基于雙軸伸縮回轉切割的大體積材料破碎機

周疆豪，應保勝，羅霄

武漢科技大學汽車與交通工程學院

基于雙軸伸縮回轉切割的大體積材料破碎機

周疆豪，應保勝，羅霄

武漢科技大學汽車與交通工程學院

此新型破碎機采用雙軸伸縮回轉切割的方式將大體積材料破碎，通過兩伸縮螺桿連接陣列有破碎刀的圓盤，圓盤上的破碎刀在兩伸縮螺桿的回轉與伸縮作用下，不斷地將大體積材料破碎，螺桿的回轉與伸縮兩種運動由于螺桿的結構特性在兩個電機的回轉運動下產生，使整個機器良好的運行，能夠高效的破碎材料。

雙軸伸縮回轉切割；大體積材料；破碎機

引言

隨著經濟快速發展，我國加速了城鎮化的腳步。城市的建設必然產生大量的廢料。大體積材料破碎設備在這一環節里有著極其重要的作用。因此高效、低能耗、低成本的破碎機值得研究。

1 研究背景

隨著基礎建設對粒料的要求不斷地提高，各種各樣的破碎機也都變得越來越局限。

反擊式和錘式破碎機的發展前景較好，可以將較大材料破碎成各種大小的細顆粒材料[1]。但錘柄部位由于不斷的承受交變的彎曲應力，錘頭頭部主要承受摩擦力和沖擊力，因此各部位對材質有很高要求，生產制造麻煩，成本高[2]。

立式沖擊式破碎機結構簡單、處理能力高、破碎比大、能耗少，目前在中等硬度脆性物料破碎中得到了廣泛的應用[3]。

輥式破碎機一般適用于破碎粒徑比較小且硬度比較小的材料，不適合于粒徑大且硬度高的材料[4]。

旋回式破碎機利用破碎錐在殼體內錐腔中的旋回運動，對物料破碎的大型破碎機械[5]。由于其主軸與破碎機椎體之間的裝配關系，因此其主軸容易斷裂[6]。

本文提出的一種新型破碎機可以在一定范圍內破碎大體積材料。

2 發明內容

此新型破碎機由進料口、支架、電機固定板、電機、破碎箱、傳送帶、伸縮螺桿、破碎刀陣列、卸料門組成。進料口設在破碎箱上方，用于放入大體積材料；破碎箱底部設有卸料門，卸料門用于將破碎后的材料卸入傳送帶；破碎箱內設有可以伸長或縮短的伸縮螺桿，伸縮螺桿一端與電機相連，另一端與破碎刀陣列相連，伸縮螺桿用于完成伸縮和回轉切割運動；電機固定在電機固定板上，電機固定板與支架相連；傳送帶設在破碎箱下方，傳送帶和破碎箱與支架固定相連。

3 研究的有益效果

此新型大體積材料破碎機可以將大體積的材料破碎成體積較小的材料，便于材料后續的運輸加工，以及回收利用。

4 本發明與現有破碎機的對比

4.1 與反擊式破碎機對比，其可以破碎體積和強度較大的廢料，但反擊式破碎機的錘頭和反擊板磨損較快[1]。本發明與其對比的優點是可以根據破碎強度調節和更換相應的破碎刀，降低破碎過程中對設備的損耗，增加使用壽命，降低維修成本。

4.2 與錘式破碎機對比，其錘頭和蓖條篩磨損快，檢修和找平衡時間長，并且破碎粘濕物料時，易堵塞蓖條篩縫。本發明與其對比的優點是針對硬物質的破碎可以換用對應的破碎刀，檢修時間短，維修方便，便于機器設備的維護和提供較長的使用壽命。

4.3 與立式沖擊式破碎機對比，其原合金錘頭質量差、使用壽命短，不僅限制了圓盤線速度的提高，增加了原合金錘頭的消耗量，而且因為需要經常更換易損件而降低設備的運轉作業率[3]。本發明與其對比的優點是可以破碎較大體積的物料，對設備的磨損程度較低，用于維修的費用較少。

4.4 與輥式破碎機對比，其要求破碎物硬度小，對于扁平、薄狀物料破碎效果不明顯，成本高。而本發明與其對比的優點是既可以粉碎硬度高的物料，也可以粉碎大體積物料，并且制造成本低，構造簡單。

5 運動與力的分析

使用此新型破碎機時，將需要破碎的材料從進料口倒入，同時啟動電機，此時破碎箱下方的傳送帶開始運轉，兩個電機的伸縮螺桿在電機的推動下都拉伸，并推著破碎刀陣列向破碎箱中部運動，擠壓破碎箱內的大體積材料，當破碎刀陣列運動到破碎箱中間部位時，電機的轉動方向會改變，此時電機會拉動螺桿，螺桿收縮帶動一端的破碎刀陣列向破碎箱兩邊運動，當破碎刀陣列達到破碎箱邊緣時，電機轉向又會改變，此時電機會推動螺桿，螺桿伸長并推動破碎刀陣列向破碎箱中間部位運動，又開始擠壓破碎箱內的材料，破碎刀陣列如此反復的運動，最終達到破碎目的。破碎完成后可以打開破碎箱下方的卸料門，卸出破碎后的材料。

圖2 破碎機內部結構

圖1 破碎機整體結構

6 結論與展望

現有的破碎機各式各樣，一般結構較復雜，且其部分構件易磨損，本設計采用雙軸伸縮回轉切割方式，比現有結構簡單，效率更高，破碎形狀規則。

此新型破碎機加工成本低，且易加工，加工精度要求也不高，適合做大型機器，適合破碎大體積的材料，應用前景可觀。

另外，此新型破碎機在破碎刀的制造上較為復雜，其破碎刀必須是硬度大的材料，其破碎效果和能夠破碎的材料取決于破碎刀的硬度和耐磨性，因此，此新型破碎機還有待改善。

[1]唐春梅.反擊式破碎機的發展[A].科技資訊,2008(23):33.

[2]郭瑩.反擊式破碎機組合型錘頭的研制[A].熱加工工藝, 2011年7月,40(13):56-58.

[3]銀金光，李碩，熊顯文.立式沖擊破碎機錘頭材料和質量研究[A].機械設計與制造,2009年8月(8):138-140.

[4]丁昌安.輥式破碎機的結構特點及應用[A].磚瓦,2006(10): 81-82.

[5]肖俊.旋回破碎機國內外現狀及發展趨勢[C].銅業工程,2010 (3):87-89.

[6]陳玲琳，朱紹峰.旋回破碎機主軸斷裂分析[B].金屬熱處理, 2006,31(6):87-88.

周疆豪（1996-），男，本科生。