如何实现传统立式复合破的突破

随着立式复合破碎机技术的不断发展进步，传统形式的立式复合破碎机在产品结构、性能、适用范围等方面已远远不能满足社会发展的需要，目前市场上立式复合破碎机在实际应用中存在的主要问题是：复合破的上、下破碎腔之间设置有隔板，当破碎机工作时，上、下破碎腔之间的隔板易产生堵料现象，造成物料通过量小、产量低、设备能耗大等问题；二是复合破的上、下甩料盘的筋形状不合理，接近外边缘的筋磨损很快，造成寿命短、材料利用率低，增加用户的设备维护工作量和使用成本。

针对这些疑难问题，我们认真分析研究了国内外细碎技术，突破传统的思维模式束缚，解决了传统复合破的存在问题和不足，使立式复合破碎机的结构原理和技术性能有了质的飞跃。

结构分析与对策

传统立式复合破碎机的甩料盘和破碎腔的问题分析如下：

1、甩料盘结构的分析

对于甩料盘结构的材料利用率低、不耐磨的问题，我们根据甩料盘的实际磨损特性，对甩料盘的结构进行了创新设计。

                                      图1   老型PFL系列的甩料盘                     图2  新型PFL- III系列的甩料盘

    老型PFL的甩料盘结构如图1所示：由于甩料盘的筋靠近圆周边缘的切线速度比内侧要高、磨损要快，材料利用率很低（不足10%），甩料盘筋的形状和磨损位置如图1所示。

新型PFL-Ⅲ的甩料盘结构如图2所示：甩料盘由甩料筋和甩料衬板圆周交叉均布组成，甩料筋磨损后可做甩料衬板用；甩料筋的形状也进行了创新设计，根据其工作磨损特性（切线速度大、磨损相对就快），甩料筋的形状设计为由里到外逐渐加宽、加高（如图2所示），以实现同步磨损、提高材料利用率的的目的。

通过实践证明，新型PFL-Ⅲ型甩料盘大幅度提高了材料利用率和寿命，材料利用率达50%以上，寿命比老型提高了近10倍，降低了用户的使用成本和维修工作量。

2、破碎腔结构的分析

图3  传统立式复合破碎机的破碎腔结构

   目前大多立式复合破碎机的破碎腔结构有两种如图3所示：a为上、下转子圆柱形，b为上锥形、下圆柱形转子，上、下转子间的环形隔板或篦板将破碎腔分上、下两部分，上下转子圆周均布有锤头，旋转的转子锤头与反击板之间形成环形间隙，且由上至下的间隙是由大到小，一般情况下，上部为中碎破碎腔，下部为细碎破碎腔。

环形隔板或篦板的作用是：物料通过第一破碎腔破碎后，在环形隔板或篦板上自然形成堆积角，将物料导向下甩料盘，使其二次加速重复上一级的破碎过程。由于筒体高度的局限性，使上、下转子间距较小，环形隔板或篦板距上转子锤头太近，不但形不成自然堆积角，反而经常引起堵料和上锤头的过度磨损。

下甩料盘的理论作用是：当大块物料通过上部腔的破碎作用后，碎至40mm左右，落到下甩料盘上获得二次加速，使物料获得足够的能量并抛射到反击板上实现冲击破碎。若要实现冲击破碎，物料必须获得足够的速度，对于冲击破碎所需要的速度，目前国内教材使用的公式是：

计算得：V = 31.8m/s。

式中： V —— 矿石冲击速度，m/s

μ —— 矿石泊松比。（μ取0.25）

γ —— 矿石密度，kg/m3。（γ取2400 kg/m3）

σ —— 矿石抗压强度，Pa。（σ取160 MPa）

E —— 矿石弹性模数。（E取80 GPa）

大多数矿石的泊松比为0.25左右，矿石的密度2200～3000 kg/m3，矿石的抗压强度为160～250MPa，弹性模数为60～100GPa。

立式复合破碎机的下甩料盘的圆周切线速度υx一般为为28～40m/s，由于该处用于加速物料的下甩料盘是一个开式的盘状结构，物料在甩料盘上翻滚、滑动、摩擦现象严重（通过观察甩料盘磨损情况，靠近边缘的甩料筋磨损严重，且划痕是接近"圆弧形"的抛物线状），所以，甩料盘上物料的实际切线速度υx，要低于下甩料盘的圆周切线速度υx：

υx，=υx?β=（28～40）×0.7 = 19.6～28( m/s)

式中：υx`——物料的圆周切线速度，m/s。

υx ——下甩料盘的圆周切线速度，m/s。（一般取28～40m/s）

β ——物料的圆周切线速度系数。（一般取0.7）

由以上计算可知，下甩料盘上物料不能达到冲击破碎所需的的切线速度，无法给物料提供足够的推力使其获得同转子相同的切线速度，此时的下甩料盘充当的是"撒料器"，将落在其上面的物料撒向四周，起不到应有的冲击破碎作用。

图4  PFL-Ⅲ 立式复合破碎机结构示意图

立式复合破碎机的破碎过程是通过式破碎，其破碎腔的设计理念要体现其破碎过程的通畅无阻，从而提高生产能力。根据以上分析，我们打破传统的由隔板分为上、下两破碎腔的结构原理，将隔板去掉，为了使破碎粒度更细，增加了中转子（如图4所示），上、中、下转子合并，与筒体反击板形成直通式多级连续破碎腔，由上至下复合了打击、反击和挤压、研磨的破碎形式，实现了物料的中碎、中细碎、细碎，使能量和空间得到充分利用，从而提高机器的性能。因其破碎过程为通过式破碎，物料的通过量大，通过速度快，因而产量就高，相对而言，能耗就少。此结构不但可以解决堵料问题，减少了堵料引起的锤头磨损，还取消了下甩料盘、降低筒体高度，充分利用破碎腔空间，达到最佳的破碎效果和提高产量。