CN205925858U - 用于煤炭破碎的钢球碾 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于煤炭破碎的钢球碾,包括:碾磨杆、碾体,其特征在于:还包括:连接部件、钢球,所述碾磨杆底部固定有连接部件,所述连接部件通过四颗螺丝与碾体顶面相连接;所述碾体设置为空心结构,碾体内放置有多个可自由活动的钢球;碾体包括:圆柱体部件、弧形部件,所述圆柱体部件底部设置有弧形部件,所述弧形部件设置为底端为圆形平面的球缺。本实用新型提供的用于煤炭破碎的钢球碾,弧形底部的切力远大于人对手握碾磨杆施加的作用力,这样可降低制样人员的劳动强度;破碎时弧形底部将最大切力集中于碾底与煤块接触部分,加快了煤块的破碎速率,提高劳动生产率;钢球碾破碎煤块时,属于接触碾压而非撞击破碎,不易产生样品飞溅。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种用于煤炭破碎的钢球碾,属于煤炭碾磨工具技术领域。
背景技术
对于煤炭碾磨工具,标准GB474-2008《煤样的制备方法》及GB/T19494.2-2004《煤炭机械化采样第2部分:煤样的制备》分别在第8和第7条款给出了描述“破碎应该用机械设备,但允许用人工方法将大块试样破碎到第1破碎阶段的最大供料粒度”。目前,煤检实验室在煤炭制备过程中使用的碾子型式一般为立式和卧式,使用碾子的目的主要体现在两方面:1、当煤样水分很大或煤样很黏时,机械破碎设备通过性不能满足运行要求;2、煤样中大块颗粒分布较少时,使用机械破碎设备效率较低。此时,使用人工碾代替机械破碎设备,显得极为方便快捷。
在日常使用过程中,发现传统的立式碾和卧式碾存在以下缺点:1、使用不便,立式碾底面为平面,使用时摩擦力较大,无法实现以小的做功完成较大的出力。2、不符合身体力学:卧式碾需求使用者处于半蹲状态去操作,长时间碾磨会对人体造成较大的劳动负荷和腰部损伤。3、适应范围较窄:局限于碾子本身的重量,面对大粒度煤块或硬度较大煤块,两种碾子都无法有效的完成对其进行破碎。4、使用立式碾时,容易引起煤样飞溅,影响代表性。
实用新型内容
目的:为了克服现有技术中存在的不足,本实用新型提供一种用于煤炭破碎的钢球碾。
技术方案:为解决上述技术问题,本实用新型采用的技术方案为:
一种用于煤炭破碎的钢球碾,包括:碾磨杆、碾体、连接部件、钢球,所述碾磨杆底部固定有连接部件,所述连接部件通过四颗螺丝与碾体顶面相连接;所述碾体设置为空心结构,碾体内放置有多个可自由活动的钢球;碾体包括:圆柱体部件、弧形部件,所述圆柱体部件底部设置有弧形部件,所述弧形部件设置为底端为圆形平面的球缺。
作为优选方案,碾磨杆顶端到碾体底部长度设置为1.2米;所述圆柱体部件的直径设置为0.32米;所述弧形部件的高度设置为0.03米,弧形部件底端圆形平面的直径设置为0.07米。
作为优选方案,所述钢球碾的重量设置为73kg。
作为优选方案,所述钢球直径设置为40mm。
有益效果:本实用新型提供的用于煤炭破碎的钢球碾,为了解决传统立式碾和卧式碾在使用过程中存在的四项缺点,并且从机械力学和人体力学两方面进行优化设计,研制了用于煤炭破碎的钢球碾。该钢球碾的机理为1、碾子高度1.2m,方便身高为1.65m-1.85m的制样人员使用,既省力又安全;2、碾自重73kg、圆柱碾体内装有滚动钢球,破碎时弧形底部将最大切力集中于碾底与煤块接触部分;3、碾子转动时,弧形底取代平面底,操作更灵活更省力;4、圆柱上表面用四颗螺丝固定,方便增减钢球数量,调节碾子重量;5、当煤块硬度较大时,制样人员可以用脚踩在圆柱上表面,手脚并用转动碾子完成破碎;6、研制成本低,研制碾子主要所需的钢球和圆柱碾体,均来自于电厂的废弃钢管和失效钢球。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图;
图2为本实用新型的尺寸示意图;
图3为钢球碾运动及摩擦力示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作更进一步的说明。
如图1、图2所示,一种用于煤炭破碎的钢球碾,包括:碾磨杆1、碾体2、连接部件3、钢球4,所述碾磨杆1底部固定有连接部件3,所述连接部件3通过四颗螺丝5与碾体2顶面相连接;所述碾体2设置为空心结构,碾体2内放置有多个可自由活动的钢球4;碾体2包括:圆柱体部件21、弧形部件22,所述圆柱体部件21底部设置有弧形部件22,所述弧形部件22设置为底端为圆形平面的球缺。
作为优选方案,碾磨杆顶端到碾体底部长度设置为1.2米;所述圆柱体部件的直径设置为0.32米;所述弧形部件的高度设置为0.03米,弧形部件底端圆形平面的直径设置为0.07米。
具体工作原理如下:
F1·I1=F2·I2
式中:
F1:人施加给钢球碾驱动其转动最小的力。
I1:动力臂。
F2:阻力。
I2:阻力臂。
转动一周阻力做功W=2πrf,其阻力臂I2为1/2π;
F2=μN,N取重力势能,即N=mg;g为重力系数取9.8N/kg
μ取0.3-0.5;
可以算出,推动碾子理论计算值是在6.26N-10.43N。
如图3所示,碾体为圆柱体,质量为m,半径为R,长度为L,里侧端面距竖轴η。不考虑最初的起动阶段,人以均匀速度转动,推动碾子绕竖轴以角速度Ω转动,碾体绕水平轴旋转角速度为ω,则碾体与碾盘接触线上距里侧端面ρ处的速度为
V=Ω(η+ρ)-ωR (1)
ρ0=ωR/Ω-η (2)
在距碾体内侧端面初速度为零。显然,碾体只有一个截面作纯滚动,其内侧作向后滑移,外侧向前滑移。碾子对物料的作用不仅是竖直方向的重力挤压,还存在水平方向搓动即剪切力,有利于实现物料的破碎。碾体自转动量矩的数值恒定而方向不断改变,需要受到垂直于纸面向外的力矩,或产生垂直于纸面向内的陀螺力矩。竖轴不能对碾架作用竖直力,因而陀螺力矩将使碾盘对碾体的支承力外侧增大而里侧减小;不过因转速较低,合力作用点偏离中点距离小于碾体长度的1%。陀螺力矩的作用可不必考虑。碾体与制样铁板之间的水平作用力类似于滑动摩擦,摩擦因子μ与所碾物料及其破碎程度相关。碾体自转速度恒定,则所有作用力关于其水平轴的力矩为零,有ρ0=L/2。摩擦力关于碾盘中心竖轴的力矩为
M=-umgL/4 (3)
这就是推碾者需要提供的力矩,经碾架、水平轴栓提供力偶而作用于碾体。碾体绕竖直轴转动时,需要向心力
F=mΩ2(η+L/2) (4)
碾体与制样铁板之间物料变形使碾体逐步向外蠕动,最终不是碾盘的径向摩擦、而是碾架和中心竖轴来承载离心力。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式,应当指出:对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (4)
1.一种用于煤炭破碎的钢球碾,包括:碾磨杆、碾体,其特征在于:还包括:连接部件、钢球,所述碾磨杆底部固定有连接部件,所述连接部件通过四颗螺丝与碾体顶面相连接;所述碾体设置为空心结构,碾体内放置有多个可自由活动的钢球;碾体包括:圆柱体部件、弧形部件,所述圆柱体部件底部设置有弧形部件,所述弧形部件设置为底端为圆形平面的球缺。
2.根据权利要求1所述的用于煤炭破碎的钢球碾,其特征在于:碾磨杆顶端到碾体底部长度设置为1.2米;所述圆柱体部件的直径设置为0.32米;所述弧形部件的高度设置为0.03米,弧形部件底端圆形平面的直径设置为0.07米。
3.根据权利要求2所述的用于煤炭破碎的钢球碾,其特征在于:所述钢球碾的重量设置为73kg。
4.根据权利要求3所述的用于煤炭破碎的钢球碾,其特征在于:所述钢球直径设置为40mm。
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CN106216030B (zh) * | 2016-07-27 | 2018-03-02 | 江苏常熟发电有限公司 | 用于煤炭破碎的钢球碾 |
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