辊式破碎机是一种常用的粉碎设备，具有结构简单紧凑、工作可靠、成本低廉，调整破碎粒度比方便等特点，主要用于对脆性和韧性中硬的物质进行中细碎加工，广泛应用于冶金、化工、建材、食品、陶瓷等行业。在陶瓷生产中，辊式破碎机主要用于对陶瓷生产原料的粉碎。辊式破碎机按辊面形式可分为平辊和齿辊破碎机；按辊筒数目可分单辊破碎机、双辊破碎机、多辊破碎机。而双辊破碎机按辊筒转速又可分为高速和低速双辊破碎机；按照辊筒安装方法可分为一个辊筒的轴承是活动的，另一个轴承是固定的破碎机和两个辊子的轴承都是活动安装的破碎机；按两辊筒转速的比值可分为等速和差速双辊破碎机等。辊式破碎机设计参数较多，如果选择和使用不当，将会影响破碎生产效率和效果。因此，合理选择辊式破碎机的工作参数，正确操作和使用设备，对提高生产效率和产品质量，延长设备的使用寿命具有重要的意义。
1、辊式破碎机的工作原理
1.1双辊破碎机的基本结构
陶瓷生产多采用一个辊筒是活动的，而另一个辊筒是固定的光面差速双辊破碎机，其结构如图l所示。这种辊式破碎机的特点是两个辊筒的直径相同，旋转速度不同，定辊的速度高于动辊。两辊旋转采用差速可使物料受到搓磨、剪切的作用，能有效地破坏物料的自然结构，提高物料的粉碎效果。
传动方式为：电机将运动和动力经过三角胶带传动和齿轮传动传给固定辊筒，而固定辊筒经过齿轮传动将运动和动力传给活动辊筒，使两个辊筒不等速地反向旋转。物料从上方喂料口加入，经过相向转动的两个粉碎辊，借助于摩擦力和重力作用，将给入的物料咬入破碎腔中，使其受到挤压和磨削作用而破碎，最后从下面的出料口排出。弹簧为保险装置，当物料中夹有大块杂物或硬质杂物落到破碎腔中不能被挤碎时，辊筒受力增大，活动辊筒就可以向左移动，通过活动轴承座压缩弹簧，待杂物排出后，借助弹簧的弹力辊简又恢复到原来的位置。破碎物料的粒度由两辊面之间的间隙决定，可适当调定。为了保证辊式破碎机的正常工作，在每个辊圈上配有刮料板装置（两辊均为光辊情况下）。刮料板在机械压紧力的作用下紧紧靠在辊圈表面，将辊圈表面粘附的原料清除。
这种破碎机的优点是：结构简单，工作可靠，动力消耗小；辊面有较高的耐磨性及可修复性，确保在工作中对辊间隙的稳定性；由于物料是靠两辊挤压破碎，因此，对物料的含水率有较宽的要求范围。缺点是破碎比不大，生产效率低，工作时有振动和要求喂料均匀。
1.2物料顺利进行破碎的条件
双辊式破碎机破碎粒度比较小，原料能否顺利破碎，取决于人料位置、人料粒径、辊筒直径以及对出料粒度的要求。如果入料位置不对、入料粒径过大，则物料无法有效进入破碎腔，也就不能正常进行破碎。
1)破碎钳角。从物料与辊筒的接触点作切线，两条切线的夹角称为钳角。物料进入破碎腔破碎时的受力情况见图2(a)，原料受到重力、辊筒的挤压力和摩擦力。根据力的平衡条件，物料在l，轴上的力平衡方
2、辊式破碎机材料和参数的选择
2.1辊圈材料的选择
双辊破碎机的辊圈是直接参与工作的部位，承受较大的压力，运动磨损大，因此，选择合适的辊圈对破碎效果和零件使用寿命影响很大。辊式破碎机分为细破和租破两种，其辊圈材料的选择要根据原料及工艺而定。常用的辊圈有：高铬复合辊圈、多元合金耐磨球铁、铸钢外堆耐磨焊条、灰口铸铁、表层白口铸铁。
1)高铬复合辊圈。此类辊圈外层采用高铬合金，内层采用球墨铸铁，表层硬度可达HRC58 - 62，主要用于细碎对辊机。采用此类材料时应配备辊圈磨削器，以确保发挥其应有的功能和作用。
2)多元合金耐磨球铁辊圈。此类辊圈是我国于20世纪末在引进消化的基础上结合国情开发而成。它的成功之处是通过淬火使表层硬度达到HRC50—55，但此类材料也存在制作过程中内应力难以完全消去和使用中耐冲击较差的缺陷。主要可用于原料硬度较低情况下的细度把关和增塑功能。
3)铸钢外堆耐磨焊条辊圈。此类辊圈耐磨耐冲击、修复简单，整机结构按细碎破碎机配置时，可完成原料的粗碎，乃至能满足细度要求不是很高情况下的细碎。其缺点是表层采用焊接工艺时难以保证尺寸精度。此类材料用于粗碎对辊时效果也较好。
4)灰口铸铁。此类材料多用于一般普通粗碎对辊机，主要针对粘性原料。由于其价值低廉在很多机械设备上普遍使用。
5)表层白口铸铁。此类材料在制作时采用硬模铸造、表面快冷工艺，从而在表层产生白口铸铁，达到增加表层硬度的效果。其缺点是高硬层较浅、耐冲击性能差，主要用于粗碎对辊机，使用初期耐磨性较好。
2.2主要参数的选择与计算
1)辊筒直径D的选择。辊简直径是光面对辊破碎机最重要参数之一，辊筒过小将造成物料不能被辊筒咬住（被抛出）．使破碎机不能有效地工作。因此，慎重合理地确定对辊破碎机辊简直径是十分重要的。辊简直径与原料的大小、硬度及破碎程度有关。辊筒直
辊筒直径D的选择主要考虑最大人料粒度的适应性，人料粒度小时可选择较小的直径，入料粒度大时可选择稍大的直径。一般选择D= 400 - 1000 mm。
2)辊筒长度L的选择。辊筒长度L的选择主要是考虑产量的需要。当被破碎物性质一定，影响产量的主要参数为辊简直径D，辊筒长度L，辊筒转速n。辊筒越长，产量越大。考虑到辊筒的磨损不均匀，中部比两边磨损快，辊简的长度不宜过长。一般辊筒长度L取辊简直径的0.8 - 2.0倍。
3)辊筒转速n的选择。辊筒的最佳转速应满足最大生产率、最小功耗、均匀的产品粒度以及减小辊子表面磨损等条件要求。当被破碎物性质一定，转速越高，生产能力越大。但当转速太高时，由于离心惯性力作用，物料容易被辊筒咬住，反而造成磨损、振动加大，电机功耗增加。在破碎比=4时，光面辊式破碎机的极限转速为：
3、辊式破碎机的正确使用和维护
合理确定有关设计参数是提高双辊破碎机破碎性能的关键，科学使用与维护也是十分重要的。
3.1双辊破碎机的日常维护
双辊破碎机日常维护工作的主要内容有：
1)加强润滑工作。双辊破碎机的润滑对防止零件的磨损和保持运动副良好运动状态十分重要，尤其是滚动轴承的润滑。要选择合适的润滑油（脂）；定时定量加注润滑剂，防止水、粉尘污染润滑部位；润滑剂使用一定时期或变质后应及时更换。
2)定期检查各紧固件（螺栓、螺母）有无松动现象。双辊破碎机工作时振动大，一些紧固零件工作一段时间后容易松动，因此检查工作十分必要，发现零件松动后应立即拧紧，并采取必要的防松措施。
3)注意经常调整两辊的间隙。两辊筒的间隙决定破碎粒度的大小，应使其保持在合适的范围内(一般在3~5 mm)，并保持合适的弹簧压力，使双辊破碎机始终保持良好的破碎效果。
4)注意调整刮料板与辊筒之间的间隙。因刮料板磨损较快，为易损件，要经常调整刮料板与辊筒的间隙，使其保持在1 - 1.5 mm．以保证较好的铲料效果。无法调整时应及时修复或更换。
5)注意检查辊筒的形状变化。辊筒外径磨损后产生凹面，使两辊间隙增大并超过允许范围，影响破碎效果。这时可采取车削或磨削外圆的修复方法，修复后通过调整间隙还可再使用，若磨损到一定程度不能继续修复使用时方可更换新辊筒，以降低成本费用。
6)注意检查三角胶带的传动情况。三角胶带的松紧对传动效率影响很大，胶带的拉力要适中。运行一段时间后，胶带发生塑性变形拉力变小，当胶带过松时影响传动能力，应及时调整，调整时通过电机沿滑槽的移动调整中心距。每根胶带的松紧程度应一致，切忌新旧胶带同组使用。
3.2提高双辊破碎机破碎效率的措施
1)合理选择双辊破碎机的型号以及控制进料直径。一般来说，双辊破碎机辊筒的直径，应不小于破碎前物料粒径的20倍，即D= 20 r时，才能获得良好的破碎效果。
2)控制物料的含水率。物料的含水率不宜过高，一般应控制在15%以下，否则容易牯接成团，影响破碎效率和破碎效果。
3)进料要均匀。不可突然加料过多，物料最好能落在整个辊简的宽度上，以减少辊子的不均匀磨损。
4)保持合适的辊筒间隙。两辊筒间隙应保持在3—5 mm，间隙过大时应及时修复或更换，否则影响破碎效果。
5)必要时采取双辊制的工艺流程，即采用两台双辊破碎机分别进行粗碎和细碎，充分保证破碎质量。
3.3辊简磨损后的修复
当辊筒磨损后，辊筒表面不为圆柱形，形成两头大、中间小的凹形轮廓。这时较大的料块或泥团就有可能通过磨损的凹口，起不到破碎的效果，因此要定期对辊筒进行修复。辊简修复有两种方法：就地切削（磨削）加工修复法和就地堆焊修复法。
1)就地切削（磨削）加工法。就地切削加工的方法是：在双辊破碎机的机架上，安装一个专用的刀架，其移动的轨迹应与辊筒的轴线平行。修复时开动破碎机，用手动进刀机构（有条件的也可采用自动进刀机构）对辊筒进行切削。应用这种方法时应注意以下几点：①刀架运行轨迹与辊筒的轴线平行，以免切削后出现锥度，影响破碎效果。②控制辊筒的运动速度。辊筒表面的线速度不应超过切削刀具的许用切削速度，否则应采取降速措施，以免损坏刀具。③对于高硬度辊筒，切削无法加工，这时可采用磨头按切削的方法进行磨削加工。
2)就地堆焊法。就地堆焊就是在磨损的凹口处进行焊接填充。这种方法简单实用，不影响生产，且堆焊部位的硬度和耐磨性均比较好，缺点是只适合于可焊性好的辊筒（如铸钢辊筒）。堆焊时应注意以下事项：①堆焊条选择要合适，以采用D256和D266为宜。②应选择小直径的堆焊条，小电流焊接规范，进行分层堆焊。这样可减少热应力，避免发生严重的变形和产生裂纹。⑧堆焊过程中，要经常用直尺样板对堆焊部位进行检查，以保证外形尺寸合格。④电焊机的搭铁要直接搭在辊筒上，不要搭在轴上，以免电流流过滚动轴承产生火花，使轴承的滚动体和滚道的表面烧损。
除此之外，还可以采用拆卸后修复法，就是将辊筒连轴一起全部拆卸下来，经车削修复后再安装到机器上使用。
4、结语
辊式破碎机对于被破碎物料的硬度、含水率、塑性等都有较好的适应性，是陶瓷生产的重要设备之一。为了提高辊式破碎机的工作性能，延长设备的使用寿命，应根据具体生产情况，科学选择机器的类型和型号，合理确定各有关参数；同时在生产过程中还应正确使用设备，做到规范操作，精心维护。只有这样，才能使辊式破碎机始终处于良好的工作状态，发挥其最佳的使用性能，满足生产的需要，不断提高生产率和产品质量。而在选择和设计辊式破碎机时应着重考虑以下几个方面的问题：①粉碎能力的提高；②粉碎能耗的降低；③投资、操作和维修成本的降低；①粉碎成品质量的提高；⑤安全、可靠的自动化控制等。
相关矿山机械设备：
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