CN109939774A - 一种振动击打式制砂机及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种振动击打式制砂机，包括箱体、弹性支撑机构、锤头机构、振动机构，所述箱体通过弹性支撑机构支撑，箱体上方布置锤头机构，振动机构固定连接箱体，所述锤头机构由悬挂架和悬挂在悬挂架下的若干锤头构成，所述悬挂架设于箱体上方，锤头通过悬挂架布置在箱体内；所述悬挂架和锤头不与所述箱体连接，所述箱体上部设有进料口，另一端的下部设有出料口，所述振动机构由振动器和变频控制系统构成，所述振动器固定在箱体上，所述振动器电性连接变频控制系统。本发明可以减少过粉碎或过大颗粒，减小浪费，节约资源。

Description

一种振动击打式制砂机及方法

技术领域

本发明涉及破碎制砂机领域，具体是一种建筑行业用人工机制砂的制备机械。

背景技术

随着社会的发展和经济建设的加速及规模不断扩大，天然砂已远不能满足需求，因而，人工机制砂应运而生。

目前广泛使用的人工机制砂的制备机械主要有立轴冲击式破碎机和锤式破碎机等。立轴式冲击破碎机通过旋转的转子体将岩石抛出进行冲击破碎；锤式破碎机通过旋转的锤头对岩石进冲击破碎。

在人工机制砂的制备作业工艺过程中，常常会希望得到某种粒径大小的颗粒产品，这就要求制砂机能较好的控制其破碎后的砂子颗粒的大小及粒度组成，提高制砂效率和避免由于过粉碎造成的矿石浪费。而立轴冲击式破碎机和锤式破碎机等制砂机械在进行制砂破碎作业的过程中，破碎的效果与冲击速度有很大关系，从破碎的位置来分析，一般均从作用力的作用点开始，对岩石的一个局部的强烈压缩作用，从局部屈服而粉碎。从而制砂产品的粒度范围较宽，有的还没有被破碎，有的已成为细粉，这是因为在力的作用区获得能量较多，多余的能量使之产生过粉碎，在力的非作用区获得的能量较少，因而没有被破碎。生产出来的人工砂或是颗粒太大，或是由于过粉碎产生大量的石粉，造成资源浪费，达到要求粒度大小的人工砂少，俗称的“两头多，中间少”的问题一直没有得到解决。

发明内容

本发明的目的在于提供一种振动击打式制砂机，以解决上述背景中提出的制砂机生产出来的人工砂或是颗粒太大，或是由于过粉碎产生大量的石粉，符合要求粒度大小的人工砂含量少的问题。

为实现上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术原理是建立在断裂力学基础上的选择性破碎原理。目前广泛使用的人工机制砂的制备机械都是建立在固体介质经典力学的基础上，是以被破碎岩石的内部没有缺陷作为假想的研究对象，建立在固体介质经典力学的基础上的常规制砂机的破碎往往是沿着岩石强度最大的面进行的，不仅造成过多能量消耗，而且会产生过粉碎。

而事实上，任何实际物料都是由许多不同相位组成的，在岩石中它们是不同矿物的晶体，由于形成时地质条件不同、组成的成分不同及形成的条件不同，使岩石中存在着大量的原始缺陷，利用断裂力学的选择性破碎即是沿着这些缺陷进行的。

建立在物料都是有缺陷的基础上，把破碎力作用在缺陷处的选择性破碎能最大限度的利用原子分子之间界面物料结构缺陷，实现沿相位界面的表面破碎。在这样的物理机制的破碎过程中，具有任何强度的岩石均能被破碎，而且不会有过粉碎，因此能量消耗最少，破碎比大。

利用断裂力学原理，选择合理的施加作用力方法是非常重要的，形成岩石的选择性破碎时，破碎是多阶段进行的，从有缺陷的地方开始进行周期性破坏。岩石内的原始裂纹，在脉冲负荷的作用下，裂纹不断扩展，最后承受不了外载荷的作用而断裂。

选择性破碎是采用较小的作用力和较多的作用次数来实现的。为了使破碎时间缩短，可使用较高频次的作用力使破碎发生在非常短的时间内，同时为加强深层破碎，采用高频脉动作用力，使破碎力作用时间超前于弹性变形和塑性变形的时间，即岩石还没有机会进行弹性变形和塑性变形的时间，载荷的作用时间已过，从而在岩石内不发生能量积存，使作用力作用于岩石深层，将所有的能量用于裂纹的扩展，产生新表面。

综上所述，建立在断裂力学基础上的选择性破碎理论，需采用高频脉动循环作用力。

为实现上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种振动击打式制砂机，包括箱体、弹性支撑机构、锤头机构、振动机构，所述箱体通过弹性支撑机构支撑，箱体上方布置锤头机构，振动机构固定连接箱体。

进一步的，所述锤头机构由悬挂架和悬挂在悬挂架下的若干锤头构成，所述悬挂架设于箱体上方，锤头通过悬挂架布置在箱体内，所述锤头可转动安装；所述悬挂架和锤头不与所述箱体连接，所述箱体上部设有进料口，另一端的下部设有出料口，所述振动机构由振动器和变频控制系统构成，所述振动器固定在箱体上，所述振动器电性连接变频控制系统。

作为优选，所述悬挂架包括位于箱体两侧的支座，用于悬挂锤头的悬挂轴的两头安装固定在支座上，所述锤头的一端悬挂在悬挂轴上，并通过轴承可转动地固定在悬挂轴上，可以绕悬挂轴灵活转动，锤头另一端靠自重落在箱体的底板上，锤头分数段布置。

作为优选，所述支座上安装锤头悬挂高度调节装置，悬挂轴与锤头悬挂高度调节装置连接，通过调节锤头悬挂高度调节装置，悬挂轴可以在支座上的上下位置进行调整，从而改变锤头相对于箱体的高度位置。

作为优选，所述悬挂架中安装锤头固定机构，锤头中部设置调节孔，调节孔的数量至少为两个，锤头固定机构与调节孔配合。

作为优选，所述锤头上装有可更换的配重。

作为优选，所述锤头的头部设有方形或圆形的副锤头。

作为优选，振动器内的偏心块上有可以改变重量的配重块。

作为优选，所述箱体的底板设有可以更换的衬板，底板下面有横梁支撑，箱体上部有加强梁，形成一个框架箱体。

本发明还公开了，一种振动击打式制砂方法，以箱体装物料，并且箱体通过弹性支撑机构支撑，并且在箱体上安装振动器，振动器连接变频控制器，箱体的上方设置悬挂架，悬挂架中安装悬挂轴，并且悬挂轴连接有锤头悬挂高度调节装置，悬挂架中还设有锤头固定机构，锤头为分段多排布置，锤头有多种形状并可调节配重，根据所要破碎的物料特性和目标砂的表面特性选择锤头的形状，并且根据物料特性和目标砂粒度调节振动器的偏心轮配重，并通过锤头悬挂高度调节装置调节锤头高度，通过锤头固定机构有选择的固定锤头调节参与破碎的锤头密度，破碎过程中，根据出料情况通过变频控制器调节振动器频率来调节破碎频率，制砂原料从箱体进料口进入，箱体在振动器驱动下进行振动，同时箱体底板带动锤头上下跳动击打原料，对原料产生高频脉动循环作用力，并经过数段锤头的击打，原料逐渐由大变小，形成砂粒由箱体的出料口排出；如果出料情况仍不符合要求，则停机调节锤头形状、高度和分布，调节振动器的偏心轮配重，直到调节至符合要求为止。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：可以减少过粉碎或过大颗粒，提高人工制砂的效率，减小浪费，节约资源。

制砂原料从箱体进料口进入，箱体在振动器和弹性支撑机构的作用下进行高频振动，同时箱体底板带动锤头上下跳动击打原料，对石料产生高频脉动循环作用力，并经过数段锤头的击打，原料逐渐由大变小，形成砂粒由箱体的出料口排出。

锤头可以通过锤头固定机构方便收起或放下，从而根据制砂原料的来料量和出料口排出的砂的粒度等情况，对进行击打的锤头数量进行调整，从而改变锤头对岩石作用力的频次。

锤头上有便于更换的配重，通过更换配重来改变锤头的重量，从而可以根据制砂原料的粒度大小和硬度等情况调节锤头击打岩石作用力的大小。

锤头的形状也可以根据制砂原料的物理性质进行改变，以取得更好的制砂效果。在锤头上增加方形的或圆形的副锤头等，从而改变对原料的击打工况。

锤头的悬挂高度可以在悬挂架的支座上进行调节，从而用不同形状的锤头的不同部位进行击打，以取得最好的破碎效果。

通过调节振动器的偏心块，振动器产生的激振力大小会进行变化，进而改变箱体的振幅；通过变频控制系统改变振动器的驱动电动机转速，进而改变箱体的振动频率，锤头的击打力和击打频率相应发生改变，从而能产生适应不同岩石破碎的脉动循环作用力频率，更好的调节制砂的效率和产量。

附图说明

图1为本发明振动击打式制砂机的选择性破碎原理图。

图2为本发明所述振动击打式制砂机的结构示意图。

图3为本发明中锤头的第一种结构示意图。

图4为本发明中锤头的第二种结构示意图。

图5为本发明中锤头的第三种结构示意图。

图中：1-箱体，2-进料口，3-悬挂架，4-锤头，5-悬挂轴，6-减振装置，7-出料口，8-振动器，9-锤头固定机构，10-锤头悬挂高度调节装置，11-锤头配重，12-支座，13-方形副锤头，14-圆形副锤头。

具体实施方式

下面将结合本发明实例中的附图，对本发明实例中的技术原理和技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有进行创造性劳动的前提下所做出的其它实施例，都属于本发明的保护范围。

如图2所示，一种振动击打式制砂机，包括箱体1、悬挂架3、锤头4、减振装置6和振动器8，所述箱体1上部设有进料口2，另一端的下部设有出料口7，锤头4通过悬挂架3布置在箱体1内，悬挂架3通过支腿固定在基础上，用于悬挂锤头4的部分置于箱体1的上方，并伸出两排支座12在箱体上方的两侧，用于悬挂锤头4的悬挂轴5的两头安装固定在支座12上，箱体1通过减振装置6来支撑，减振装置6不但是支撑机构，也是弹性机构，箱体1底部固定安装振动器8，振动器8连接变频控制系统。

本发明的破碎原理如图1所示，锤头4对箱体1中物料进击打，箱体4固定在减振装置6上，锤头4以较高的频次对箱体4中的物料施加脉动循环作用力，从而使物料被破碎。工作过程中，通过变频控制系统输出高频脉冲电信号给振动器8，从而使振动器8产生高频脉冲振动，带动箱体1高频脉冲振动，箱体1中的物料受到高频脉动循环作用力，物料受到振动力作用撞击箱体1，并且物料也相互撞击，物料还撞击向锤头4，因为锤头4是可旋转的，锤头4受到物料冲击向上旋转，所以物料受到的单次撞击力比传统立轴冲击式破碎机和锤式破碎机的锤击力小，砂粉产生率更低，锤头4受冲击到旋转至高位后，由于重力作用回落再次打击物料，才有这种方式，整个箱体1的物料一起上下振动，相互撞击，与锤头相互击打，物料的裂纹在高频脉动振动力的循环作用下不断扩展，从而使物料破碎。采用较小的作用力和较多的作用次数来实现破碎，石粉更少，为了使破碎时间缩短，使用较高频次的作用力使破碎发生在非常短的时间内，同时为加强深层破碎，采用高频脉动作用力，使破碎力作用时间超前于弹性变形和塑性变形的时间，即岩石还没有机会进行弹性变形和塑性变形的时间，载荷的作用时间已过，从而在岩石内不发生能量积存，使作用力作用于岩石深层，将所有的能量用于裂纹的扩展，产生新表面。

支座12上安装锤头悬挂高度调节装置10，悬挂轴5与锤头悬挂高度调节装置10连接，通过调节锤头悬挂高度调节装置10，悬挂轴5可以在支座12上的上下位置进行调整，从而改变锤头4相对于箱体1的高度位置。所述锤头悬挂高度调节装置10可以采用螺杆机构或者滑轨滑块机构，通过调节螺杆或滑块的位置来调节悬挂轴5的高度。通过调节锤头4相对于箱体1的高度位置，使得箱体1可以针对物料特性选用不同的振幅。

箱体1采用倾斜设计，破碎过程中，物料由进料口2往出料口7逐渐移动。

为适应不同的物料，需要调整锤头4的分布密度，因此在悬挂架3中安装锤头固定机构9，锤头4中部设置调节孔，调节孔的数量至少为两个，锤头固定机构9与调节孔配合。需要收起锤头4时，将锤头4的调节孔与锤头固定机构9固定，这样就收起了锤头4，放下操作则松开锤头4与锤头固定机构9。设置两个以上调节孔，可使锤头4的收起高度不同，这是锤头参与工作的程度不同，可调节破碎效果。

锤头4的结构如图3所示，锤头4上装有可更换的配重11，通过调节配重11调节锤头4的重量，从而可以根据制砂原料的粒度大小和硬度等情况调节锤头击打岩石作用力的大小。

锤头4的第二种结构如图4所示，锤头4的头部设有方形的副锤头13，锤头4的第三种结构如图4所示，其上有圆形的副锤头14。在锤头4上增加方形的或圆形的副锤头等，从而改变对原料的击打工况。锤头的形状也可以根据制砂原料的物理性质进行改变，以取得更好的制砂效果。各种锤头4可以单独使用，也可根据物料特性和制砂要求组合使用。锤头4的悬挂高度可以在悬挂架3的支座12上进行调节，从而用不同形状的锤头的不同部位进行击打，以取得最好的破碎效果。

振动器8固定在箱体1上，振动器8内的偏心块上有可以改变重量的配重块，从而可以调节振动力的大小，振动器8通过电动机驱动，通过变频控制系统调节振动频率。

制砂过程中，根据所要破碎的物料特性和目标砂的表面特性选择锤头4的形状，并且根据物料特性和目标砂粒度调节振动器8的偏心轮配重，并通过锤头悬挂高度调节装置10调节锤头高度，通过锤头固定机构9有选择的固定锤头调节参与破碎的锤头密度，破碎过程中，根据出料情况通过变频控制器调节振动器频率来调节破碎频率，制砂原料从箱体进料口进入，箱体在振动器驱动下进行振动，同时箱体底板带动锤头上下跳动击打原料，对原料产生高频脉动循环作用力，并经过数段锤头的击打，原料逐渐由大变小，形成砂粒由箱体的出料口排出，如果出料情况仍不符合要求，则停机调节锤头形状、高度和分布，调节振动器的偏心轮配重，直到调节至符合要求为止。

以上所述实施例为本发明之较佳实施例，并非以此限制本发明的实施范围，故凡依本发明之原理、形状所做的变化，均应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种振动击打式制砂机，包括箱体、弹性支撑机构、锤头机构、振动机构，其特征是：所述箱体通过弹性支撑机构支撑，箱体上方布置锤头机构，振动机构固定连接箱体。

2.根据权利要求1所述的振动击打式制砂机，其特征是：所述锤头机构由悬挂架和悬挂在悬挂架下的若干锤头构成，所述悬挂架设于箱体上方，锤头通过悬挂架布置在箱体内，所述锤头可转动安装；所述悬挂架和锤头不与所述箱体连接，所述箱体上部设有进料口，另一端的下部设有出料口，所述振动机构由振动器和变频控制系统构成，所述振动器固定在箱体上，所述振动器电性连接变频控制系统。

3.根据权利要求2所述的振动击打式制砂机，其特征是：所述悬挂架包括位于箱体两侧的支座，用于悬挂锤头的悬挂轴的两头安装固定在支座上，所述锤头的一端悬挂在悬挂轴上，并通过轴承可转动地固定在悬挂轴上，锤头另一端靠自重落在箱体的底板上，锤头分数段布置。

4.根据权利要求3所述的振动击打式制砂机，其特征是：所述支座上安装锤头悬挂高度调节装置，悬挂轴与锤头悬挂高度调节装置连接。

5.根据权利要求3所述的振动击打式制砂机，其特征是：所述悬挂架中安装锤头固定机构。

6.根据权利要求5所述的振动击打式制砂机，其特征是：所述锤头中部设置调节孔，调节孔的数量至少为两个，锤头固定机构与调节孔配合。

7.根据权利要求2所述的振动击打式制砂机，其特征是：所述锤头上装有可更换的配重。

8.根据权利要求2所述的振动击打式制砂机，其特征是：所述锤头的头部设有方形或圆形的副锤头。

9.根据权利要求2所述的振动击打式制砂机，其特征是：振动器内的偏心块上有可以改变重量的配重块。

10.一种振动击打式制砂方法，其特征是：以箱体装物料，并且箱体通过弹性支撑机构支撑，并且在箱体上安装振动器，振动器连接变频控制器，箱体的上方设置悬挂架，悬挂架中安装悬挂轴，并且悬挂轴连接有锤头悬挂高度调节装置，悬挂架中还设有锤头固定机构，锤头为分段多排布置，锤头有多种形状并可调节配重，根据所要破碎的物料特性和目标砂的表面特性选择锤头的形状，并且根据物料特性和目标砂粒度调节振动器的偏心轮配重，并通过锤头悬挂高度调节装置调节锤头高度，通过锤头固定机构有选择的固定锤头调节参与破碎的锤头密度，破碎过程中，根据出料情况通过变频控制器调节振动器频率来调节破碎频率，制砂原料从箱体进料口进入，箱体在振动器驱动下进行振动，同时箱体底板带动锤头上下跳动击打原料，对原料产生高频脉动循环作用力，并经过数段锤头的击打，原料逐渐由大变小，形成砂粒由箱体的出料口排出，如果出料情况仍不符合要求，则停机调节锤头形状、高度和分布，调节振动器的偏心轮配重，直到调节至符合要求为止。