振動破碎機的設計分析

梁偉

1、太原理工大學2、山西漳電國電王坪發(fā)電有限公司

振動破碎機的設計分析

梁偉1，2

1、太原理工大學2、山西漳電國電王坪發(fā)電有限公司

雙腔振動破碎機是實現(xiàn)超細微粉碎的理想設備，本文介紹了振動破碎機的工作原理，并對其主要結構進行介紹，對關鍵技術的應用進行分析介紹，同時對振動破碎機的樣機進行分析，找到其存在的問題，并且針對問題提出相應的改進措施，以提高振動破碎機的應用效率，拓寬應用領域。

振動破碎機；設計分析；改進措施

當前，破碎機被廣泛應用于煤炭粉碎、冶金、公路、鐵路、化工等領域。尤其是在電廠燃料破碎的生產(chǎn)領域。在實際生產(chǎn)中，常采用破碎機和球磨機相結合的粉碎作業(yè)，而球磨機磨粉時的能量利用率僅為2%～3%，破碎機達到10%，可見在整個作業(yè)流程中，破碎作業(yè)的效能要遠高于磨粉作業(yè)，因此可采用“多破少磨”的新工藝，以提高產(chǎn)量同時減少能量損耗，而實現(xiàn)這一目標的關鍵在于研制出一種高性能的超細微振動破碎機。

1 振動破碎機的結構與工作原理

振動破碎機結構圖

振動破碎機的結構包括機體、動顎、定顎、電機、主軸、主振和減振彈簧。它與傳統(tǒng)的顎式破碎機的結構組成的最大不同之處在于傳統(tǒng)顎式破碎機只有一對動顎和定顎，這樣一來，設備在運行過程中就會具有空形程，但是振動破碎機有兩對動顎和定顎，兩個腔相繼作業(yè)，從而避免形成空形程，有效提升了工作效率。振動破碎機的動力來源于內部的電機，電機與主軸通過聯(lián)軸器相連，保證動力通過聯(lián)軸器傳遞給主軸，主軸裝有動顎和偏心塊，主軸的轉動帶動偏心塊產(chǎn)生激振力，同時帶動動顎運行。其中，偏心量是可以根據(jù)實際情況下對偏心力的要求而調整的。

2 振動破碎試驗

2.1 振動破碎機相關參數(shù)

振動破碎設備的總質量為450kg左右，固有頻率達到900r/min，振動破碎機工作時內部電機的轉速可達980r/min（該轉速為最大轉速，可設置轉速），通過調節(jié)偏心塊可調節(jié)激振力的大小，在使用隔振彈簧的情況下，當激振力為100%時，該振動破碎機的振幅是9mm。

2.2 實驗材料準備

用于振動破碎試驗的實驗材料是煤炭，平均直徑為30mm，堆密度是1.05～1.5g/cm3。

2.3 振動破碎機工作方式

振動試驗過程中敞開出料口，振動機破碎機腔中物料平衡，即振動破碎機連續(xù)進料、連續(xù)出料。間隔一定的時間會進行收樣采集。

2.4 振動破碎結果

本次試驗中，破碎物料為平均直徑為30mm的煤炭，破碎機設置偏心量是30%，保持設備的排料口敞開，尺寸是15mm，破碎機連續(xù)出料。結果發(fā)現(xiàn)雖然振動破碎機的生產(chǎn)效率低于傳統(tǒng)圓錐破碎機，只是后者生產(chǎn)效率的50%，但是振動破碎機的單位功耗和驅動功率卻比傳統(tǒng)破碎機要低得多，分別是后者的43%和22%，更加節(jié)能。

3 振動樣機試驗過程中存在的問題以及改善方法

3.1 存在兩腔產(chǎn)品粒度以及產(chǎn)量不平衡現(xiàn)象

從振動破碎機的結構來看，它的左右兩側結構沿中心直面對稱，兩腔的產(chǎn)品應完全一樣，但是試驗表明，左右兩腔的產(chǎn)品粒度和產(chǎn)量存在不一致現(xiàn)象。通過分析發(fā)現(xiàn)，會出現(xiàn)這樣的結果與設備的受力密切相關。偏心塊位于主軸上，隨其運動，同時工作腔中的2個顎板一起運動。但是由于振動粉碎機中有減振彈簧，使得兩個顎板的運動存在偏差，與主軸相連的顎板（即主動顎）位移量要大于另一顎板（即次動顎）。若主軸保持一定方向的運動，兩個腔室內主動顎對粉碎物料的作用力也并不相同。若主軸沿逆時針方向運動，左右腔室內的主動顎對物料的作用力的方向是不同的。右腔內主動顎阻礙了物料的向下運動，這樣一來影響了粉碎效率，同時也很容易出現(xiàn)過度粉碎現(xiàn)象。與此同時，左腔主動顎對物料有向下的作用力，這樣保證物料能夠下滑。產(chǎn)生的結果就是左腔的產(chǎn)能要大于右腔。

針對性改進措施：可將原本對稱的工作腔改進成為非對稱的；更改彈簧的懸掛位置，使得兩腔內產(chǎn)率一致。

3.2 產(chǎn)品效率

振動粉碎樣機與破磨工藝設備相比較，粉碎效率得到了有效的提升，振動粉碎機的產(chǎn)率雖然只是傳動圓錐破碎機的50%，但是它的能耗要遠低于傳統(tǒng)粉碎機。當然，受總體尺寸的影響，振動粉碎機的產(chǎn)率還有待提升。在應用于工業(yè)生產(chǎn)時，為提高破碎機生產(chǎn)率，可按比例調節(jié)電機功率以及工作腔的尺寸，以滿足工業(yè)化生產(chǎn)應用。

3.3 安全問題

在應用樣機進行試驗過程中，發(fā)現(xiàn)振動破碎機運行時的振動較大，很容易出現(xiàn)里面的物料四處飛濺的現(xiàn)象，這也為振動過程埋下了一定的安全隱患。所以，對振動破破碎機內的減振彈簧各個參數(shù)設計還需加強優(yōu)化，從而將破碎機的振動降到最低幅度。另外，可在設備外層添加外殼，將其封閉起來，進一步減少安全隱患。

4 小結

本文介紹了振動破碎機的結構與工作原理，并且通過振動破碎試驗對振動破碎機提出了相關的改進建議。通過樣機的破碎實驗發(fā)現(xiàn)雙腔振動破碎機的破碎技術已趨向成熟，在水泥廠等已能夠成功應用，對物料的破碎能力大大提升，保證生產(chǎn)效率的同時，大大節(jié)省了能耗，提高了經(jīng)濟效益。振動破碎機的發(fā)展?jié)摿薮螅哂辛己玫膽们熬啊?/p>

[1]岳彥芳,張新聚,續(xù)永剛等.振動破碎機試驗與結構優(yōu)化分析[J].煤礦機械,2011,32(03)：158～159.

[2]唐威,夏曉鷗,羅秀健.慣性圓錐破碎機原理及其在非金屬礦的應用研究[J].中國非金屬礦工業(yè)導刊,2001(01)：23～25.

[3]張新聚,常宏杰,候書軍.振動破碎機的設計與研究[J].煤礦機械,2008,29(08)：4～5.

[4]張軍翠,候書軍,張新聚等.振動破碎系統(tǒng)的建模與動力學分析[J].動力學與控制學報,2004(02)：43～47.

梁偉，男，1986年出生，山西省大同市人，本科，助理工程師，研究方向：碎煤機機械設計研究或改進。