500 t電極破碎機破碎裝置的設計改進

劉 勇

(中國有色(沈陽)冶金機械有限公司， 遼寧 沈陽 110141)

500 t電極破碎機破碎裝置的設計改進

劉 勇

(中國有色(沈陽)冶金機械有限公司， 遼寧 沈陽 110141)

根據電極破碎機實際工作情況，對導軌與上下導槽的研死現象進行了認真的分析。利用前后導輪組來代替上下導槽，從而避免了導軌與上下導槽研死現象的發生。簡化了產品結構，便于維修，提高生產效率，延長設備的使用壽命。

電極破碎機； 結構改進； 前后導輪組

0 概述

破碎機是把電解鋁的殘余陽極碳塊破碎后重新利用的一種破碎機，它利用破碎齒板與固定齒板間的相互擠壓將陽極碳塊破碎成小碎塊，它的破碎壓力最大為500 t，生產能力為5 t/h，破碎室尺寸為1 180 mm×1 100 mm×1 050 mm，破碎粒度小于100 mm。它由破碎裝置、液壓系統、集中潤滑、電控系統、進料系統五個部分組成。它的工作過程是先將

殘余的陽極碳塊放入破碎室內，側部油缸及柱塞缸前進到擠壓碳塊位置，柱塞缸通過高壓系統對柱塞加壓，通過柱塞前面沖頭上的破碎齒板對碳塊進行擠壓破碎，機架上的活動通過推料油缸加壓對碳塊進行再次破碎，使小于100 mm的碎塊從格篩孔落入回收區域，這樣往復多次的擠壓將破碎室內的殘余碳塊全部擠碎。破碎工作結束后柱塞由兩側的側部油缸退回，然后再次加料循環進行。

500 t電極破碎機總裝配圖見圖1。

圖1 500 t電極破碎機總裝配圖

1 破碎裝置分析

圖2 破碎裝置示意圖

破碎裝置是由機架、沖頭、柱塞缸、側部油缸、導軌、破碎齒板、固定齒板、活動齒板、推料油缸、推料導向油缸、上下導槽、格篩、防塵罩等組成。機架內兩側面分別把和上、下各兩條導軌及固定齒板。柱塞缸套與機架把和，柱塞與沖頭連接沖頭兩側面上下分別裝有上下導槽與導軌接觸，機架上部裝有防塵罩、下部裝有格篩，活動齒板鑲入機架內。工作時兩個側部油缸及柱塞缸推動沖頭向前運動，這時沖頭兩側的上下導槽與機架上的導軌之間是面接觸摩擦向前移動，由于導軌是外露的上下導槽與導軌間沒有軌道刷等防塵措施，工作時現場粉塵落在導軌上導致上下導槽與導軌間研死工作被迫停止。(導槽與導軌的理論間隙為0～0.44 mm)這時就需要對導軌和上下導槽進行修正，如果磨損嚴重必須對導軌和上下導槽進行更換。更換時需將導軌拆下、沖頭吊出，拆卸工作繁瑣而且需要很長的時間，這樣就會對生產造成一定的影響。通過對幾個生產現場的工作情況來看，其中上下導槽與導軌研死停止工作的現象都存在。所以它是一個共性的問題必須加以整改。有的現場對上下導槽及導軌增加了軌道刷等防塵措施但效果并不明顯，針對此問題的產生分析其原因主要是上下導槽與導軌間的滑動摩擦面積大，每個導槽為1 000 mm×25 mm、1 000 mm×100 mm，潤滑油容易粘住防塵且不容易清除，設計沒有防塵措施，最后形成導槽與導軌研死。破碎裝置示意圖見圖2。

2 破碎裝置設計改進

通過上述對破碎裝置的分析，主要問題是解決上下導槽與導軌之間的研死現象。我設計的改進方法是將沖頭運動時導槽與導軌的滑動摩擦，改為滾輪與導軌間的滾動摩擦。這樣就可以解決導槽與導軌相互研死的問題了。

破碎裝置改進具體步驟如下：

(1) 將原機架內側面的上下兩個導軌取消，改為機架內側中間的一個導軌，將原導軌尺寸由原來的100 mm×70 mm×1 100 mm改為120 mm×90 mm×1 100 mm，如圖3所示，因為從破碎裝置的工作原理來看，導軌主要起導向、定位及承受局部的扭曲作用，如果只考慮導向和定位作用原導軌尺寸可以不變，原兩根導軌一根還有工作時所產生的局部扭曲作用力，所以將原導軌加寬加厚，來增加導軌承載能力和抗扭曲能力。

(2) 取消沖頭上的上下導槽。原設計的上下導槽如圖4所示，它每根長1 m、寬25 mm，工作時接觸面積大所以將它取消。

(3) 在沖頭兩側中間位置前后增加兩個滾輪組來代替原沖頭上的上下導槽，見圖5。

圖3 機架與導軌

圖4 原設計導軌

圖5 新設計沖頭

前后滾輪組示意圖見圖6。

圖6 前后滾輪組

由于沖頭在工作時前面的受力比較大，而且同時會產生上下左右各方向上的不確定力。所以將沖頭前面安裝前滾輪組，它由雙輪組成同時能保證沖頭的正確工作位置。沖頭后面安裝后滾輪組，因為沖頭后面工作時受力相對較小所以采用單輪組定位。根據生產現場粉塵較大的實際情況，在前后滾輪組上安裝軌道刷(彈簧壓緊式)用以導軌上部的粉塵。在沖頭兩側中間位置開槽如圖7所示。

沖頭兩側中間位置的槽寬尺寸與滾輪組底座的寬度相同，一是安裝時滿足滾輪組與導軌之間的距離要求。二是滾輪組底座鑲入沖頭體內，在工作受力時對滾輪組起上下定位作用。這樣在工作時滾輪組所受的徑向力及把和螺栓所受的剪切力都可以被有效的控制了。

圖7 沖頭與導輪組

滾輪組主要部件的選用如8所示。

圖8 滾輪組及部件

輪軸：由于工作時導向輪承受較大的徑向力，所以輪軸選擇45號鋼調質處理，輪軸直徑選擇Φ80 mm。

軸承：由于沖頭的工作狀態屬于低速重載，根據產品結構來看潤滑裝置不好布置，即使安裝軸承和導軌的潤滑，筆者認為并不理想。因為工作現場的粉塵較大，有潤滑油后粉塵更容易粘在導軌上不容易清除。所以軸承選擇自潤滑的粉末冶金滑動軸承。軸承尺寸為Φ80 mm×Φ105 mm×60 mm。

導向輪：導向輪選擇45號鋼調質處理、表面淬火。尺寸為Φ105 mm×Φ140 mm×70 mm。

側擋輪的材料選擇同導向輪。尺寸為軸徑Φ50 mm、擋輪為Φ60 mm×Φ80 mm×120 mm。軸承同樣選擇自潤滑粉末冶金滑動軸承。尺寸為Φ50 mm×Φ60 mm×120 mm。

軌道刷：選擇圓柱銑扁并加裝壓縮彈簧的方法，因為這樣清除粉塵的效果會更好，刷板采用尼龍板。

3 結論

通過對破碎裝置的產品結構的改進，可以改善和提高整機工作性能，從而使整機獲得一個良好的工作狀態；使產品結構更為簡化，更便于裝配和拆卸對設備維修更方便；有效避免了導軌研死現象的發生，解決了生產現場生產過程的實際問題；提高了產品的使用壽命，改善了工作條件，同時提高了生產效率；由于用滾輪組代替了上下導槽，所以降低了材料的使用成本，同時也降低了沖頭等加工件的加工成本。

[1] JB/T5000.10—2007，重型機械通用技術條件裝配[S].

[2] GB 50231—2009，機械設備安裝工程施工及驗收通用規范[S].

[3] 成大先.機械設計手冊[M].北京：化學工業出版社，2002.

Design and Improvement of the Crash Device of 500 Tons Electrode Crusher

LIU Yong

The paper analyses the problem between the guide rail and the guide slot, according to the electrode crusher actual work situation, uses front and rear guide wheel group to replace guide slot to avoid the problem, simplifies the structure, ease of maintenance, improves production efficiency and extends equipment life.

electrode crusher； structure improvement； front and rear guide wheel group

2015-01-09

劉 勇(1967-)，男，遼寧沈陽人，工程師，大學專科，主要從事制鋁設備的安裝與調試工作。

TD451

B

1003-8884(2015)04-0054-05