鼠籠式
破碎機(jī)是利用固定的擊輥與懸浮狀態(tài)的物料撞擊使原料粉碎的，具有破碎粒度細(xì)、破碎比大等優(yōu)點(diǎn)，在礦山、建材、化工、飼料、食品、醫(yī)藥、塑料等行業(yè)中廣泛應(yīng)用，主要適用于對(duì)一些低硬度物料的粉碎。在制磚行業(yè)中，鼠籠式破碎機(jī)用于對(duì)粘土、物料矸石、爐渣等原料進(jìn)行細(xì)碎和摻混，其生產(chǎn)效率高、壽命長(zhǎng)、回料量低、維修量小、運(yùn)轉(zhuǎn)安全可靠。鼠籠式破碎機(jī)的破碎機(jī)理比較復(fù)雜，設(shè)計(jì)參數(shù)較多，機(jī)器性能受工作參數(shù)影響程度大。如果設(shè)計(jì)參數(shù)選擇不當(dāng)或不匹配，不僅影響破碎生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，而且影響設(shè)備的使用壽命。因此，了解鼠籠式破碎機(jī)的工作原理和設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇原則，對(duì)保持設(shè)備良好狀態(tài)、提高破碎生產(chǎn)能力具有重要意義。本文對(duì)鼠籠式破碎機(jī)的破碎機(jī)理進(jìn)行了初步研究，分析了鼠籠式破碎機(jī)有關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)設(shè)備性能的影響和一般設(shè)計(jì)方法，提出了提高鼠籠式破碎機(jī)生產(chǎn)能力的措施。希望對(duì)磚瓦粉碎設(shè)備的設(shè)計(jì)、選擇和使用有一定的幫助。
1、鼠籠式破碎機(jī)的工作機(jī)理
1.1鼠籠式破碎機(jī)的結(jié)構(gòu)
鼠籠式破碎機(jī)的結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1，它由內(nèi)鼠籠（小轉(zhuǎn)子）、外鼠籠（大轉(zhuǎn)子）、進(jìn)料斗、殼體、皮帶輪、行輪、電動(dòng)機(jī)、支架等部分組成。工作時(shí)，大轉(zhuǎn)子、小轉(zhuǎn)子在各自驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)下，以相反方向高速旋轉(zhuǎn)，待粉碎的物料從機(jī)殼上方的進(jìn)料槽連續(xù)不斷地進(jìn)入籠內(nèi)，在下落時(shí)與高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子上之擊輥相撞，塊狀物料被打散粉碎，經(jīng)粉碎的物料從下料斗進(jìn)入輸送帶輸入混料圓筒，完成破碎工序。
1.2鼠籠式破碎機(jī)的破碎過(guò)程
鼠籠式破碎機(jī)的破碎原理圖圖2。鼠籠式破碎機(jī)下作時(shí)，物料在破碎機(jī)中一般要經(jīng)過(guò)三次破碎。當(dāng)被破碎物料從下料斗經(jīng)下料舌頭到達(dá)小鼠籠輪內(nèi)圈時(shí)，一部分物料被小鼠籠輪內(nèi)圈擊輥?zhàn)矒舨⒓铀伲硪徊糠治锪媳淮笫蠡\輪內(nèi)圈擊輥?zhàn)矒舨⒓铀伲@是第一次破碎；被加速的物料遇到反方向高速運(yùn)動(dòng)的大鼠籠輪內(nèi)圈擊輥和小鼠籠輪外圈擊輥又被破碎，這是第二次破碎；第三次破碎是小鼠籠輪外圈和大鼠籠輪外圈分別撞擊來(lái)自反方向高速運(yùn)動(dòng)的物料，并將其拋出鼠籠輪。大部分物料是在第二次破碎時(shí)被破碎的，相比之下第一次破碎只不過(guò)是分料過(guò)程（把物料加速和均布）。由于物料在鼠籠式破碎機(jī)中經(jīng)過(guò)了三次破碎，因此，鼠籠式破碎機(jī)的破碎粒度細(xì)，破碎比較大。
1.3鼠籠式破碎機(jī)的破碎方式
物料在鼠籠式破碎機(jī)被破碎的方式比較復(fù)雜，按機(jī)理一般可歸納為三種方式：第一種方式是鼠籠輪的擊輥破碎物料，這是主要的破碎形式；由于擊輥表面是圓形或流線形，被破碎的物料不可能沿著同一方向運(yùn)動(dòng)，物料彼此之間相互撞擊，這是第二種破碎形式；由于離心力的作用和擊輥的撞擊加速作用，總的趨勢(shì)是物料沿著小鼠籠外圈和大鼠籠輪外圓的切線方向拋出，撞擊到機(jī)殼內(nèi)壁上，這是第三種破碎形式。
2、鼠籠式破碎機(jī)的設(shè)計(jì)
2.1鼠籠式破碎機(jī)擊輥的確定
鼠籠式破碎機(jī)的鼠籠是由一大一小兩個(gè)相對(duì)回轉(zhuǎn)的籠子組成，每個(gè)籠子都由一個(gè)垂直固定在軸上的鋼盤(pán)，垂直于鋼盤(pán)按同心圓組裝著兩圈擊輥（擊輥中心線平行于轉(zhuǎn)軸中心線），擊輥是鼠籠輪破碎機(jī)的重要組成部分。從鼠籠輪破碎物料的原理圖可知，鼠籠式破碎機(jī)工作時(shí)，鼠籠輪的擊輥有一半面積永遠(yuǎn)不會(huì)被物料所撞擊，起不到破碎物料的作用，而另一半無(wú)論做成任何形狀，由于被破碎物料磨損，擊輥總會(huì)向半圓形或流線形變化的趨勢(shì)。因此，擊輥應(yīng)該做成圓形。這樣設(shè)計(jì)有三大優(yōu)點(diǎn)：
(1)可以節(jié)約貴重的耐磨金屬材料，節(jié)約資金降低造價(jià)。
(2)在同樣破碎面積的情況下，相當(dāng)于加寬了擊輥的間距，即加大了鼠籠輪的排料面積。
(3)由于擊輥重量減少，電機(jī)功率減小。
2.2鼠籠式破碎機(jī)粉碎比例系數(shù)K
鼠籠式破碎機(jī)粉碎比例系數(shù)K是設(shè)備的一個(gè)重要參數(shù)，鼠籠式破碎機(jī)的粉碎比例系數(shù)為擊輥間隙總面積與擊輥?zhàn)矒粑锪峡偯娣e之比。
2.3鼠籠式破碎機(jī)的轉(zhuǎn)速
鼠籠式破碎機(jī)的轉(zhuǎn)速對(duì)破碎質(zhì)量和生產(chǎn)能力有比較大的影響。一般來(lái)說(shuō)，內(nèi)、外籠輪相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度越高，破碎后物料的細(xì)度越好，生產(chǎn)能力越高；但也不能太高，否則當(dāng)超過(guò)某一臨界值時(shí)，轉(zhuǎn)速越高，生產(chǎn)能力反而下降（但細(xì)度提高）。因?yàn)槲锪蠌倪M(jìn)料口到落入下料槽時(shí)，必須穿過(guò)大籠輪擊輥與小籠擊輥高速逆向旋轉(zhuǎn)組成的四道“圓柵欄”，在穿過(guò)“這些柵欄”到外層空間下料槽的過(guò)程中，由于受到擊輥內(nèi)面的阻擋和側(cè)面的沖擊，物料只能從“柵欄”的縫隙中穿過(guò)，而籠輪轉(zhuǎn)速越高，則單位時(shí)間里每個(gè)擊輥經(jīng)過(guò)的位置越多，即柵欄的縫隙越小，從而單位時(shí)間里物料的通過(guò)量越小，也就是粉碎機(jī)生產(chǎn)能力降低的原因。
小籠輪轉(zhuǎn)速越高，則物料向外的離心速度也隨之增高，似乎能提高生產(chǎn)能力，但實(shí)際上物料的粉碎過(guò)程是非常復(fù)雜的，物料在被粉碎過(guò)程中自身也互相撞擊，阻礙穿過(guò)柵欄，穿過(guò)柵欄的物料量并不隨轉(zhuǎn)速成正比例提高，因此，小籠輪轉(zhuǎn)速增大對(duì)提高生產(chǎn)能力的作用很有限。外層籠輪轉(zhuǎn)速提高并不能增加物料的離心速度，對(duì)提高生產(chǎn)能力可以說(shuō)沒(méi)有什么作用。而速度提高會(huì)帶來(lái)振動(dòng)噪聲問(wèn)題，所以必須恰當(dāng)?shù)卮_定籠輪的轉(zhuǎn)速。
2.4鼠籠式破碎機(jī)的排料粒度
破碎后物料的粒度是設(shè)備的另一個(gè)重要參數(shù)。研究表明，破碎后物料的粒度是擊輥間隙面積的正比函數(shù)，即擊輥間隙面積越大，破碎的機(jī)會(huì)越小，破碎后粒度越大；是擊輥?zhàn)矒粑锪厦娣e的反比函數(shù)，即擊輥?zhàn)矒粑锪系拿娣e越大，破碎的機(jī)會(huì)越多，破碎后粒度越小。雖然物料的破碎粒度與這兩個(gè)參數(shù)的關(guān)系影響方向不同，但與它們的比值關(guān)系是確定的，也就是物料破碎后的粒度與粉碎比例系數(shù)K成正比。對(duì)于性狀相同的同一種物料，粉碎比例系數(shù)K越大，物料破碎后的粒度越細(xì)，即
總之，物料破碎粒度與原料粒度和粉碎比例系數(shù)有關(guān)，原料粒度越小，粉碎比越大，粒度越細(xì)。根據(jù)生產(chǎn)工藝要求，鼠籠式破碎機(jī)粉碎比例系數(shù)應(yīng)有一個(gè)合適范圍，這個(gè)比值范圍就是物料破碎后粒度的變化范圍。
2.5鼠籠式破碎機(jī)的排料速度
排料速度關(guān)系到鼠籠式破碎機(jī)的生產(chǎn)能力。物料被擊輥?zhàn)矒粢院螅驌糨佂獗砻娴姆ň�方向散射，物料速度將會(huì)降低。高速旋轉(zhuǎn)的鼠籠輪帶動(dòng)機(jī)殼內(nèi)的空氣高速旋轉(zhuǎn)，形成氣流屏障，也將使被破碎物料減速，使物料的速度低于擊輥的線速度。為了使物料能夠順利地排出機(jī)殼，要求擊輥的間隙面積與擊輥的撞擊物料面積有一定的比值（即破碎比例系數(shù)K）。擊輥?zhàn)矒粑锪系臋C(jī)會(huì)與物料排出機(jī)殼的機(jī)會(huì)成反比關(guān)系，即擊輥?zhàn)矒粑锪系臋C(jī)會(huì)越多，物料排出機(jī)殼的機(jī)會(huì)越少，而擊輥?zhàn)矒粑锪蠙C(jī)會(huì)的多少又與擊輥的線速度有關(guān)。這樣，影響物料排料速度則是擊輥的實(shí)際線速度和破碎比例系數(shù)的乘積．即：
由于破碎比例系數(shù)K由工藝條件決定，一般不能更改，因此，提高鼠籠式破碎機(jī)的排料速度，只能適當(dāng)增大擊輥的線速度。
2.6鼠籠式破碎機(jī)鼠籠輪寬度和直徑
鼠籠輪寬度和直徑是鼠籠式破碎機(jī)的一個(gè)重要幾何參數(shù)，它不僅影響設(shè)備的破碎比例系數(shù)，而且對(duì)排料速度和粒度均有影響。當(dāng)物料粒度和鼠籠輪線速度作為不變量時(shí)，鼠籠輪的排量將受擊輥間距和面積的影響。而影響鼠籠擊輥間距面積的因素是鼠籠輪的寬度與鼠籠輪的直徑。
鼠籠式破碎機(jī)的送料舌頭是從小鼠籠輪的一側(cè)內(nèi)圈將原料送入到鼠籠式破碎機(jī)內(nèi)的，也就是說(shuō)，鼠籠輪的寬度是有限大的。雖然鼠籠輪的排料量受鼠籠輪的寬度和鼠籠輪直徑的影響，但并不是鼠籠輪越寬，鼠籠輪直徑越大，機(jī)器的產(chǎn)量越高。所以，鼠籠輪的寬度與鼠籠輪的直徑應(yīng)該有一個(gè)合適的比例范圍。
3、提高鼠籠式破碎機(jī)生產(chǎn)能力的措施
合理設(shè)計(jì)機(jī)殼的結(jié)構(gòu)
積料結(jié)垢是鼠籠式破碎機(jī)常見(jiàn)的問(wèn)題，也是影響鼠籠式破碎機(jī)生產(chǎn)能力的一個(gè)主要因素。積料結(jié)垢是指機(jī)殼和籠輪間隙塞滿物料，影響物料的排料。主要是由于機(jī)殼內(nèi)腔尺寸太小、清理門(mén)位置設(shè)置不當(dāng)引起造成的。特別是當(dāng)殼頂與大轉(zhuǎn)子擊輥間的距離太小時(shí)，高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子甩出的物料落在殼頂時(shí)未能及時(shí)離開(kāi)，而被擠壓在門(mén)的內(nèi)壁接口處和機(jī)殼頂部角落發(fā)生積料結(jié)垢。積料結(jié)垢不僅導(dǎo)致物料無(wú)法順利排出，影響生產(chǎn)，而且當(dāng)結(jié)垢增厚到一定程度時(shí)，還造成轉(zhuǎn)子擊輥的磨損或者折斷。積料結(jié)垢現(xiàn)象可通過(guò)合理設(shè)計(jì)機(jī)殼的結(jié)構(gòu)加以改善，如增大機(jī)殼內(nèi)腔尺寸和殼頂高度，以增加大轉(zhuǎn)子與機(jī)殼內(nèi)壁空間，使被甩到機(jī)殼上的物料能夠及時(shí)下落，而不致受擠壓、層層堆積在機(jī)殼上；同時(shí)設(shè)置新型耐磨橡膠內(nèi)襯，增強(qiáng)內(nèi)壁自潤(rùn)性，杜絕物料在內(nèi)壁停留并粘結(jié)現(xiàn)象，避免大轉(zhuǎn)子上的擊輥被結(jié)料摩擦而斷裂。此外，鼠籠輪在轉(zhuǎn)動(dòng)中受物料的擠壓與摩擦，產(chǎn)生了較大的阻力矩，增加了能耗。由于籠輪各表面和機(jī)殼內(nèi)是平行的，因此在運(yùn)轉(zhuǎn)中鼠籠輪整個(gè)面積始終處于物料的擠壓與摩擦之中，這樣接觸面積大，產(chǎn)生的阻力矩就大，增加了無(wú)功能耗，影響了生產(chǎn)能力。減小摩擦面積以減小阻力矩是提高生產(chǎn)能力的一個(gè)重要途徑。可采取如下方法：用直徑10～15mm的螺紋鋼制作2個(gè)“L”形架（角鋼），對(duì)稱固定在大籠輪上，在小籠輪一側(cè)同定一段鋼筋（墊鐵），見(jiàn)圖3所示。加鋼筋像一個(gè)刮物料器，每轉(zhuǎn)1周就刮出10-15mm寬的空間。這樣，鼠籠在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)只有鋼筋和機(jī)殼間的物料相接觸，接觸面積很小，而整個(gè)轉(zhuǎn)子的大面積不與物料擠壓摩擦，從而使阻力大大降低。在同等人物料量時(shí)，電機(jī)電流大大降低。在電機(jī)同樣達(dá)到額定電流時(shí)，粉碎機(jī)生產(chǎn)能力比原來(lái)大大提高。
（信息來(lái)自：富通新能源破碎機(jī)
http://sxktls.com/psj/）
