卧式冲击超细粉碎机的应用研究

张健 梁翔 谢鹏程 荣志晨

【摘 要】文章针对现有卧式冲击超细粉碎机没有分级轮、传动轴上两个转子固定安装造成物料粒径不可调节和及时排出渣料等问题，通过自主研发，改变沿传动轴前、后向设置的进料单元、冲击碎料单元及出料单元的设计结构，增设了分级轮并对应设置排渣器，使本设备达到可控制物料的粉化粒径大小和生产效率并及时排出渣料的效果。

【关键词】超细粉碎机;进料单元;出料单元;冲击碎料单元

【中图分类号】TD453 【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2021）07-0063-03

0 背景

冲击超细粉碎机（磨粉机的一种类型）分转子冲击型和气流喷射冲击型两大类，转子冲击型冲击磨根据转子的布置方式不同，又分为立式冲击粉碎机和卧式冲击粉碎机[1]。冲击粉碎机的工作原理是通过高速旋转的转子带动物料高速运动[2]，在运动过程中，物料与物料、物料与冲击锤、物料与衬板[3]之间发生碰撞或剪切，物料被粉碎，因此冲击粉碎机广泛应用于矿石、煤炭、化工、建材、水泥、灰钙粉、环保等领域。立式冲击粉碎机结构复杂，制造成本高，而卧式冲击粉碎机结构相对简单[4]，安装与维护方便。

1 現有卧式冲击超细粉碎机缺陷

（1）前、后两个转子安装固定，冲击锤与衬板之间的间距不可调节，物料粉碎粒径不能按生产需要进行改变，机器使用一段时间后，冲击锤和衬板出现磨损、间距变大，物料粉碎粒径也会随之变大。

（2）没有分级轮，不能按要求将渣料顺畅排出。

（3）耐磨衬板使用寿命有限，经常需要更换;耐磨衬板通常采用高锰钢铸造，加工困难，尺寸精度和形位公差很难保证，需要打磨配装，配件更换时麻烦，费时费力。

（4）衬板采用通孔安装，易造成固定紧固螺栓的磨损。

2 改进方案

为克服现有技术的不足，本研究提出了一种卧式冲击超细粉碎机，包括沿传动轴前、后向设置的进料单元、冲击碎料单元和出料单元。本卧式冲击超细粉碎机，其技术方案包括沿传动轴前、后向设置的进料单元、冲击碎料单元及出料单元，不同之处如下：①进料单元包括套设于传动轴上的进料斗。②出料单元包括套设于传动轴上的出风罩筒及套设于出风罩筒内固装于传动轴上的风叶轮。③冲击碎料单元包括套设于传动轴上的冲击罩筒套设及冲击罩筒内于传动轴上前、后向设置的冲击锤转子、分级轮和前端大而后端小的锥形粉化锤转子，冲击锤转子和分级轮固装于传动轴上，锥形粉化锤转子可轴向调节的安装于传动轴上，与冲击锤转子对应，在冲击罩筒上安装有冲击衬板，与锥形粉化锤转子对应，在冲击罩筒上设有同锥度的锥形粉化衬板。④与分级轮对应于冲击罩筒的筒体底部开设有与排渣器连接的出渣口。⑤冲击罩筒的前、后端分别连通进料斗和出风罩筒;为便于排料，将与分级轮对应的冲击罩筒的筒体设计为凹形;为便于安装，与锥形粉化衬板对应的冲击罩筒的筒体设计为同锥度的锥形;按常规，进料斗的前、后轴部分别通过前、后轴承机构就位安装;传动轴高速旋转的驱动为电机带动的皮带轮传动机构，皮带轮传动机构的从动皮带轮安装于传动轴的前轴端;传动轴的后轴端安装有平衡轮;各衬板均为精密铸钢件，其工作面堆焊耐磨材料或钎焊硬质合金;与各衬板对应的冲击罩筒的筒体上圆周均布开设有螺栓孔，各螺栓孔中穿设有紧固螺栓，各紧固螺栓旋合于对应衬板上开设的螺纹盲孔中。卧式冲击超细粉碎机结构示意图如图1所示。

3 具体实施方案

下面结合图1至图3对本实用新型技术方案做进一步说明。

该新型卧式冲击超细粉碎机包括沿水平传动轴1前、后向设置的进料单元、冲击碎料单元及出料单元。

传动轴1的前、后轴部通过前、后轴承机构12（轴承与轴承座的组合）安装于底座15的前、后支撑架上，传动轴1的驱动为电机带动的皮带轮传动机构，皮带轮传动机构的主动皮带轮安装于电机（安装于底座15上）的输出轴上，皮带轮传动机构的从动皮带轮13安装于传动轴1的前轴端，传动轴1的后轴端安装有封闭在防护罩17内的平衡轮16（如图1所示）。

前、后轴承机构12之间的传动轴1上按前、中、后位置分别设有进料单元、冲击碎料单元及出料单元。进料单元包括套设于传动轴1上的进料斗2，进料斗2的底部安装于底座15的对应位置上（如图1所示）。

出料单元包括套设于传动轴1上的出风罩筒3，于出风罩筒3内设有固装于传动轴1上的风叶轮4，出风罩筒3的出风口开设于筒体顶部的一侧（如图1、图3所示）。

冲击碎料单元包括套装于传动轴1上的冲击罩筒5，冲击罩筒5的前、后端分别连通进料斗2的后端口和出风罩筒3的前端口，冲击罩筒5包括前、中、后部的柱形筒体、“V”形（凹形的一种）筒体和前端大而后端小的锥形筒体，对应于前部柱形筒体于传动轴1上固装有冲击锤转子6，对应于中部“V”形筒体于传动轴1上固装有分级轮7，对应于后部锥形筒体于传动轴1上以可轴向调节的方式安装有锤体与锥形筒体同锥度的锥形粉化锤转子8（如图1所示）。

与冲击锤转子6的锤体对应，在柱形筒体的前端面和顶部圆周上分别设有前侧冲击衬板9（4块扇形板构成的环形板）和顶部冲击衬板9（4段圆弧形板构成的柱形管），于“V”形筒体的底部开设有排渣口连通排渣器11。

与锥形粉化锤转子8的锥形锤体对应，在锥形筒体的内圆周面上设置锥形粉化衬板10（4段锥形圆弧板构成的锥形管），锥形粉化锤转子8的轴向移动距离处于锥形粉化衬板10的轴向长度范围内，锥形粉化锤转子8与锥形粉化衬板10间的间距可根据生产物料粒径大小的要求进行调节，实现超细粉碎或高效生产的要求（如图1所示）。

为提高装配面的配合精度，各衬板为精密铸钢件，各衬板的工作面（朝向锤体面）堆焊耐磨材料或钎焊硬质合金，以顶部冲击衬板9的安装为例，于冲击罩筒5的柱形筒体上圆周均布开设有螺栓孔，各螺栓孔中穿設有紧固螺栓14，各紧固螺栓14旋合于冲击衬板9上开设的螺纹盲孔中，各紧固螺栓14不拧穿冲击衬板9的工作面，可有效保护各紧固螺栓14不受撞击而损坏（如图2所示）。

4 该卧式冲击超细粉碎机的运行方式

（1）电机通过皮带轮传动机构带动传动轴1高速旋转，在风叶轮4的作用下形成自进料斗2至冲击罩筒5、自冲击罩筒5至出风罩筒3的负压风向。

（2）物料通过进料斗2落入冲击罩筒5的前部柱形筒体内，物料在冲击锤转子6的撞击下被粉碎，与此同时，在冲击锤转子6的旋转带动下，物料与物料、物料与冲击衬板9发生撞击或剪切而进一步被粉碎。

（3）经过冲击锤转子6粉碎的物料在风力作用下经过“V”形筒体进入锥形筒体内，渣粒或较大而难以破碎的物料在分级轮7的离心力作用下被甩向“V”形筒体四周并集中落入“V”形筒体底部的排碴口，经排渣器8排出收集。

（4）在锥形筒体内，物料在锥形粉化锤转子8的撞击下被进一步粉碎，锥形粉化锤转子8与锥形粉化衬板10的板间距δ决定了最终物料粉化粒径的尺寸大小和生产效率[5]，δ越小，粉化粒径越小，但生产效率降低，反之亦然。

（5）符合粒径尺寸要求的粉体物料经出风罩筒3的出风口排出收集。实用新型冲击超细粉碎机实物图如图4所示。

5 结语

该研究卧式冲击超细粉碎机与传统卧式冲击超细粉碎机不同之处如下。

（1）该卧式冲击超细粉碎机结构中，增设了分级轮并对应设置排渣器，可将渣料及时排出。

（2）将锥形粉化锤转子设计为锥形结构，与安装在出风罩筒内的圆锥衬板相匹配，轴向移动锥形粉化锤转子可调节两锥面间的间距，用以控制物料的粉化粒径大小和生产效率。

（3）将各衬板采用精密铸钢件，在工作面上堆焊耐磨材料或钎焊硬质合金，紧固螺栓连接采用螺纹盲孔结构，保护紧固螺栓在工作中不被磨损。

本研究卧式冲击超细粉碎机已应用在氢氧化钙设备上，销往新疆云中天钙业有限公司、河南内乡县振兴建材有限公司、贵州新成鑫钙业有限公司等客户，累计收入72.8万元。本卧式冲击超细粉碎机功能及实用效果得到客户一致好评，并已获得实用新型专利《卧式冲击超细粉碎机》，专利号为ZL202020378301.9。

参 考 文 献

[1]张兴舜，赵光升，杨瑞朋，等.浅谈颚式破碎机组合式机架的改进[J].机电产品开发与创新，2017（6）：99-100.

[2]王亚磊.双动颚式破碎机的运动学和动力学研究与优化[D].焦作：河南理工大学，2018.

[3]何铁牛，马润元，高健.颚式破碎机衬板研究与应用[J].中国矿山工程，2017（1）：43-46.

[4]陈立春，薛俊芳，张秀芬，等.颚式破碎机动鄂结构轻量化优化[J].煤炭工程，2018（8）：164-167.

[5]赵银旭，张文进.提高破碎机碎矿效能的分析与应用[J].冶金与材料，2018（1）：53-54.