎机以后，粉碎机主、从动轴相对旋转，主、从动轴上的刀片互相嵌入，首先对其进行冲击剪切，接着进行挤压破碎，破碎后的污物从齿隙间漏下，进入螺旋挤压机，螺旋挤压机叶片是变距螺旋叶片，螺距逐渐变小，对进入的污物进行挤压脱水，挤出的液体从筛孔中流出，集中在接水斗内从管道内流出，浓缩后的污物从出料口送出。

图1河道漂浮物粉碎机结构示意图

2　主要技术参数计算

2.1粉碎机粉碎能力计算

粉碎机具有强制排除特征，其处理能力近似等于其通过能力，生产能力计算方法是：粉碎机的生产能力等于将滚齿看做物料时单位时间内通过两辊间的物料的总体积减去所有滚齿所占的体积。

式中：Q为粉碎机的粉碎能力，m3/h；K为物料的填充系数通常取（0.4-0.6）；V1为单位时间内通过两齿辊之间的物料的总体积，m3/h；V2为单位时间内通过两辊之间的所有滚齿的体积，m3/h。

图2V1计算简图

假定与辊齿接触的物料以辊齿在该点的线速度运动，以图2为数学模型可以解得：

式中：L为滚轴有效长度，m；a为滚轴中心距，m；D1为辊齿大径，D1=(2R-h)，m；R为滚轴半径，m；n为齿辊转速，rad/s；M为两齿辊上安装的总齿数；V0为单个齿的体积，m3。

2.2双齿辊功率计算

粉碎功耗学说，目前公认的有表面积学说，体积学说和裂缝学说。以较流行的裂缝学说为理论基础，经数学诱导，得出物料破碎所消耗的功W为：

式中：D0为给料质量80%所通过的标准筛孔尺寸的径粒，μm；d为产品质量80%所通过的标准筛孔尺寸的径粒，μm；W1为功指数，J/kg，可通过实验求得。

破碎机装机功率可通过下式计算：

式中：K为调整系数，中碎时K值取1。

计算所得主要技术参数如表1示。

表1主要技术参数表

3　主要结构

1）机架：由型钢及钢板焊接而成，起主要的支撑作用。

2）主动轴：是由六角钢加工而成，材料为30CrMo。主动轴上装有15片刀片，刀片上带有齿，由42CrMo材料制成，刀齿排列方式是成30°螺旋角，保证进料的稳定性。

3）从动轴：是由六角钢加工而成，材料为30CrMo。从动轴上装有14片刀片，刀片上带有齿，由42CrMo材料制成，刀片从右边第一个起，依次往左装配，刀齿排列方式是成30°螺旋角，保证进料的稳定性。螺旋轴两端轴承为调心滚子轴承，能弥补主轴受载后轴的变形过大造成工作不稳定，产生噪音和加速轴承的磨损。

主从动轴是该机的核心部件，刀片交错排列，互相嵌入，并保证相邻刀片之间的间隙。

4）控制部分：为了保证粉碎机的正常运行，必须对进料的数量进行控制。从皮带运输机运送的污物数量不定，忽多忽少，如果进入粉碎机的污物量过多，会对设备造成过载损害。所以在进料斗的下端设有控制机构，用来控制污物进入粉碎机的数量，控制部分是由进料板、连杆、重锤、链板、销轴等组成，是一种特殊的连杆机构，通过重锤的重力，调节进料板的开合度。控制进料数量。该装置无需液压、气动控制装置，节省了能源。

5）传动装置：是选用电机与减速器一体的结构，该结构紧凑，传动累积误差小，震动小，同时安装空间小，节省了占地面积。

4　工艺流程

河道漂浮物→回转式清污机→皮带运输机→粉碎机→皮带运输机→装车。

5结语

污物粉碎机研制成功以后，首先在曲阜恒威水工机械有限公司试车，运行情况良好，下一步要大力推广，解决污物运输难题，并对污物的后续处理提供有利条件，给企业带来了较好的经济效益。

（责任编辑迟明春）

【中图分类号】TV85

【文献标识码】B

【文章编号】1009-6159（2015）-10-0019-02

收稿日期：2015-03-12

作者简介：赵黎（1968—），男，工程师