在矿山、建材、冶金等行业中,物料的破碎是至关重要的一道工序。在众多破碎设备中,对辊破碎机以其结构简单、工作可靠、过粉碎率低等优点,在中小型破碎领域,特别是要求产品粒度均匀的细碎作业中占据着重要地位。其核心奥秘,便在于其独特的“双辊挤压”破碎原理。本文将深入剖析这一原理,揭示其对辊破碎机实现高效细碎的力学机制。

一、核心结构:相向而动的双辊
对辊破碎机的基本结构并不复杂,主要由机架、一对平行安装的辊子、传动装置(电机、皮带轮、齿轮)、弹簧或液压调整装置等组成。
其中,两个辊子是其核心工作部件。一个辊子固定在机架上(固定辊),另一个则安装在可移动的轴承座上(活动辊),两者通过一套强大的压紧系统(通常是大型弹簧或液压缸)被紧密地挤压在一起。两个辊子由电机驱动,通过齿轮或皮带传动,以相同的转速、相向旋转。辊子的表面可以是光滑的(用于细碎)。

二、工作原理:双辊挤压的三部曲
对辊破碎机的工作过程可以清晰地分为三个阶段,完美诠释了“挤压”是如何实现的:
1、咬入阶段:
当物料从进料口落入两个辊子之间时,首先依靠物料与辊皮之间的摩擦力被卷入破碎腔。这个阶段的关键在于“咬入条件”。只有当物料与辊子之间的摩擦力足以克服将其推出的力时,物料才能被成功拉入两辊的间隙(V型破碎腔)。这通常要求辊子与物料之间的摩擦角大于物料的啮合角。简单来说,辊子表面不能太光滑,且物料粒度不能远大于两辊的间隙。
2、挤压破碎阶段:
物料被咬入后,便进入了最关键的挤压破碎阶段。随着辊子的持续相向旋转,两辊之间的间隙逐渐减小,对物料的挤压力急剧增大。这个力远远超过物料的抗压强度极限,从而使其发生破碎。值得注意的是,这种破碎方式主要是静压粉碎,而非冲击式粉碎。
3、排出阶段:
破碎后的物料在辊子旋转的带动下,从两辊之间最窄的缝隙(即已设定好的排料口)中排出机外。由于排料口的宽度是固定的(通过调整两辊之间的间隙来实现),因此能够有效控制产品的粒度,确保出料粒度均匀,过粉碎的粉状物料较少。

三、高效细碎的秘诀:双辊挤压的力学优势
为何这种看似简单的“双辊挤压”模式能实现高效且均匀的细碎?其优势体现在以下几个方面:
1、选择性破碎,粒度均匀: 挤压破碎力作用更为集中和缓慢,物料颗粒首先在其内部缺陷处破裂,而不是被瞬间击打成无数粉末。这使得产品能保持相对均匀的立方体颗粒形状,针片状含量少,过粉碎率低,产品质量高。
2、能量利用率高: 静压粉碎方式将能量直接用于使物料破裂,而不是像冲击式破碎那样产生大量的热量、噪音和无效的动能损耗。因此,在相同的细碎条件下,对辊破碎机通常能耗更低,更为节能环保。
3、易于控制产品粒度: 产品粒度直接由两辊之间的间隙决定。通过调节弹簧压力或液压缸,可以轻松、精确地调整排料口大小,从而灵活地获得所需粒度的产品,操作简单,控制方便。
4、过载保护灵敏: 当不可破碎物(如铁块)意外进入破碎腔时,巨大的力会迫使活动辊压缩弹簧或液压系统向后移动,排料口瞬间增大,使异物得以排出,随后活动辊在压紧装置的作用下迅速复位。这套系统能有效保护设备核心部件(如辊子、轴承)免受损坏,设备运行安全性高。
当然,对辊破碎机也存在处理能力相对较低、辊皮易磨损等局限性。但随着新材料(如高耐磨合金辊皮)和新技术的应用(如液压调整系统、智能控制系统),现代对辊破碎机的性能和可靠性已得到极大提升。
总结而言,对辊破碎机的高效细碎并非依靠复杂的结构或猛烈的冲击,而是通过两个相向旋转的辊子,对物料施加巨大而持续的静压力,实现“慢工出细活”式的选择性挤压破碎。这种原理使其在需要严格控制产品粒度和形状的细碎领域,始终是一种高效、经济且可靠的关键设备。

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