鼠籠式
破碎機(jī)是利用固定的擊輥與懸浮狀態(tài)的物料撞擊使原料粉碎的，具有破碎粒度細(xì)、破碎比大等優(yōu)點，在礦山、建材、化工、飼料、食品、醫(yī)藥、塑料等行業(yè)中廣泛應(yīng)用，主要適用于對一些低硬度物料的粉碎。在制磚行業(yè)中，鼠籠式破碎機(jī)用于對粘土、物料矸石、爐渣等原料進(jìn)行細(xì)碎和摻混，其生產(chǎn)效率高、壽命長、回料量低、維修量小、運(yùn)轉(zhuǎn)安全可靠。鼠籠式破碎機(jī)的破碎機(jī)理比較復(fù)雜，設(shè)計參數(shù)較多，機(jī)器性能受工作參數(shù)影響程度大。如果設(shè)計參數(shù)選擇不當(dāng)或不匹配，不僅影響破碎生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，而且影響設(shè)備的使用壽命。因此，了解鼠籠式破碎機(jī)的工作原理和設(shè)計參數(shù)的選擇原則，對保持設(shè)備良好狀態(tài)、提高破碎生產(chǎn)能力具有重要意義。本文對鼠籠式破碎機(jī)的破碎機(jī)理進(jìn)行了初步研究，分析了鼠籠式破碎機(jī)有關(guān)設(shè)計參數(shù)對設(shè)備性能的影響和一般設(shè)計方法，提出了提高鼠籠式破碎機(jī)生產(chǎn)能力的措施。希望對磚瓦粉碎設(shè)備的設(shè)計、選擇和使用有一定的幫助。
1、鼠籠式破碎機(jī)的工作機(jī)理
1.1鼠籠式破碎機(jī)的結(jié)構(gòu)
鼠籠式破碎機(jī)的結(jié)構(gòu)見圖1，它由內(nèi)鼠籠（小轉(zhuǎn)子）、外鼠籠（大轉(zhuǎn)子）、進(jìn)料斗、殼體、皮帶輪、行輪、電動機(jī)、支架等部分組成。工作時，大轉(zhuǎn)子、小轉(zhuǎn)子在各自驅(qū)動裝置的驅(qū)動下，以相反方向高速旋轉(zhuǎn)，待粉碎的物料從機(jī)殼上方的進(jìn)料槽連續(xù)不斷地進(jìn)入籠內(nèi)，在下落時與高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子上之擊輥相撞，塊狀物料被打散粉碎，經(jīng)粉碎的物料從下料斗進(jìn)入輸送帶輸入混料圓筒，完成破碎工序。
1.2鼠籠式破碎機(jī)的破碎過程
鼠籠式破碎機(jī)的破碎原理圖圖2。鼠籠式破碎機(jī)下作時，物料在破碎機(jī)中一般要經(jīng)過三次破碎。當(dāng)被破碎物料從下料斗經(jīng)下料舌頭到達(dá)小鼠籠輪內(nèi)圈時，一部分物料被小鼠籠輪內(nèi)圈擊輥撞擊并加速，另一部分物料被大鼠籠輪內(nèi)圈擊輥撞擊并加速，這是第一次破碎；被加速的物料遇到反方向高速運(yùn)動的大鼠籠輪內(nèi)圈擊輥和小鼠籠輪外圈擊輥又被破碎，這是第二次破碎；第三次破碎是小鼠籠輪外圈和大鼠籠輪外圈分別撞擊來自反方向高速運(yùn)動的物料，并將其拋出鼠籠輪。大部分物料是在第二次破碎時被破碎的，相比之下第一次破碎只不過是分料過程（把物料加速和均布）。由于物料在鼠籠式破碎機(jī)中經(jīng)過了三次破碎，因此，鼠籠式破碎機(jī)的破碎粒度細(xì)，破碎比較大。
1.3鼠籠式破碎機(jī)的破碎方式
物料在鼠籠式破碎機(jī)被破碎的方式比較復(fù)雜，按機(jī)理一般可歸納為三種方式：第一種方式是鼠籠輪的擊輥破碎物料，這是主要的破碎形式；由于擊輥表面是圓形或流線形，被破碎的物料不可能沿著同一方向運(yùn)動，物料彼此之間相互撞擊，這是第二種破碎形式；由于離心力的作用和擊輥的撞擊加速作用，總的趨勢是物料沿著小鼠籠外圈和大鼠籠輪外圓的切線方向拋出，撞擊到機(jī)殼內(nèi)壁上，這是第三種破碎形式。
2、鼠籠式破碎機(jī)的設(shè)計
2.1鼠籠式破碎機(jī)擊輥的確定
鼠籠式破碎機(jī)的鼠籠是由一大一小兩個相對回轉(zhuǎn)的籠子組成，每個籠子都由一個垂直固定在軸上的鋼盤，垂直于鋼盤按同心圓組裝著兩圈擊輥（擊輥中心線平行于轉(zhuǎn)軸中心線），擊輥是鼠籠輪破碎機(jī)的重要組成部分。從鼠籠輪破碎物料的原理圖可知，鼠籠式破碎機(jī)工作時，鼠籠輪的擊輥有一半面積永遠(yuǎn)不會被物料所撞擊，起不到破碎物料的作用，而另一半無論做成任何形狀，由于被破碎物料磨損，擊輥總會向半圓形或流線形變化的趨勢。因此，擊輥應(yīng)該做成圓形。這樣設(shè)計有三大優(yōu)點：
(1)可以節(jié)約貴重的耐磨金屬材料，節(jié)約資金降低造價。
(2)在同樣破碎面積的情況下，相當(dāng)于加寬了擊輥的間距，即加大了鼠籠輪的排料面積。
(3)由于擊輥重量減少，電機(jī)功率減小。
2.2鼠籠式破碎機(jī)粉碎比例系數(shù)K
鼠籠式破碎機(jī)粉碎比例系數(shù)K是設(shè)備的一個重要參數(shù)，鼠籠式破碎機(jī)的粉碎比例系數(shù)為擊輥間隙總面積與擊輥撞擊物料總面積之比。
2.3鼠籠式破碎機(jī)的轉(zhuǎn)速
鼠籠式破碎機(jī)的轉(zhuǎn)速對破碎質(zhì)量和生產(chǎn)能力有比較大的影響。一般來說，內(nèi)、外籠輪相對轉(zhuǎn)動的速度越高，破碎后物料的細(xì)度越好，生產(chǎn)能力越高；但也不能太高，否則當(dāng)超過某一臨界值時，轉(zhuǎn)速越高，生產(chǎn)能力反而下降（但細(xì)度提高）。因為物料從進(jìn)料口到落入下料槽時，必須穿過大籠輪擊輥與小籠擊輥高速逆向旋轉(zhuǎn)組成的四道“圓柵欄”，在穿過“這些柵欄”到外層空間下料槽的過程中，由于受到擊輥內(nèi)面的阻擋和側(cè)面的沖擊，物料只能從“柵欄”的縫隙中穿過，而籠輪轉(zhuǎn)速越高，則單位時間里每個擊輥經(jīng)過的位置越多，即柵欄的縫隙越小，從而單位時間里物料的通過量越小，也就是粉碎機(jī)生產(chǎn)能力降低的原因。
小籠輪轉(zhuǎn)速越高，則物料向外的離心速度也隨之增高，似乎能提高生產(chǎn)能力，但實際上物料的粉碎過程是非常復(fù)雜的，物料在被粉碎過程中自身也互相撞擊，阻礙穿過柵欄，穿過柵欄的物料量并不隨轉(zhuǎn)速成正比例提高，因此，小籠輪轉(zhuǎn)速增大對提高生產(chǎn)能力的作用很有限。外層籠輪轉(zhuǎn)速提高并不能增加物料的離心速度，對提高生產(chǎn)能力可以說沒有什么作用。而速度提高會帶來振動噪聲問題，所以必須恰當(dāng)?shù)卮_定籠輪的轉(zhuǎn)速。
2.4鼠籠式破碎機(jī)的排料粒度
破碎后物料的粒度是設(shè)備的另一個重要參數(shù)。研究表明，破碎后物料的粒度是擊輥間隙面積的正比函數(shù)，即擊輥間隙面積越大，破碎的機(jī)會越小，破碎后粒度越大；是擊輥撞擊物料面積的反比函數(shù)，即擊輥撞擊物料的面積越大，破碎的機(jī)會越多，破碎后粒度越小。雖然物料的破碎粒度與這兩個參數(shù)的關(guān)系影響方向不同，但與它們的比值關(guān)系是確定的，也就是物料破碎后的粒度與粉碎比例系數(shù)K成正比。對于性狀相同的同一種物料，粉碎比例系數(shù)K越大，物料破碎后的粒度越細(xì)，即
總之，物料破碎粒度與原料粒度和粉碎比例系數(shù)有關(guān)，原料粒度越小，粉碎比越大，粒度越細(xì)。根據(jù)生產(chǎn)工藝要求，鼠籠式破碎機(jī)粉碎比例系數(shù)應(yīng)有一個合適范圍，這個比值范圍就是物料破碎后粒度的變化范圍。
2.5鼠籠式破碎機(jī)的排料速度
排料速度關(guān)系到鼠籠式破碎機(jī)的生產(chǎn)能力。物料被擊輥撞擊以后，向擊輥外表面的法線方向散射，物料速度將會降低。高速旋轉(zhuǎn)的鼠籠輪帶動機(jī)殼內(nèi)的空氣高速旋轉(zhuǎn)，形成氣流屏障，也將使被破碎物料減速，使物料的速度低于擊輥的線速度。為了使物料能夠順利地排出機(jī)殼，要求擊輥的間隙面積與擊輥的撞擊物料面積有一定的比值（即破碎比例系數(shù)K）。擊輥撞擊物料的機(jī)會與物料排出機(jī)殼的機(jī)會成反比關(guān)系，即擊輥撞擊物料的機(jī)會越多，物料排出機(jī)殼的機(jī)會越少，而擊輥撞擊物料機(jī)會的多少又與擊輥的線速度有關(guān)。這樣，影響物料排料速度則是擊輥的實際線速度和破碎比例系數(shù)的乘積．即：
由于破碎比例系數(shù)K由工藝條件決定，一般不能更改，因此，提高鼠籠式破碎機(jī)的排料速度，只能適當(dāng)增大擊輥的線速度。
2.6鼠籠式破碎機(jī)鼠籠輪寬度和直徑
鼠籠輪寬度和直徑是鼠籠式破碎機(jī)的一個重要幾何參數(shù)，它不僅影響設(shè)備的破碎比例系數(shù)，而且對排料速度和粒度均有影響。當(dāng)物料粒度和鼠籠輪線速度作為不變量時，鼠籠輪的排量將受擊輥間距和面積的影響。而影響鼠籠擊輥間距面積的因素是鼠籠輪的寬度與鼠籠輪的直徑。
鼠籠式破碎機(jī)的送料舌頭是從小鼠籠輪的一側(cè)內(nèi)圈將原料送入到鼠籠式破碎機(jī)內(nèi)的，也就是說，鼠籠輪的寬度是有限大的。雖然鼠籠輪的排料量受鼠籠輪的寬度和鼠籠輪直徑的影響，但并不是鼠籠輪越寬，鼠籠輪直徑越大，機(jī)器的產(chǎn)量越高。所以，鼠籠輪的寬度與鼠籠輪的直徑應(yīng)該有一個合適的比例范圍。
3、提高鼠籠式破碎機(jī)生產(chǎn)能力的措施
合理設(shè)計機(jī)殼的結(jié)構(gòu)
積料結(jié)垢是鼠籠式破碎機(jī)常見的問題，也是影響鼠籠式破碎機(jī)生產(chǎn)能力的一個主要因素。積料結(jié)垢是指機(jī)殼和籠輪間隙塞滿物料，影響物料的排料。主要是由于機(jī)殼內(nèi)腔尺寸太小、清理門位置設(shè)置不當(dāng)引起造成的。特別是當(dāng)殼頂與大轉(zhuǎn)子擊輥間的距離太小時，高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子甩出的物料落在殼頂時未能及時離開，而被擠壓在門的內(nèi)壁接口處和機(jī)殼頂部角落發(fā)生積料結(jié)垢。積料結(jié)垢不僅導(dǎo)致物料無法順利排出，影響生產(chǎn)，而且當(dāng)結(jié)垢增厚到一定程度時，還造成轉(zhuǎn)子擊輥的磨損或者折斷。積料結(jié)垢現(xiàn)象可通過合理設(shè)計機(jī)殼的結(jié)構(gòu)加以改善，如增大機(jī)殼內(nèi)腔尺寸和殼頂高度，以增加大轉(zhuǎn)子與機(jī)殼內(nèi)壁空間，使被甩到機(jī)殼上的物料能夠及時下落，而不致受擠壓、層層堆積在機(jī)殼上；同時設(shè)置新型耐磨橡膠內(nèi)襯，增強(qiáng)內(nèi)壁自潤性，杜絕物料在內(nèi)壁停留并粘結(jié)現(xiàn)象，避免大轉(zhuǎn)子上的擊輥被結(jié)料摩擦而斷裂。此外，鼠籠輪在轉(zhuǎn)動中受物料的擠壓與摩擦，產(chǎn)生了較大的阻力矩，增加了能耗。由于籠輪各表面和機(jī)殼內(nèi)是平行的，因此在運(yùn)轉(zhuǎn)中鼠籠輪整個面積始終處于物料的擠壓與摩擦之中，這樣接觸面積大，產(chǎn)生的阻力矩就大，增加了無功能耗，影響了生產(chǎn)能力。減小摩擦面積以減小阻力矩是提高生產(chǎn)能力的一個重要途徑。可采取如下方法：用直徑10～15mm的螺紋鋼制作2個“L”形架（角鋼），對稱固定在大籠輪上，在小籠輪一側(cè)同定一段鋼筋（墊鐵），見圖3所示。加鋼筋像一個刮物料器，每轉(zhuǎn)1周就刮出10-15mm寬的空間。這樣，鼠籠在運(yùn)轉(zhuǎn)時只有鋼筋和機(jī)殼間的物料相接觸，接觸面積很小，而整個轉(zhuǎn)子的大面積不與物料擠壓摩擦，從而使阻力大大降低。在同等人物料量時，電機(jī)電流大大降低。在電機(jī)同樣達(dá)到額定電流時，粉碎機(jī)生產(chǎn)能力比原來大大提高。
（信息來自：富通新能源破碎機(jī)
http://m.czljfz.cn/psj/）
