中齿辊破碎机在露天矿的应用

近年来，随着煤炭产业的变化和升级，对煤炭开发的高效、环保要求日益增加，越来越多的露天煤矿生产的褐煤被出售给煤化工企业进行下一步深加工。煤化工领域对产品粒度的要求非常严格，一般粒度在25 ~ 70毫米之间，如果粒度太大，就不能挡住炉子进行后续的深加工。齿辊破碎机是目前煤炭粉碎比较成熟的产品，由于处理能力大、破碎率低，得到了广大煤炭用户的认可。但是，对于露天矿山特有的冷冻块材料粉碎困难和特殊的低温工作环境，现有的齿辊破碎机不适用，迫切需要在现有的齿辊破碎机基础上进行优化改进。适应露天开采材料的重锁作业，保证煤矿正常生产。

1　齿辊破碎机的结构

齿辊破碎机通常通过两个电机、耦合和减速器驱动系统分别驱动两个独立旋转的齿辊，从而粉碎大材料。减速器和破碎齿辊之间使用耦合传递扭矩。破碎齿辊和驱动系统分别连接到整个机架上，最大限度地减少设备的振动。如图1所示，齿辊破碎机的整体结构是确定整机工艺性能的破碎齿辊。

图1齿辊破碎机结构

2　中碎齿辊结构

现有原料粒度为70 mm的齿辊破碎机通常使用环形结构或齿形板结构。锯齿环结构稳定，可靠性高，缺点是破碎的牙齿磨损后不容易更换。必须回工厂检修。不能在现场完成。传统的齿板结构主要由高强度螺栓和牙石连接，载荷力小，主要应用于正煤粉碎工作。露天矿山用齿辊破碎机必须具有较高的可靠性和可更换性，必须重新设计齿板连接结构，以确保设备的稳定运行。

如图2所示，新的齿辊底座采用正八方式，齿板和齿辊底座通过平键和六角螺栓连接(原来的齿板只用螺栓连接)，齿板和齿辊底座的接触部位都经过加工，扭矩通过平键传递，不受内部六角固定螺栓断裂材料产生的剪切力影响，更坚固、更不容易松动。通过在齿板固定螺栓和齿辊座之间使用螺钉固定块连接，在保持连接强度的同时具有良好的互换性和可更换性。

图2新型齿辊结构

露天开采材料具有粒度大的特点，同时锯齿板的齿形也进行了合理优化设计。齿形布置在圆周方向采用大小齿相间隙的布置形式，在保证材料粒度的情况下，可以有效提高齿辊对材料的啮合能力，提高设备的处理能力，减少齿辊的磨损，延长齿板的使用寿命。

3　齿板材质及耐低温措施

破碎齿轮是破碎机的核心磨损部件，材料的选择非常重要。齿板不仅具有很强的刚度、韧性、抗冲击性和耐磨性，还应考虑后续加工性和焊接性[4]。目前常用的耐磨材料有高锰钢、低合金调节钢表面焊接和中碳贝耐磨钢等。

高锰钢是最常见的耐磨材料，热处理后高锰钢的冲击韧性高，硬度和强度不高。但是，当高锰钢零件在使用过程中受到材料反复强烈冲击变形时，表面奥氏体组织发生了变化，产生了马氏体组织，零件表面硬度急剧增加，耐磨性明显提高到HRC  54以上，中心仍然保持韧性状态，形成了良好的强韧性协调。这是高锰钢的重要特征。(大卫亚设、Northern  Exposure(美国电视剧)、Northern  Exposure(美国电视剧)但是，滚齿机破碎机对材料的影响主要是剪切和拉伸，没有大的冲击和挤压过程，不能提高高锰钢的强度和硬度，因此滚齿机破碎机不能用高锰钢制造锯齿板。

为了更好地提高滚子牙齿的耐磨性，经常使用低合金调节钢在表面焊接坚硬的耐磨材料。一般采用40 Cr加工破碎牙齿，通过调节处理提高破碎牙齿的综合力学性能，在齿头表面焊接耐磨焊条，提高滚子牙齿的使用寿命。但是，由于牙齿表面只有几个毫米厚的耐磨层，所以在使用过程中需要经常焊接维修，工人的维修量大，效率低。现在大部分用于粉碎正煤等软材料，不适用于露天矿山的冰冻粉碎工作。

综合该分析，采用整体铸造成型工艺，对耐磨材料的各种主要因素C、Cr、Mn、Mo、Si、Ni等进行了优化，通过正交试验，选择了中碳托架耐磨铸钢作为破碎齿形板的材料。该材料具有较好的淬火性，可获得更深的淬火层，经过淬火、回火热处理过程，强韧的贝，特别是河北、河北、河北、河北、耐磨性好。材料热处理后综合力学性能良好，硬度在HRC  50左右，拉伸强度达到1，500MPA，确保足够的粉碎强度。通过磨损试验，该材料的耐磨性比40Cr调节和表面焊接耐磨层提高了约40%。此外，对包括齿形板、齿形辊座、螺钉固定块在内的整个齿形辊结构合理匹配材料，使各零件的强度和硬度更加平衡。

内蒙古地区冬季寒冷，最低温度达到-30，因此必须采取适当的技术措施，使锯齿辊粉碎机在低温下长期稳定运行。电机配备电加热系统，液力耦合器和减速器使用低温合成油，并配备电加热器系统(见图3)。通过采取上述措施，保证了传动系统的稳定运行。

图3电加热系统

4　齿辊破碎机的使用效果

蒙东锡林浩特煤矿原煤开采采用断头卡车半连续开采工艺，原煤粒度大、石头多、硬度大。原煤先经过2号粉碎站，粉碎到300毫米以下，然后在环锤破碎机上粉碎到70毫米以下，再通过转播胶带运到煤仓，经过筛后，将25 ~ 70毫米的最终产品出售给化工企业。

现有环锤粉碎机长期使用后存在以下问题：产品破碎率高，结块率低，严重影响企业的经济利益。销轴、锤头、篦子磨损严重，需要经常更换维护，维修量大。设备故障率高，维修成本高。

在现场，为了减少企业运营成本和劳动者的劳动强度，保证生产系统的正常运行，急需技术改进。用户最终使用齿辊粉碎机更换原来的环锤粉碎机。

齿辊破碎机启动后，设备运行稳定，产品粒度大大提高，过粉率低，结块率高(见表1)。通过表1数据比较，发现设备更换前后合格产品的差异为18.2%，大大提高了合格产品的产量，给企业带来了巨大的经济效益。

表1排放粒度筛选试验结果

另外，齿辊破碎机增加材料、切割、转速低，设备稳定、振动小、噪音小、环保。齿辊破碎机齿板耐磨性高，固定螺栓不易松动，减少了大量维修时间，减少了劳动者的劳动强度，大大降低了煤矿后期维护成本。

实践证明，齿辊破碎机粉碎露天煤矿的冷冻块，具有比环形破碎机更大的技术优势，具有处理能力高、破碎低、可靠性高、维护量小等优点，可以取得良好的使用效果。

5　结语

煤炭产业转型升级，大力发展煤化工是必然趋势。煤化工领域对煤炭粒度要求严格，这对破碎的设备提出了更高的要求。新型重型压路机破碎机通过对齿辊的结构型式和材料进行一系列优化，对传动系统采取了耐低温措施，很好地完成了露天煤矿的破碎作业，其结块率高、维护量小、具有明显的技术优势，应用和推广前景广阔。

来源：矿机之家

声明：转载此文是出于传递更多信息之目的。若有来源标注错误或侵犯了您的合法权益，请作者持权属证明与本网联系，我们将及时更正、删除，谢谢。 联系方式：services@kjzj.com