剪切式单辊破碎机广泛应用于生活垃圾破碎处理中,由于生活垃圾中含有砂石等物,导致刀具磨损较快,同时磨损又带来功耗增大,换刀停机费用.分析刀具磨损过程特性,合理选择刀具材料及破碎工况,提高整机性价比,对企业,社会都有极大的经济效益.本文分析了该破碎机的工作原理,并根据生活垃圾的特点,介绍了其基本结构和破碎过程,并根据破碎粒度要求设计了固定颚板新型结构,具有实际应用价值。针对有机生活垃圾密度小,间隙大和韧性物质含量高的特点,提出了垃圾压缩剪切破辞的新方法,并给出了主要的技术参数的选择计算,对影响破碎性能的主要因素压强和转速进行了研究,得出了以下结论:垃圾在破碎过程中受到压力越大,破碎效果越好,单位功耗越低;在压强不变的条件下,随着转速的增加,破碎产品中小粒径(d〈10mm)颗粒的含量逐渐减少,大颗粒(10mm〈d〈30mm)的含量逐渐增多,单位功耗逐渐降低。
在城市生活垃圾进行二次利用之前,经常会进行垃圾破碎预处理。在城市生活垃圾破碎机的设计制造和使用的过程中,主要考虑的因素有破碎效果、扬尘问题,以及振动问题。本文研究设计了一种新型双轴偏轴可调速的城市生活垃圾破碎机,并利用实验与数值模拟,对其破碎、扬尘抑制与振动特性进行了分析与优化。以刀片转速为研究对象,进行了单因素实验,结果显示刀片转速对破碎后的颗粒粒径有一定的影响。然后对破碎机进行了三因素(刀片距,轴距,转速)三水平的正交试验,结果表明低速破碎刀对物料的破碎效果较差;但随着转速的提升,小粒径颗粒在破碎后产品中的占比先提升后降低。基于计算流体力学,对所设计的城市生活垃圾破碎机内部的流场进行了模拟计算,研究分析扬尘抑制的方法。通过对不同工况下内部流场云图的分析,可知增大两破碎刀轴的轴间距,或减小刀片的转速可以减轻飞料现象。据此提出了偏轴破碎的优化设计方案,并进行了建模和模拟计算。可知偏轴设计的城市生活垃圾破碎机能够在尽量减轻入料口飞料现象的条件下,获得较高的刀片转速,同时偏轴设计的城市生活垃圾破碎机可使出料口处的物料能够较为集中地从中间部分下料。基于有限元分析理论对城市生活垃圾破碎机进行了模态分析,对其振动特性进行研究。通过分析,得出了破碎机前六阶的固有频率和振型;分析城市生活垃圾破碎机结构强度较为薄弱的区域为出料口挡板,其在破碎机优化后的转速范围内有两个共振频率点;在刀片最优转速工作区域中,电机及破碎刀片具有两组需要避免的转速。
