臥式沖擊超細粉碎機的應用研究

張健 梁翔 謝鵬程 榮志晨

【摘 要】文章針對現有臥式沖擊超細粉碎機沒有分級輪、傳動軸上兩個轉子固定安裝造成物料粒徑不可調節和及時排出渣料等問題，通過自主研發，改變沿傳動軸前、后向設置的進料單元、沖擊碎料單元及出料單元的設計結構，增設了分級輪并對應設置排渣器，使本設備達到可控制物料的粉化粒徑大小和生產效率并及時排出渣料的效果。

【關鍵詞】超細粉碎機;進料單元;出料單元;沖擊碎料單元

【中圖分類號】TD453 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-0688（2021）07-0063-03

0 背景

沖擊超細粉碎機（磨粉機的一種類型）分轉子沖擊型和氣流噴射沖擊型兩大類，轉子沖擊型沖擊磨根據轉子的布置方式不同，又分為立式沖擊粉碎機和臥式沖擊粉碎機[1]。沖擊粉碎機的工作原理是通過高速旋轉的轉子帶動物料高速運動[2]，在運動過程中，物料與物料、物料與沖擊錘、物料與襯板[3]之間發生碰撞或剪切，物料被粉碎，因此沖擊粉碎機廣泛應用于礦石、煤炭、化工、建材、水泥、灰鈣粉、環保等領域。立式沖擊粉碎機結構復雜，制造成本高，而臥式沖擊粉碎機結構相對簡單[4]，安裝與維護方便。

1 現有臥式沖擊超細粉碎機缺陷

（1）前、后兩個轉子安裝固定，沖擊錘與襯板之間的間距不可調節，物料粉碎粒徑不能按生產需要進行改變，機器使用一段時間后，沖擊錘和襯板出現磨損、間距變大，物料粉碎粒徑也會隨之變大。

（2）沒有分級輪，不能按要求將渣料順暢排出。

（3）耐磨襯板使用壽命有限，經常需要更換;耐磨襯板通常采用高錳鋼鑄造，加工困難，尺寸精度和形位公差很難保證，需要打磨配裝，配件更換時麻煩，費時費力。

（4）襯板采用通孔安裝，易造成固定緊固螺栓的磨損。

2 改進方案

為克服現有技術的不足，本研究提出了一種臥式沖擊超細粉碎機，包括沿傳動軸前、后向設置的進料單元、沖擊碎料單元和出料單元。本臥式沖擊超細粉碎機，其技術方案包括沿傳動軸前、后向設置的進料單元、沖擊碎料單元及出料單元，不同之處如下：①進料單元包括套設于傳動軸上的進料斗。②出料單元包括套設于傳動軸上的出風罩筒及套設于出風罩筒內固裝于傳動軸上的風葉輪。③沖擊碎料單元包括套設于傳動軸上的沖擊罩筒套設及沖擊罩筒內于傳動軸上前、后向設置的沖擊錘轉子、分級輪和前端大而后端小的錐形粉化錘轉子，沖擊錘轉子和分級輪固裝于傳動軸上，錐形粉化錘轉子可軸向調節的安裝于傳動軸上，與沖擊錘轉子對應，在沖擊罩筒上安裝有沖擊襯板，與錐形粉化錘轉子對應，在沖擊罩筒上設有同錐度的錐形粉化襯板。④與分級輪對應于沖擊罩筒的筒體底部開設有與排渣器連接的出渣口。⑤沖擊罩筒的前、后端分別連通進料斗和出風罩筒;為便于排料，將與分級輪對應的沖擊罩筒的筒體設計為凹形;為便于安裝，與錐形粉化襯板對應的沖擊罩筒的筒體設計為同錐度的錐形;按常規，進料斗的前、后軸部分別通過前、后軸承機構就位安裝;傳動軸高速旋轉的驅動為電機帶動的皮帶輪傳動機構，皮帶輪傳動機構的從動皮帶輪安裝于傳動軸的前軸端;傳動軸的后軸端安裝有平衡輪;各襯板均為精密鑄鋼件，其工作面堆焊耐磨材料或釬焊硬質合金;與各襯板對應的沖擊罩筒的筒體上圓周均布開設有螺栓孔，各螺栓孔中穿設有緊固螺栓，各緊固螺栓旋合于對應襯板上開設的螺紋盲孔中。臥式沖擊超細粉碎機結構示意圖如圖1所示。

3 具體實施方案

下面結合圖1至圖3對本實用新型技術方案做進一步說明。

該新型臥式沖擊超細粉碎機包括沿水平傳動軸1前、后向設置的進料單元、沖擊碎料單元及出料單元。

傳動軸1的前、后軸部通過前、后軸承機構12（軸承與軸承座的組合）安裝于底座15的前、后支撐架上，傳動軸1的驅動為電機帶動的皮帶輪傳動機構，皮帶輪傳動機構的主動皮帶輪安裝于電機（安裝于底座15上）的輸出軸上，皮帶輪傳動機構的從動皮帶輪13安裝于傳動軸1的前軸端，傳動軸1的后軸端安裝有封閉在防護罩17內的平衡輪16（如圖1所示）。

前、后軸承機構12之間的傳動軸1上按前、中、后位置分別設有進料單元、沖擊碎料單元及出料單元。進料單元包括套設于傳動軸1上的進料斗2，進料斗2的底部安裝于底座15的對應位置上（如圖1所示）。

出料單元包括套設于傳動軸1上的出風罩筒3，于出風罩筒3內設有固裝于傳動軸1上的風葉輪4，出風罩筒3的出風口開設于筒體頂部的一側（如圖1、圖3所示）。

沖擊碎料單元包括套裝于傳動軸1上的沖擊罩筒5，沖擊罩筒5的前、后端分別連通進料斗2的后端口和出風罩筒3的前端口，沖擊罩筒5包括前、中、后部的柱形筒體、“V”形（凹形的一種）筒體和前端大而后端小的錐形筒體，對應于前部柱形筒體于傳動軸1上固裝有沖擊錘轉子6，對應于中部“V”形筒體于傳動軸1上固裝有分級輪7，對應于后部錐形筒體于傳動軸1上以可軸向調節的方式安裝有錘體與錐形筒體同錐度的錐形粉化錘轉子8（如圖1所示）。

與沖擊錘轉子6的錘體對應，在柱形筒體的前端面和頂部圓周上分別設有前側沖擊襯板9（4塊扇形板構成的環形板）和頂部沖擊襯板9（4段圓弧形板構成的柱形管），于“V”形筒體的底部開設有排渣口連通排渣器11。

與錐形粉化錘轉子8的錐形錘體對應，在錐形筒體的內圓周面上設置錐形粉化襯板10（4段錐形圓弧板構成的錐形管），錐形粉化錘轉子8的軸向移動距離處于錐形粉化襯板10的軸向長度范圍內，錐形粉化錘轉子8與錐形粉化襯板10間的間距可根據生產物料粒徑大小的要求進行調節，實現超細粉碎或高效生產的要求（如圖1所示）。

為提高裝配面的配合精度，各襯板為精密鑄鋼件，各襯板的工作面（朝向錘體面）堆焊耐磨材料或釬焊硬質合金，以頂部沖擊襯板9的安裝為例，于沖擊罩筒5的柱形筒體上圓周均布開設有螺栓孔，各螺栓孔中穿設有緊固螺栓14，各緊固螺栓14旋合于沖擊襯板9上開設的螺紋盲孔中，各緊固螺栓14不擰穿沖擊襯板9的工作面，可有效保護各緊固螺栓14不受撞擊而損壞（如圖2所示）。

4 該臥式沖擊超細粉碎機的運行方式

（1）電機通過皮帶輪傳動機構帶動傳動軸1高速旋轉，在風葉輪4的作用下形成自進料斗2至沖擊罩筒5、自沖擊罩筒5至出風罩筒3的負壓風向。

（2）物料通過進料斗2落入沖擊罩筒5的前部柱形筒體內，物料在沖擊錘轉子6的撞擊下被粉碎，與此同時，在沖擊錘轉子6的旋轉帶動下，物料與物料、物料與沖擊襯板9發生撞擊或剪切而進一步被粉碎。

（3）經過沖擊錘轉子6粉碎的物料在風力作用下經過“V”形筒體進入錐形筒體內，渣粒或較大而難以破碎的物料在分級輪7的離心力作用下被甩向“V”形筒體四周并集中落入“V”形筒體底部的排碴口，經排渣器8排出收集。

（4）在錐形筒體內，物料在錐形粉化錘轉子8的撞擊下被進一步粉碎，錐形粉化錘轉子8與錐形粉化襯板10的板間距δ決定了最終物料粉化粒徑的尺寸大小和生產效率[5]，δ越小，粉化粒徑越小，但生產效率降低，反之亦然。

（5）符合粒徑尺寸要求的粉體物料經出風罩筒3的出風口排出收集。實用新型沖擊超細粉碎機實物圖如圖4所示。

5 結語

該研究臥式沖擊超細粉碎機與傳統臥式沖擊超細粉碎機不同之處如下。

（1）該臥式沖擊超細粉碎機結構中，增設了分級輪并對應設置排渣器，可將渣料及時排出。

（2）將錐形粉化錘轉子設計為錐形結構，與安裝在出風罩筒內的圓錐襯板相匹配，軸向移動錐形粉化錘轉子可調節兩錐面間的間距，用以控制物料的粉化粒徑大小和生產效率。

（3）將各襯板采用精密鑄鋼件，在工作面上堆焊耐磨材料或釬焊硬質合金，緊固螺栓連接采用螺紋盲孔結構，保護緊固螺栓在工作中不被磨損。

本研究臥式沖擊超細粉碎機已應用在氫氧化鈣設備上，銷往新疆云中天鈣業有限公司、河南內鄉縣振興建材有限公司、貴州新成鑫鈣業有限公司等客戶，累計收入72.8萬元。本臥式沖擊超細粉碎機功能及實用效果得到客戶一致好評，并已獲得實用新型專利《臥式沖擊超細粉碎機》，專利號為ZL202020378301.9。

參 考 文 獻

[1]張興舜，趙光升，楊瑞朋，等.淺談顎式破碎機組合式機架的改進[J].機電產品開發與創新，2017（6）：99-100.

[2]王亞磊.雙動顎式破碎機的運動學和動力學研究與優化[D].焦作：河南理工大學，2018.

[3]何鐵牛，馬潤元，高健.顎式破碎機襯板研究與應用[J].中國礦山工程，2017（1）：43-46.

[4]陳立春，薛俊芳，張秀芬，等.顎式破碎機動鄂結構輕量化優化[J].煤炭工程，2018（8）：164-167.

[5]趙銀旭，張文進.提高破碎機碎礦效能的分析與應用[J].冶金與材料，2018（1）：53-54.