吳學(xué)榮,倪建成

(江蘇省分離機械工程技術(shù)研究中心 江蘇 泰州 225721)

雙鏈破碎機是磷化工企業(yè)造粒工段經(jīng)常使用的一種破碎設(shè)備,它采用雙轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)設(shè)計,軸上的懸掛鏈條錯開排列。工作時左右兩個轉(zhuǎn)子作高速相向回轉(zhuǎn)運動,對顆粒塊狀物料進行沖擊、擠搓,從而實現(xiàn)粉碎作業(yè)。它克服了國內(nèi)許多磷復(fù)肥生產(chǎn)廠使用的立式鏈式破碎機和其他破碎機在生產(chǎn)操作中物料黏結(jié)于機殼內(nèi)壁,致使生產(chǎn)無法進行的缺點[1]。雙軸破碎腔內(nèi)風(fēng)壓加大后干擾進出料,并加重揚塵[2]。

云南某企業(yè)的MCP(飼料級磷酸二氫鈣)生產(chǎn)線從國外引進了多臺懸臂式雙鏈破碎機。使用一段時間后,發(fā)現(xiàn)破碎機普遍存在滾筒擺振、主軸填料函漏料、鏈條與內(nèi)襯膠板磨損嚴重等現(xiàn)象。頻繁檢修作業(yè)造成破碎機開車率降低。二期系統(tǒng)設(shè)備選型時,廠家明確要求對雙鏈破碎機結(jié)構(gòu)進行技術(shù)改進。為此,設(shè)備廠家進行了專門的技術(shù)攻關(guān)與改進設(shè)計。

1 現(xiàn)狀分析

國外進口的雙鏈破碎機采用懸臂式結(jié)構(gòu)(見圖1),其主要特征是左右環(huán)鏈滾筒均設(shè)計在兩軸承座的一側(cè)并懸伸到殼體內(nèi)部。

圖1 懸臂式雙鏈破碎機外形示意注:1—帶傳動組件;2—帶傳動護罩組件;3—軸承座;4—電動機;5—主軸護罩組件6—減振安裝座;7—破碎滾筒主軸組件;8—箱體基座組件。

(1)滾筒易出現(xiàn)擺振現(xiàn)象。懸臂式雙破碎機兩主軸均采用懸臂式結(jié)構(gòu)設(shè)計,傳動系統(tǒng)的平衡性及穩(wěn)定性欠佳,在相同負荷條件下,懸臂結(jié)構(gòu)比跨中式結(jié)構(gòu)主軸更易產(chǎn)生機械疲勞。同時,由于各排鏈條末端的工作阻力不盡相同,鏈條高速撞擊物料時會帶動滾筒及主軸產(chǎn)生擺振現(xiàn)象,設(shè)備運轉(zhuǎn)時易產(chǎn)生共振,噪音也會有所增加。

(2)內(nèi)側(cè)軸承及主軸填料函磨損嚴重。由于主軸存在擺振現(xiàn)象,內(nèi)側(cè)軸承及主軸填料函易出現(xiàn)偏心磨損的現(xiàn)象,導(dǎo)致軸承檢修頻次明顯增加,大量物料從填料函的縫隙處溢出,這嚴重影響破碎機開車率及周邊的操作環(huán)境(見圖2)。

圖2 主軸填料函漏料嚴重

(3)鏈條及內(nèi)襯膠板磨損嚴重。物料中含有的Cl-和S2-易與環(huán)鏈發(fā)生化學(xué)反應(yīng),而造成環(huán)鏈腐蝕或表面粗糙,從而使物料與環(huán)鏈黏結(jié),長時間后環(huán)鏈由撓性體變?yōu)榘糸碃?降低擊打效率。同時由于普通內(nèi)襯膠板的耐磨性不佳,在顆粒反復(fù)撞擊下,內(nèi)襯膠板易發(fā)生磨損及局部脫落現(xiàn)象(見圖3)。物料與殼體間會發(fā)生嚴重黏結(jié)現(xiàn)象,情況嚴重時,每班至少需要停機清理2～3次,破碎機的開車率大大降低。此外,進口破碎機活動門板部位均采用整體硫化工藝,內(nèi)襯膠板不能單獨地進行拆裝,檢修周期較長且費用高。

圖3 內(nèi)襯膠板磨損嚴重

2 改進措施

改進后的跨中式雙鏈破碎機結(jié)構(gòu)形式見圖4,其主要特征是環(huán)鏈滾筒設(shè)計在兩軸承座的中間部位。

圖4 跨中式雙鏈破碎機外形注:1—基座;2—電動機;3—帶傳動組件;4—左帶傳動護罩組件;5—右?guī)鲃幼o罩組件;6—軸承座;7—箱體組件;8—左破碎滾筒主軸組件;9—右破碎滾筒主軸組件;10—減震墊。

(1)提高破碎機運轉(zhuǎn)平穩(wěn)性。跨中式雙鏈破碎機滾筒位于左右軸承座的中間部位,同時盡可能縮短了兩軸承座間的跨度。滾筒采用厚壁精密無縫鋼管制作,主軸抗彎和抗扭強度進一步增加。在嚴格控制單個鏈條質(zhì)量的同時還對滾筒進行高精度動平衡調(diào)校,這將大大減少滾筒高速運轉(zhuǎn)時對左右軸承、密封裝置帶來的機械沖擊。

(2)提高鏈條與內(nèi)襯膠板使用壽命及檢修便捷。環(huán)鏈采用雙相不銹鋼材料制作,更能耐Cl-、S2-、F-的腐蝕。鏈條表面噴涂硬質(zhì)合金并經(jīng)拋光處理,使用壽命較改進前延長2.5倍以上。內(nèi)襯橡膠采用多層改性膠板復(fù)合硫化而成,膠板硬度從內(nèi)到外依次遞增。表層橡膠層中加入大量耐磨礦物填料、潤滑劑及防黏劑等,底層彈性膠層能起到較好的緩沖作用,同時對局部極易磨損的部位做了加厚處理。此外,內(nèi)襯板與活動門之間均使用螺栓聯(lián)接,檢修時更加便捷、費用低。

(3)改善粉塵防護效果。主軸與殼體間采用組裝式螺旋密封結(jié)構(gòu)設(shè)計,耐磨環(huán)由兩個半圓環(huán)拼裝而成,其外壁加工有類似迷宮密封的螺紋。耐磨環(huán)采用自潤滑高分子材料制作,無需增加額外冷卻與潤滑裝置,耐磨環(huán)松套在殼體耐磨套的內(nèi)部起到密封的作用,獨特的螺旋密封結(jié)構(gòu)設(shè)計使主軸與殼體間發(fā)生漏料的風(fēng)險大大降低。此外,在主軸接近殼體內(nèi)壁的兩端各裝有一只擋料風(fēng)扇,主軸旋轉(zhuǎn)時能同步帶動擋料風(fēng)扇作高速旋轉(zhuǎn)運動,在螺旋密封裝置的內(nèi)部會產(chǎn)生自外向內(nèi)的氣流及微負壓,進一步阻礙了粉塵的外逸現(xiàn)象,其防護效果較為突出。

3 應(yīng)用實踐

應(yīng)用實踐表明,跨中式雙鏈破碎機較懸臂式雙鏈破碎機運轉(zhuǎn)更平穩(wěn)、綜合使用性能更優(yōu)。經(jīng)對比測試,改進后的滾筒擺振量僅為改進前的1/10,環(huán)鏈平均使用壽命延長2.5倍以上,內(nèi)襯膠板平均磨耗值降低32%,主軸與殼體配合處未見有明顯粉塵外逸與堆積現(xiàn)象,設(shè)備年開車率提高約20%,年綜合檢修費用降低30%以上。

4 結(jié)語

綜上所述,改進后的跨中式雙鏈破碎機在運轉(zhuǎn)平穩(wěn)性、粉塵防護、使用壽命、檢修便捷性及綜合費用等方面更具優(yōu)勢。此次技改進一步提高了破碎機的工作效率,減輕了操作工人勞動強度,改善了操作環(huán)境,降低了綜合檢修費用。該用戶的實踐經(jīng)驗可為其他磷化工企業(yè)選用同類型雙鏈破碎機提供借鑒。