新型机制砂破碎机-PDGS-Y型液压多辊式破碎机的研制

喻平，郭涛

（徐州市诚信破碎机械厂,江苏 徐州 221113）

0 引言

近年来，随着砂石行业的兴起，对设备性能有了更高的要求，传统的双辊式破碎机已很难满足需要。目前市场上双辊式破碎机机制砂应用中存在的主要问题是：设计陈旧、单机破碎比小、粒度不可控、效率低、粉尘控制不理想及高能耗等问题。针对这些疑难问题，重新设计破碎机结构，开发了PDGS-Y型液压多辊式破碎机，解决了辊式破碎机在机制砂工况中存在的问题，使机制砂破碎设备有了质的提升。

1 双辊破碎机使用中的问题

1.1 传统双辊式破碎机简介

传统双辊式破碎机物料破碎过程如图1所示。

图1 传统双辊破碎机破碎示意

传统双辊破碎机的工作设备是由一对相互平行、水平安装的圆柱形辊子组成。当这对辊子作相向旋转时加入物料，在两个辊子表面摩擦力和自身重力的作用下，物料被卷进两转辊之间相互挤压，当综合作用力大于物料晶格之间的聚合力时，物料散裂成小块而达到破碎目的，粉碎后的物料被转动的辊子推出，向下卸落。

1.2 使用问题

1.2.1 破碎比过小

在机制砂工况下为了保证机制砂的级配，双辊破碎机的破碎出料粒度保证在4.5 mm以下，此时，受到双辊破碎机的双辊咬合物料的尺寸限制，破碎物料入料粒度不能大于25 mm，否则出料的粒型会变差。破碎过硬物料时，入料尺寸要求更小。但双辊破碎机的破碎比（入料尺寸除以出料尺寸）不能超过6，因此限制了双辊破碎机的使用条件，严重影响了机制砂生产线的生产效率。

1.2.2 出料粒型难以保证

双辊破碎机是等径等速的两个破碎辊相对运行的辊压破碎，破碎出料粒型受原料影响，大部分石料进行一次辊压后出现大料片状出料，特别在机制砂工况中，破碎出料中出现的片状出料严重影响机制砂成品质量。

2 新型机制砂破碎机方案

2.1 结构

PDGS-Y型液压多辊式破碎机结构简图见图2。

图2 PDGS-Y型液压多辊式破碎机结构

机架上通过固定轴承座固定支撑固定辊，机架的外侧设有上压板和下压板，上压板和下压板均斜向固定连接滑道，且所有滑道均由远离固定辊的一端朝靠近固定辊的一端斜向下设置，与上压板连接的滑道内设有上部活动轴承座，上部活动轴承座支撑有上部活动辊，与下压板连接的滑道内设置下部活动轴承座，下部活动轴承座支撑下部活动辊；上部活动轴承座与上部双向油缸连接，上部双向油缸远离上部活动轴承座的一端与固定在机架上的上部油缸座固定连接，下部活动轴承座与下部双向油缸连接，下部双向油缸远离下部活动轴承座的一端与固定在机架上的下部油缸座固定连接，上部活动辊位于固定辊的斜上方，下部活动辊与上部活动辊位于固定辊的同一侧。机架上还设有活动反击总成，活动反击总成的齿条与上部活动辊相配合，活动反击总成与上部活动辊的上方机架设置投料口，活动反击总成与上部活动辊间的破碎间隙大于固定辊与上部活动辊间的破碎间隙，固定辊与上部活动辊间的破碎间隙大于固定辊与下部活动辊间的破碎间隙，固定辊、上部活动辊和下部活动辊均与相对应的驱动装置传动连接。

2.2 工作原理

PDGS-Y型液压多辊式破碎机的工作原理是由上部活动辊与活动反击总成组成第一级破碎，上部活动辊与主机主辊组成第二级破碎，第三级破碎由下部活动辊与主机大主辊构成。加入入料口内的大块物料随着活动反击总成的偏心圆周运转带入上部活动辊与活动反击总成组成的破碎腔破碎，破碎后再由上部齿辊拨动进入第二级破碎腔，随着破碎腔的逐渐收缩，对大块物料进行冲击破碎和挤压破碎，小块物料则直接落入第三级破碎区。在齿辊表面摩擦力和自身重力的作用下，物料被卷进下部活动辊与主机主辊之间，受到来自下部活动辊与主机主辊的相互挤压冲击、剪切劈裂和搓揉，当综合作用力大于物料晶格之间的聚合力时，物料散裂成小块而达到破碎目的，粉碎后的物料被转动的破碎辊带动，向下卸落。由此可见，该设备具有连续工作、均匀出料、强制卸料、不易堵塞的优良性能和较强的物料适应性。

2.3 性能特点

2.3.1 破碎比更大

PDGS-Y型液压多辊式破碎机具有通畅的三级破碎结构，在机制砂使用工况中，保证出料成品在4.75 mm以下时，软原料的入料粒度可达200 mm，超硬物料的入料粒度可达150 mm。单机破碎比达到30，可满足所有机制砂使用工况，简化了破碎工艺，提高了破碎生产线的破碎效率。

2.3.2 粒型更饱满

PDGS-Y型液压多辊式破碎机的三级破碎对物料进行多次挤压和揉搓，三个破碎辊的直径及转速不同，破碎辊旋转形成破碎时，更大的搓揉力可有效地对片状物料进行整形破碎。

2.3.3 低耗节能

液压多辊式破碎机的结构形式充分利用了破碎主辊的破碎惯性力，节能的同时提高了破碎机的破碎能力，同工况下比常规产品节约用电量30%以上。

2.3.4 节省占地和基建成本

常规破碎生产线动辄十余台破碎主机，输送筛分设备数十台，PDGS-Y型液压多辊式破碎机具有高破碎比、低能耗性能，极大简化了破碎生产工艺线，常规仅需加一台粗破及几条输送带即可，极大节省了客户的基建投入。

2.3.5 耐磨件使用更持久

可根据客户实际工况匹配耐磨方案，再加上PDGS-Y型液压多辊式破碎机为低速运行设备，耐磨材料使用寿命是常规破碎机三倍以上。

2.4 适用工况

PDGS-Y型液压多辊式破碎机已成功应用于建筑垃圾处理、铁矿石破碎、钢渣处理、制石、机制砂、玻璃粉碎、陶瓷原料破碎等各种行业。

2.5 技术参数

液压多辊式破碎机规格型号及技术参数见表1。

表1 PDGS-Y系列液压多辊式破碎机规格型号及技术参数

2.6 应用

针对传统双辊破碎机和PDGS-Y型液压多辊式破碎机进行了大量测试。以1500型为例，测试结果如表2所示。

表2 双辊破碎机和PDGS-Y型液压多辊式破碎机现场使用对比

由表2可知，PDGS-Y型液压多辊式破碎机的各项使用数据优于双辊式破碎机。

3 结语

通过实践验证，PDGS-Y型液压多辊式破碎机的设备性能优于双辊式破碎机，单机破碎比更大、出料粒型更饱满、产量更高、能耗更低、机制砂成品（≤4.5 mm）率在95%以上，高于专业制砂机，是未来机制砂破碎产业发展趋势。