趙　黎，吳祥海

（1.山東水利職業(yè)學院，山東 日照 276826；2.曲阜恒威水工機械有限公司，山東 曲阜 273125）

河道漂浮物粉碎脫水擠壓機的研制與應用

趙黎1，吳祥海2

（1.山東水利職業(yè)學院，山東 日照 276826；2.曲阜恒威水工機械有限公司，山東 曲阜 273125）

【摘要】介紹了自行開發(fā)和研制的具有國內先進水平的河道漂浮物粉碎機，主要用于河道漂浮物的粉碎，單機粉碎效果好，有利于污物的運輸和后續(xù)處理。設備采用了獨特的刀片結構和排列形式，整機運行平穩(wěn)，粉碎效率高。

【關鍵詞】河道漂浮物；粉碎脫水擠壓機

近年來隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的提高，工業(yè)廢棄物和生活垃圾也越來越多。當大量的河道漂浮物被回轉式清污機清理出以后，堆放在露天環(huán)境里，形成二次污染?，F(xiàn)在對清理出的污物不經(jīng)處理，直接人工裝運，把污物送到垃圾處理站進行處理。由于河道漂浮物品種多樣，樹枝、雜草、棍棒、塑料袋、舊衣物等等，不經(jīng)壓縮處理，非常蓬松，直接裝車，占據(jù)的空間大，一車的裝載量很少，耗費更多的人力、物力和財力。根據(jù)實際需要自行設計研發(fā)出河道漂浮物粉碎機，將河道清理出的污物粉碎后，污物體積大大減小，直接袋裝運輸，安全方便，大大降低了運輸成本，同時對污物的后續(xù)處理提供了有利條件，深受用戶喜愛。

1　設備簡介

1.1結構組成

如圖1所示，河道漂浮物粉碎機是由進料斗、電機、減速器、機架、主動軸、從動軸、刀片和出料螺旋機構等組成。

1.2設備的工作原理

皮帶運輸機傳送污物入粉碎機料斗，通過控制進料板的開合度控制進入粉碎機的污物數(shù)量，污物進入粉碎機以后，粉碎機主、從動軸相對旋轉，主、從動軸上的刀片互相嵌入，首先對其進行沖擊剪切，接著進行擠壓破碎，破碎后的污物從齒隙間漏下，進入螺旋擠壓機，螺旋擠壓機葉片是變距螺旋葉片，螺距逐漸變小，對進入的污物進行擠壓脫水，擠出的液體從篩孔中流出，集中在接水斗內從管道內流出，濃縮后的污物從出料口送出。

圖1河道漂浮物粉碎機結構示意圖

2　主要技術參數(shù)計算

2.1粉碎機粉碎能力計算

粉碎機具有強制排除特征，其處理能力近似等于其通過能力，生產(chǎn)能力計算方法是：粉碎機的生產(chǎn)能力等于將滾齒看做物料時單位時間內通過兩輥間的物料的總體積減去所有滾齒所占的體積。

式中：Q為粉碎機的粉碎能力，m3/h；K為物料的填充系數(shù)通常取（0.4-0.6）；V1為單位時間內通過兩齒輥之間的物料的總體積，m3/h；V2為單位時間內通過兩輥之間的所有滾齒的體積，m3/h。

圖2V1計算簡圖

假定與輥齒接觸的物料以輥齒在該點的線速度運動，以圖2為數(shù)學模型可以解得：

式中：L為滾軸有效長度，m；a為滾軸中心距，m；D1為輥齒大徑，D1=(2R-h)，m；R為滾軸半徑，m；n為齒輥轉速，rad/s；M為兩齒輥上安裝的總齒數(shù)；V0為單個齒的體積，m3。

2.2雙齒輥功率計算

粉碎功耗學說，目前公認的有表面積學說，體積學說和裂縫學說。以較流行的裂縫學說為理論基礎，經(jīng)數(shù)學誘導，得出物料破碎所消耗的功W為：

式中：D0為給料質量80%所通過的標準篩孔尺寸的徑粒，μm；d為產(chǎn)品質量80%所通過的標準篩孔尺寸的徑粒，μm；W1為功指數(shù)，J/kg，可通過實驗求得。

破碎機裝機功率可通過下式計算：

式中：K為調整系數(shù)，中碎時K值取1。

計算所得主要技術參數(shù)如表1示。

表1主要技術參數(shù)表

3　主要結構

1）機架：由型鋼及鋼板焊接而成，起主要的支撐作用。

2）主動軸：是由六角鋼加工而成，材料為30CrMo。主動軸上裝有15片刀片，刀片上帶有齒，由42CrMo材料制成，刀齒排列方式是成30°螺旋角，保證進料的穩(wěn)定性。

3）從動軸：是由六角鋼加工而成，材料為30CrMo。從動軸上裝有14片刀片，刀片上帶有齒，由42CrMo材料制成，刀片從右邊第一個起，依次往左裝配，刀齒排列方式是成30°螺旋角，保證進料的穩(wěn)定性。螺旋軸兩端軸承為調心滾子軸承，能彌補主軸受載后軸的變形過大造成工作不穩(wěn)定，產(chǎn)生噪音和加速軸承的磨損。

主從動軸是該機的核心部件，刀片交錯排列，互相嵌入，并保證相鄰刀片之間的間隙。

4）控制部分：為了保證粉碎機的正常運行，必須對進料的數(shù)量進行控制。從皮帶運輸機運送的污物數(shù)量不定，忽多忽少，如果進入粉碎機的污物量過多，會對設備造成過載損害。所以在進料斗的下端設有控制機構，用來控制污物進入粉碎機的數(shù)量，控制部分是由進料板、連桿、重錘、鏈板、銷軸等組成，是一種特殊的連桿機構，通過重錘的重力，調節(jié)進料板的開合度?？刂七M料數(shù)量。該裝置無需液壓、氣動控制裝置，節(jié)省了能源。

5）傳動裝置：是選用電機與減速器一體的結構，該結構緊湊，傳動累積誤差小，震動小，同時安裝空間小，節(jié)省了占地面積。

4　工藝流程

河道漂浮物→回轉式清污機→皮帶運輸機→粉碎機→皮帶運輸機→裝車。

5結語

污物粉碎機研制成功以后，首先在曲阜恒威水工機械有限公司試車，運行情況良好，下一步要大力推廣，解決污物運輸難題，并對污物的后續(xù)處理提供有利條件，給企業(yè)帶來了較好的經(jīng)濟效益。

（責任編輯遲明春）

【中圖分類號】TV85

【文獻標識碼】B

【文章編號】1009-6159（2015）-10-0019-02

收稿日期：2015-03-12

作者簡介：趙黎（1968—），男，工程師