第04章 辊式破碎机-2-9

辊式破碎机参数物料与两辊子接触点处的切线夹角a称为钳角。1）钳角2fPcos(α∕2)≥2Psin(α∕2)f≥tg(α∕2)物料与辊面之间的摩擦角为ψ，tgψ=f则α≤2ψ。将作用力P及摩擦力fP分解为垂直和水平方向的分力，为了使向下拉扯物料的力大于排挤物料的力，必须满足以下条件：为使钳角满足上述关系，喂入破碎机的料块尺寸d与辊子直径D之间应受到一定限制。(D/2+d/2)cos(α/2)=(D/2+e/2)以d/2除全式，整理得：D/d=[cos(α/2)-e/d]/[1-cos(α/2)]辊式破碎机的粉碎度一般为i=4，故e/d=0.25。并将前述a值代入上式，可知对于干硬物料D/d=17,对于湿软物料D/d=7.5。实际上，为了使破碎机可靠地进行工作，D/d的数值还必须加大20~25％。此时辊子的直径要比物料尺寸大9~22倍。可见光面双辊破碎机用作粗碎物料是不恰当的。对于槽面或齿面辊子，物块不仅靠摩擦力扯入转辊之间，还有凸棱或齿条间的牵扯力作用，故可取较低的D/d值。对于破碎干物料，槽面辊子D/d=10~12；齿面辊子D/d=2~6。提高辊子转速可使生产能力提高。但若转速过大，落在转辊上的料块在较大惯性离心力的作用下，就不易钳入转辊间。这不仅不能提高生产能力，反而引起电耗增加，辊子表面磨损以及机械的震动增大。根据物料在辊子上的惯性离心力和各作用力的平衡条件，可得出i=4时，光面辊式破碎机的极限转速为：nmax=616（f/ρdD）½r/min式中f―物料与辊子表面的摩擦系数；ρ―物料的密度（㎏/m3)d―喂入破碎机的物料直径（㎝）D―辊子直径（㎝）2）辊子转速实际上，为了减小破碎机的振动和辊子表面的磨损，取:n=(0.4~0.7)nmaxr/min光面辊子取上限值，槽面和齿面辊子取下限值。对于硬质物料，取3~6m/s；而对于软质物料可达6~7m/s。料带的宽度等于辊子的长度L，厚度等于辊子的间距e，卸出速度等于辊子的圆周速度ν，因此破碎机的体积生产能力为：QT=3600Levm3/h实际上，喂入物料并不能布满整个长度，同时卸出物料是松散的，故需乘上系数K加以修正，整理得：QO=188KLeDnm3/hQ=188KLeDnρst/h式中D―辊子直径(m);L―辊子长度（m）;e―卸料口宽度(m);n―辊子转速(r/min);K―利用率系数，对于干硬物料，K=0.2~0.3，对于湿软物料，K=0.4~0.6。ρs―物料堆积密度（t/m3）当粉碎硬物质时，在破碎力的作用下，后辊弹簧受压缩使转辊之间距增大，通常间距约增大1/4故：QO=188KL(e+0.25e)Dn=235KLeDnm3/h3生产能力4）功率目前尚无可靠理论公式计算功率，一般采用经验公式来估算。粉碎中硬物料时，破碎机所需功率：N=0.794KLvkW式中v―辊子圆周速度（m/min）;L―辊子长度（m）;K―系数，等于0.6d/de+0.15，其中d与de是喂料和卸料粒度。粉碎煤时，N=0.1iQkW式中i为粉碎度；Q为生产能力（t/h）。粉碎煤用的齿面辊式破碎机的功率可按下式计算：N=KLDnkW式中D―辊子直径（m）；L―辊子长度（m）；n―辊子转速（r/min）；K―系数，破碎煤时，K=0.85。辊式破碎机的单位功率消耗与辊子间距及辊子直径的关系（见表4-2）为了准确估算辊式破碎机的电动机功率，有时也采用从实际测得的单位功率消耗数据。辊式破碎机破碎不同物料的单位功率消耗(见表4-1)性能及应用优点：结构简单，机体不高，紧凑轻便，造价低廉，工作可靠，调整粉碎度方便，能粉碎粘湿物料。缺点：生产能力低，要求将物料均匀连续地喂到辊子全长上，否则辊子磨损不均，且所得产品粒度不易均匀，需要经常修理。对于光面辊式破碎机，喂入料块的尺寸要比辊子的直径小得多，故不能破碎大块物料，也不宜破碎坚硬物料，通常用作中硬或松软物料中、细碎。齿面辊式破碎机虽然可以钳进较大的料块，但也限于在中碎时使用，否则齿棱很易折断。在硅酸盐工业中，辊式破碎机用来破碎石灰石、硬质粘土、煤块、泥灰岩、白垩、页岩、砂岩、砖块、矿渣和熟料等。在破碎作业中，往往用作第二或第三级的破碎机械。一般来说，辊式破碎机的使用性能不如菌形破碎机，但对于要求破碎机处理量小，或不需精密安装和熟练操作并可搬动的作业，这种破碎机仍然广泛采用。性能及应用从图可看出，产品中约有15~20%的物料超过间隙的尺寸。