如何选择高精细对辊细碎机

砖瓦平台客服056

王兆云(山东青迈机械设备有限公司天津 300400）
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摘要：关于原料处理工艺中如何选择合适的高细碎对辊机进行细碎（0.4~1.5mm）处理，结合多年的对高细碎对辊机了解，详细讨论了选型考虑几个要点，供大家在选型设备时候参考。
How to choose the right roller machine in Raw material processing technology for fine crushing roller machine (0.4~1.5mm) ，combined with high crushing roller machine understanding, selection is discussed in detail to consider several points, for the information of everyone in the selection of equipment.
 
关键词：高细碎对辊机：辊皮：在线修复：液压保护：辊子间隙：破碎比：间隙检测
Key words: Refinery roller mill: roller: online fixed: hydraulic protection: roller gap: reduction ratio: gap detection
 
    对辊机广泛应用于陶瓷、水泥、新型墙材及耐火材料等行业的一种物料细碎设备，适用于处理粘土、页岩、煤矸石及矿山尾矿等原料。随着建筑节能、环境保护及墙材革新工作的不断深入，对建筑制品的功能和质量的要求也越来越高，高孔洞、薄壁砖成为了一个新的要求，为此对辊机中的高细碎对辊机在生产过程中对原料进一步破碎和搓柔、改变原料内颗粒级配、提高原料的塑性、低坯体的干燥敏感性，减少坯体干燥裂纹，大大提高烧成制品合格率和表面质量显得非常关键，其在砖瓦生产中作用是其他设备难于替代的，特别是在以黏土、煤矸石、页岩为主的细化设备中，高细碎对辊机是不错的选择。
    对辊机按照辊子间隙来讲，一般分为高细碎对辊机、中碎对辊机和粗碎对辊机。高细碎对辊机辊子间隙为0.4~1.5mm，中碎对辊机辊子间隙1.5~3mm，粗碎对辊机辊子间隙大于3mm。由于我国细碎对辊机开发较晚，目前大多对辊机辊子间隙均3mm左右，属于中碎和粗碎，真正做到1mm高细碎对辊机尚不多。
   关于原料处理工艺中如何选择合适的高细碎对辊机进行细碎（0.4~1.5mm）处理，结合我单位多年的选用、设计、制造经验，详细简绍如下：
 
1.产品类型
    在工艺布置中，高细碎对辊机可被用作细化物料，改变原料内颗粒级配，提高原料塑性，一般都放在挤出机之前。根据最终制品不同，对辊机间隙一般调整在0.8~3mm之间。一般情况下，1-3mm间隙可以满足一般普通空心砖的质量要求，而对于高档次的产品如薄壁多孔砖、装饰砖、地砖、清水砖、陶瓦等往要求破碎后的原料粒度在1mm以下，这就要求高细碎对辊机两辊之间的间隙应在0-1mm范围内进行调整。
    而为了保证能够达到0-1mm调整间隙，就要求选择的高细碎对辊机设计更要合理，设备要精工制造，特别辊皮本身的加工几何尺寸精度都有更高的要求，辊子装配需要做动平衡，以保证辊子轴与外圆同轴度不大于0.2mm。辊子在装配后应进行一次外圆加工，以消除装配过程中产生的同轴度误差和辊皮变形。只有做到设计合理、精工制造、更高标准的安装和调试，才能保证调整间隙达到1mm以下工作间隙。
 
2.破碎比
    在确定原料出料粒度后，就要选择合适的破碎比。原料不同，破碎比不同。对于硬度很大的页岩或煤矸石等原料莫氏硬度大于5的物料，这类物料破碎起来比较困难。进料粒度和出料粒度比例最好控制在5左右。也就是出料粒度如果定位1mm，进料粒度应该是5mm左右。而对于中硬（普氏硬度4-5）以下物料，如黏土、煤矸石、页岩等，破碎比可以在8~12左右，也就是出料粒度为1mm，进料粒度在12mm以内。如果进料粒度过大，造成两辊钳不住物料，物料在两辊表面打滑，堆积物料，增加了辊皮的磨损，就会影响对辊机的产量。

3.辊皮
    为了使高细碎对辊机破碎较硬物料，这就要求高细碎对辊机的辊皮必须有较高硬度（一般要求其表面硬度大于HRC55，沿辊宽方向硬度不均匀值不超过HRC5）和耐磨性能。目前国内生产的辊皮材质基本上可以分为四类：铸铁辊皮、铸钢辊皮、复合辊皮、焊接辊皮。其中铸铁、铸钢、复合辊皮因铸造技术条件的限制，耐磨性不好。焊接辊皮应表面有一层碳化钨耐磨材料堆焊层，可以提高辊皮耐磨性，但辊皮堆焊耐磨材料后辊皮变形较大，其外圆几何尺寸满足不了细碎对辊机小于1mm间隙的要求。因此要提高辊皮质量，必须采用新技术、新工艺，以满足设备对辊皮的要求。经过多年摸索，我单位吸收意大利的铸造技术经验，结合国内的铸造工艺，采用离心铸造工艺，制造的辊圈外硬耐磨，里韧又具有缓冲功能，表面硬度HRC55~HRC60，适合于较硬物料，辊圈性能和进口辊圈相差不大。
 
4.整体结构
    目前国内生产的高速细碎对辊机设计简单，铸造件为主，制造精度低，普遍刚性较差，设备经不住长期运转，按标准（JC/T4503-95），运行时间低于7000h属不合格品。设备整体刚性差的原因除了选择材料偏小以外，还存在着设计方面的问题，如两辊轴承座间位移滑块间固定爪的联接方式，国内各厂均采用普通螺栓将其联接在机架上。这样，在长期反复对物料的破碎过程中，螺栓易产生变长、松动，从而使辊子间隙达不到1.5mm或2mm以下，使间隙不能控制。我们的做法是用穿过机架内腔的通长杆联接两边固定爪，通长杆是采用足够粗的耐变形45号钢（一般φ60）车制而成。设备整体为刚性时，在两辊破碎物料过程中机架水平不承受任何力，即只承担垂直方向支承力。破碎力通过两辊子——轴承座——（液压系统）——固定爪再传给拉杆而抵消。这样设备运行就较平稳，不会产生振动、摆动等现象，运行声音小，粉尘低。
 
5.刮料刀装置及布料装置
    目前国内对辊机进料大多采用槽型皮带机供料，容易造成不均匀给料，造成辊面局部磨损严重，其结果是增加辊皮修模次数，减少了辊皮利用率。为保证高细碎对辊机辊面均匀磨损，在高细碎对辊机上应设有布料器，使原料均匀布料在高细碎对辊机入料口，可提高辊皮利用率，减少局部磨损风险。
    为了提高辊子的效能，高细碎对辊机必须装载有刮料刀装置，刮料刀主要作用是贴附在辊子表面清除辊皮表面所粘附的物料，必须具有足够的硬度和耐磨性，能够起到刮料的作用，刮料刀的压紧力可以调节，国内设备为了节约成本一般采用弹簧压紧，我方的设备采用气动压紧，可调，可以锁定，外置连杆调节，容易抽出更换。
 
6.辊子的过载保护、缓冲装置
    高细碎对辊机主要用于破碎原料，由于原料中可能掺有铁屑等杂物，为防止可能出现的事故，高细碎对辊机应有安全可靠的过载保护系统，一是保护设备安全，二是保护操作人员安全。国内设备的过载保护一般采用过载保护块、安全销等过载保护装置。采用安全块和安全销方式，在超过一定载荷后，安全块和安全销子起作用时候会断裂，便于辊子弹出，设备停机检修复位后才能重新启动。我方设备一般采用液压系统保护，当泥料中夹带有金属等硬质物体通过辊子时，辊子的液压保护系统会在压力作用下使辊子弹性回缩，从而使两辊子之间的间隙增大，起到保护辊皮的作用。同时由于液压系统能很好的缓冲辊子对装备冲击，提高了设备使用寿命，在金属异物通过后，液压保护系统能够及时将辊子复位，保证了使用效能，这也是国外设备普遍采用的设计。
    为了应对物料对辊子的冲击，同时保证辊子有一定的挤压破碎力，高细碎对辊机活动辊子必须设有加压装置。加压装置一般采用弹簧加压和液压加压两种，采用弹簧缓冲的优点是结构简单，但加压力可调控性差，容易失效，一般在粗碎对辊机上应用较多。大部分厂家加压装置采用圆柱弹簧，缓冲距离大，压紧力小，弹簧容易疲劳失效，出料粒度不稳定。有的高速细碎对辊机两辊都采用定辊装置，硬性连接，没有缓冲装置，加压力被动，设备运行时震动较大，粉尘污染厉害。而性能稍好的高细碎对辊机，加压装置采用蝶形弹簧组成，缓冲
距离小了，压紧力可以，能够达到破碎力度的要求，可以破碎莫氏硬度4以下物料，但是弹簧也容易疲劳失效，可调控性差，需要经常压紧弹簧的螺丝。我方采用液压加压装置不仅加压可调，操控性好，稳定，而且减振降噪效果优于前者，国外的高细碎对辊机，大多加压装置采用这种形式。

7.辊子差速、皮带轮
    选择高细碎对辊机，辊子差速和皮带轮也是要考虑的要点。如果对辊机两辊的线速度相同，那高细碎对辊机仅仅有破碎作用。如果要增加高细碎对辊机对原料的剪切、碾练、增塑作用，就必须对高细碎对辊机采用差速（两棍子线速度不一致），差距设计在20%左右就能达到剪切、拉扯、增塑、碾练的效果。
    考虑高细碎对辊机启动问题，为了减少辊子的启动力矩，避免烧坏电机，我方设计的高细碎对辊机大皮带轮的直径超过辊皮直径，这样还可提高了皮带的使用寿命。目前国外设计的细碎对辊机大皮带轮直径均大于辊子直径，运转时候可以存储惯性，如遇异常（供料大）时候，不需要增加动力，就可以克服异常载荷。
 
8.在线辊子修复装置
    高细碎对辊机应配有在线修磨装置或者车削装置，且修复时为慢速驱动。修磨装置是对辊皮进行修磨，修磨装置能够完成两个方向的运动，横向和纵向的进给运动，修磨后辊皮圆柱度最大不超过0.2mm。
    国内高细碎对辊机修磨大多采用拆下辊子车削或者在线磨床磨削方式，费工费力，效果不好。目前国外细碎对辊机无一例外，均采用辊子在线修复装置，以随时对辊子表面进行直线恢复性修复，这样便于进行辊间隙的控制和调整，保证物料的粉碎效果，也免除了无在线装置而不得不拆下辊轴在机床上进行修复的麻烦，对生产影响较小。
    因此，对高细碎对辊机，在线修复装置应是不其不可缺少的主要配置。在线车削修复，考虑到辊子表面的高硬度，一般的磨削机是不能满足要求的，需要采用车削装置，车削刀需要车削HRC55~HRC60硬度的材料，最好采用陶瓷刀或者涂层刀具等。
    目前我单位直接采用在线自动车削机修复磨损的对辊机辊皮，平整、便捷、全自动、属于行业顶尖技术，能有效地提高对辊机辊皮的使用寿命。外圆车削一次需要30分钟，全自动控制，目前这项技术和德国Handle公司，意大利邦交尼公司、CAPACCIOLI同步。
 
9.辊子间隙检测、安全检测
    目前的高细碎对辊机设计，按照国外的技术经验，我方增设了一套辊子间隙检测传感器于轴承上，当对辊间隙发生变化时，就可以增加或减少供料，可很好的保护细碎对辊机，使其正常工作。另外，设备上布设安全开关，在设备结构性发生变动时候，能够立即停机，起到保护设备和人员作用。这是选型设备要考虑的配置要求。
   
    因此，原料处理工艺中如何选择合适的高细碎对辊机进行细碎（0.4~1.5mm）处理，结合我单位多年来对高细碎对辊机使用、设计、制造经验，综合要考虑产品类型、破碎比、辊皮、整体结构、刮料刀装置、布料装置、辊子的过载保护、缓冲装置、差速、皮带轮、在线辊子修复装置、辊子间隙检测、安全检测等要点，供大家在选型设备时候参考，希望有所帮助。