破碎篩分聯(lián)合設備的設計研究

鄭立遠

摘 要：在金屬與非金屬礦山、砂石場等均需要使用到破碎機械與篩分機械。在砂石場以破碎和篩分設備為主，配備輸送和儲存設備以及電氣控制等，組成砂石生產(chǎn)線，破碎篩分聯(lián)合設備由此而來。破碎篩分聯(lián)合設備將開采的天然巖石，通過多級破碎和篩分獲得所需要的一定粒級、形狀和數(shù)量的砂石產(chǎn)品，滿足各種建設工程需要。鑒于此，本文圍繞破碎篩分聯(lián)合設備的設計展開研究，僅供參考。

關鍵詞：破碎篩；分聯(lián)合設備；設計

0引言

現(xiàn)階段，從城市建筑、公路建設、鐵路道碴到水利工程等工程項目中，估計每年破碎篩分聯(lián)合設備新增超過200套。破碎篩分聯(lián)合設備的設計規(guī)范化對合理利用資源、降低能耗、提高砂石產(chǎn)品質量、改善砂石場的環(huán)境等方面起到積極作用。對破碎篩分聯(lián)合設備的設計展開探究具有重要的現(xiàn)實意義。

1 破碎篩分聯(lián)合設備的設計前提

1.1 用戶條件

（1）砂石場地形條件。例如：原料的來源通道、設備及成品堆場、輸出道路等。（2）物料。包括物料種類、抗壓強度、含水量、含泥量以及堆比重等物理性能，和供料規(guī)格、供料輸送方式等。（3）產(chǎn)品。包括處理量、分級要求、顆粒形狀要求等。

1.2 設備特性

（1）設備的電氣拖動性能及控制。（2）包括允許最大進料、不同排料口時的處理能力和不同排料口時的排料粒度曲線等。

2 破碎篩分聯(lián)合設備的方案設計

2.1 設備選型設計

破碎篩分聯(lián)合設備主要有三種型式：固定式、半移動式以及移動式。移動式破碎站按移動方式又分為輪胎式和自行走式。這三種型式可以完全獨立采用，也可以混合使用。例如初破機組是移動式，便于多個礦源進料就近破碎，然后以帶式輸送機輸送到固定地點，而二、三破以及篩分機組采用固定式。一個砂石場究竟采用那種型式，應根據(jù)砂石場運行時設備移動的頻繁程度來定。不需搬遷設備采用固定式，有可能幾年搬遷一次采用半移動式，而一年之內可能數(shù)次搬遷時以輪胎移動式為主，而如移動特別頻繁則可采用自行走式。

2.2 工藝流程設計

在系統(tǒng)進料和最終成品料需求都十分明確的條件下，實現(xiàn)破碎篩分的工藝路線可以是多方案的，不同方案所選擇設備會不相同，因而方案實施的初期投資費用和今后運行費用也會不同，設計者、投資者與運行者必須充分討論，切合實際，權衡利弊確定較佳的工藝方案。工藝流程設計應以分級破碎與篩分計算為依據(jù)。工藝流程設計確定主機設備的數(shù)量和選型，工藝流程設計應遵循下面所述的設計準則。

2.3 平面布置設計

（1）機械運行與維修，電控的操作位置和聯(lián)絡方便。在平面布置設計完成后，初步確定所有設備，包括運輸設備、儲存設備以及電氣控制等；（2）在流暢的物料流動條件下，盡可能少和短的帶式輸送機設置；（3）原料礦山與生產(chǎn)線進料口的距離、進料口場地和落差高度、設備布置場地、堆料場及料輸出方式；（4）滿足運行和產(chǎn)品輸送的中間堆料場和成品料場設計，充分利用場地。

3 破碎篩分聯(lián)合設備的設計準則

3.1 初破機組

（1）當前，初破機主要選用三種機型：顎式、反擊式和旋回式破碎機。顎式破碎機的簡擺式，曾經(jīng)在初破階段大量采用，由于其自重大，投資大，近 20 年來，被大規(guī)格的復擺顎式所取代，除特殊場合已很少采用。旋回式破碎機與簡擺顎式處境相仿，在大型礦山尚使用頗多，砂石場已很少選用。反擊式破碎機作為初破，僅適用于中軟巖石的處理，例如石灰石，因而其使用范圍受到局限。

（2）初破機前是否設置給料機或棒條篩，依生產(chǎn)線規(guī)模而定，通常處理量在50t/h以下小型砂石場可節(jié)省投資，不設給料機。在50～100t/h之間規(guī)模則可設可不設。而100t/h以上規(guī)模，則應設置給料機，理由如下：①往往卡車供料的大小是不均勻的，時大時小，當大塊進料較多時，顎破機負荷大，破碎速度緩慢，反之則快，給料機可以調整給料速度，使顎破機在負荷大時給料少些，在破碎速度快時給料多些，也有利于平均處理能力的提高；②由于顎式破碎機等均不允許滿腔起動，而給料機可以帶載荷起動，由給料機在前道工序控制給料，一旦非正常停機，可減少顎破機存料，容易恢復；③給料機將間歇式的自卸卡車、裝載機的供料變?yōu)橄蝾€破機連續(xù)供料，減少顎破機負載的波動，有利于延長機器的使用壽命。

（3）慣性振動給料機通常水平安裝，所需落差高度小于棒條篩，故適宜在初破機組中使用，這種雙偏心、慣性振動方式的給料機可以允許較大的料塊，且?guī)в锌烧{節(jié)間隙的篩條，此處篩條間隙可按后續(xù)破碎機的最大排料粒級相對應來設定。讓進料中小于初破排料粒級的部分小料在給料機中先篩分離，不必通過初破機，此時可以允許使用較小規(guī)格的初破機，或者使初破機在較小處理量下工作。給料機的選型，不僅其處理能力應符合系統(tǒng)要求，而且其最大允許進料也應滿足進料中大顆粒所占比例的要求。

3.2 二破機組和三破機組

（1）圓錐式破碎機是目前國內外砂石場中使用最廣泛的二次破碎設備，其不同規(guī)格和同一規(guī)格的不同腔形可以滿足各種不同的處理工況要求，較好地貼近工藝流程的需求，而且它運行平穩(wěn)，易損件使用壽命長。圓錐破的弱點有二條：一是操作相對復雜，不管哪種圓錐破都具備液壓和潤滑系統(tǒng)來調節(jié)運轉狀態(tài)和冷卻軸承的發(fā)熱；二是在破碎某些物料時，由于巖石自身的裂紋各向異性頗大，造成其排料的針片狀百分比含量較高。

（2）粗碎復擺顎破機極少用于二次破碎工序，而細碎復擺顎破機過去常見于中小型砂石場，由于處理能力小，且排料中針片狀料太多，已逐步被圓錐破碎機和反擊式破碎機取代。

（3）反擊式破碎機由于破碎比大，排料的針片狀顆粒少，近十多年來，已在砂石場特別是公路路面石料場大量使用，成為標準配置。反擊式破碎機有二個顯著弱點：其一，同樣處理能力、進出料粒級相仿的條件下，其裝機容量將大于圓錐破和顎破機，因為它主要采用沖擊破碎方式，與圓錐破和顎破機的擠壓破碎方式不同，在高速回轉時，鼓風效應造成較大的無效能量損耗；其二是易損件的磨損較快，在同樣處理工況下耐磨件使用壽命往往比圓錐破和顎破機縮短3倍以上，造成運行成本高，這也是由于破碎方式不同引起的。

3.3 預篩分機組和成品篩分機組

在分級破碎工藝上，前后級破碎工藝中間插入預篩分機具有兩個功能：一是可以減少后續(xù)破碎工藝的處理量。預篩分機把前道破碎后的排量中小于后續(xù)破碎排料粒級的物料分離出來，使之不參與后續(xù)的破碎，這時也會減少后續(xù)破碎排料中的細粒度比例；二是可以篩分獲得部分大規(guī)格的產(chǎn)品料。

3.4 清洗機組

砂石的清洗有二種做法：如果僅僅是控制成品料中的細粉，則可以在振動篩上清洗，清洗后的水與小于下層篩網(wǎng)的細顆粒物料一起進入砂石清洗機，將水和細粉與砂石分離，獲得需要的砂石。水和細粉通過沉降與脫水分離后回收循環(huán)使用，直接排放將造成環(huán)境污染。也可以在砂石清洗機內清洗，此時要按成品料中細粉的量，控制砂石清洗機的轉速、溢流的水量來控制細粉的洗去和保存量。如果主要是清洗粘在砂石塊上的粘土，則料石在破碎到細粉之前必須采用碎石或巖石清洗機將粘在石塊上的粘土刮去，這樣才能保證后續(xù)破碎篩分后的砂石質量。這種設備通常設置在振動篩之前，先清洗后篩分。

4結語

現(xiàn)階段，國外已有多家公司專門為破碎篩分機械制造商提供聯(lián)合設備設計的計算機軟件。當該公司的破碎篩分機械產(chǎn)品相關性能資料輸入該軟件后，設計工程師可以將用戶的各種要求及設計者的選擇一步步在人機對話的窗口中輸入，借助該軟件得到依據(jù)該公司產(chǎn)品的分級破碎計算工藝流程圖和設備選型等設計文件。這種輔助設計軟件，提高設計準確性，加快設計速度和減少設計工作量，受到普遍歡迎。由于每家公司產(chǎn)品性能不一樣，這種軟件也為某家公司專用，無法通用。但軟件編制所遵循的設計思想是一致的，主要內容即上述所介紹。

參考文獻：

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