双轴式硬塑料破碎机的设计

双轴式硬塑料破碎机的设计

邱春磊,陈盼盼

山东协和学院 山东 济南 250107

摘要：本设计主要介绍双轴式硬塑料破碎机的发展、工作原理及其设计过程，在分析了近年来塑料回收行业及塑料行业背景以及双轴式破碎机在废物回收再利用行业使用过程中的问题和不足的基础上制定方案进行的设计。

本设计采用双电机拖动方式，电机轴连单级减速器的输入轴相连。减速器输出轴与主动刀辊轴相连。本设计主要设计内容包括一个单级减速器、一对同步齿轮和刀辊盘及刀辊轴的设计。

关键词：双轴式硬塑料破碎机；刀辊；破碎机 ；单级减速器；

1 绪论

1.1开题背景

随着我国塑料工业的迅猛发展，塑料作为化工原料的应用，在给人们生活提供便利的同时，也对造成了危害。据国家环境保护部统计，2011年，我国仅塑料饭盒及各种泡沫包装就高达9500万吨，报废家电外壳以及汽车塑料高达6500万吨，再加上其他报废塑料已近2亿吨，而回收总量仅为1500万吨，回收率不及10%。而日本的废旧塑料回收率已达26%。在我国废旧塑料回收为环保朝阳产业，发展潜力大，成本低，价格优势突出啊，生产效益好。针对国家的生产和技术现状，系统的研究并进行技术开发，是废旧塑料回收利用的发展方向。

如今市场上的废旧塑料破碎机基本分为三类，分别为硬塑料破碎机、强力塑料粉碎机、塑料管材塑料破碎机，它们分别对应着中小型塑料板的回收，破碎普通片材、管材、型材等材料制品的回收，中小型塑料管材的回收。

1.2双轴式破碎机的发展

1.2.1国内双轴式破碎机的发展

近年来，国内对环保问题的重视程度不断提高，破碎机的环保性能也成为了消费者购买时的重要考虑因素。双轴式破碎机的研发和生产过程中越来越多地采用环保材料及技术，以提高破碎机的环保指标。随着智能化技术的不断发展，双轴式破碎机也在向智能化方向发展。目前，一些厂家已经开始使用人工智能和大数据分析技术，实现了破碎机设备的自动化、远程监控等功能，提高了设备的生产效率和品质。

1.2.2国外双轴式破碎机的发展

国外双轴式破碎机的发展现状主要表现在以下几个方面：

1. 自适应控制：随着自适应控制技术的发展，许多国外破碎机制造商已经开始采用该技术，实现了对双轴式破碎机的智能控制和监测。这种技术可以帮助破碎机生产商精确控制其设备，提高设备的操作效率和精度；
2. 轻质化：在破碎机制造方面，轻质化技术是一项不断发展和创新的趋势。国外的双轴式破碎机厂商已经开始使用高强度轻质材料来制造其设备，以提高设备的耐用性和寿命，同时减轻破碎机的重量，提高其生产效率；

3.多功能化：在国外的市场上，双轴式破碎机已经逐渐成为一个多功能设备，不仅可以破碎各种建筑垃圾、废旧塑料等固体废弃物，还可以处理电器电子废弃物、汽车废弃物、工厂废料等，并使用在可再利用废弃物的再生资源回收利用行业。

1.3双轴式硬塑料的工作原理及使用中的问题及改进

1.3.1工作原理

1.进料口2.三相异步电机3.机架4.出料口5.刀架6.单级减速机

图1.1结构示意图

双轴式硬塑料破碎机采用双轴并排运转的方式，一次能够将硬塑料等材料进行破碎、粉碎处理。其工作原理如下：

1. 塑料物料被装入进料口送入破碎机；
2. 物料被双轴刀片切割、削碎后，不断地受到撞击、磨擦和挤压，从而产生切割、折断和撕裂等作用；
3. 在双轴旋转的情况下，物料从上往下均匀通过与刀片间的间隙，不断地被割破、挤出、碾碎，最终破碎成所需粒度大小的颗粒；
4. 经过破碎的物料传送到下一个处理阶段，例如再次分类、粉碎、打包等。
   双轴式硬塑料破碎机的破碎效果好，可广泛应用于硬塑料、废旧电子、废旧家电等多种材料的破碎和回收利用中。

1.3.2双轴式硬塑料破碎机存在的问题

双轴式硬塑料破碎机通常是用于处理硬质、大体积塑料垃圾或废品的设备。但是，它们也存在一些常见问题。

在改造前，由于双轴式硬塑料破碎机通常需要处理大块硬质塑料，所以它们在运行时会发出较高的噪音。其次，这种设备在处理硬质塑料时需要进行高强度的剪切和碾压，这会导致刀片和其他零部件的磨损，因此，定期的维护和更换部件是必要的。另外，由于这种设备在处理硬质塑料时需要较高的切割和挤压力度，操作员和维护人员需要特别小心，以确保他们不会接触到旋转的刀片或其他危险部件。最后，在处理大量塑料垃圾或废品时可能需要更长的处理时间或更多的功率。

1.3.3改进措施

对于在使用双轴式硬塑料破碎机时，可以采取降噪措施，例如在设备周围加装隔音棉，或使用低噪音的电机等。为了减少刀片和零部件的磨损，可以使用更高质量的刀片和其他零部件，或者在处理材料之前进行预处理，以减轻设备的工作负荷。定期进行维护和更换部件也是必要的。在安全与维护方面，应该使用符合安全标准的个人防护装备，包括手套、安全眼镜和工作服。另外，需要确保设备已经停止运行，没有动力输出，才能进行维护操作。除此之外，还可以采用其他的技术改进措施，例如采用新型切割和碾压技术，来提高双轴式硬塑料破碎机的效率和性能。综上所述，改进措施将有助于提高设备的可靠性、效率和安全性，从而更好地处理硬质塑料废品和垃圾。

1.3.4本设计的主要内容

本设计的主要内容是双轴式硬塑料破碎机的设计，我所做的主要工作有：

1.首先根据所给参数确定破碎机的工艺参数和整体参数，然后确定总体传动方案；

2.进行传动系统的设计计算，包括电动机功率的确定及型号的选择，减速器的设计等；

3.结构件的设计计算，包括齿轮箱的设计，破碎刀辊的设计、机架的设计等。

双轴式破碎机是一种传统的破碎机，技术上相对比较成熟，但还是存在一些问题，比如容易产生过粉碎现象，工作齿尖易磨损，齿板使用寿命短。所以在参考传统齿辊破碎机的基础上，我也尝试着对传统破碎机的缺点和不足之处做了一些改进，比如，改变破碎辊的结构型式和齿牙形状，延长其使用寿命，在破碎机罩体与辊子主轴之间使用迷宫密封，降低粉尘污染。

2 总体设计

2.1方案设计

方案一：

图2.1方案一结构示意图

此方案采用两个同型号的三向异步电机分别通过皮带带动两个辊子转动，这种设计方案破碎效果很好，但造价相当昂贵，且占用体积十分庞大，传递动力时动力损失较大。本课题设计的双轴式破碎机破碎材料为硬塑料材质，需尽量体积小；而且此方案还有同步率的问题，故舍弃此方案。

方案二：

图2.2方案二结构示意图

此方案使用的是两台三向异步电动机通过齿轮带动单级减速器，两侧减速器大齿轮带动两侧辊子转动，两辊子同速同相向转动完成破碎任务。这种方案可以完成破碎，且具有噪声小，平稳性好，结构简单，高效率且整机占地空间小，实用性强，故选用此方案。

参考文献

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