本項目輥筒粒料破碎機是根據“料層粉碎理論”設計。“料層粉碎理論”指單顆粒破碎時，在空氣中一次破碎的碎片撞擊金屬板時明顯地產生二次破碎，～次破碎的碎片具有的動能占全部破碎能量的45%。如能充分利用二次破碎能量，則可提高破碎效率。較小的持續負荷比短時間的強大沖擊更有希望破碎物料。根據顆粒粉碎研究結論表明：靜壓粉碎效率為100%，單次沖擊效率在35%—40%左右；如果使大批脆性物料顆粒受到50MPa以上的壓力，就能夠由“料層粉碎”節約出可觀的能量。
1、主要研究內容
1.1輥筒粒料破碎機整機設計
    ZNdp系列輥筒粒料破碎機由機架、一級工作輥、二級工作輥、齒筒間距調整機構、堵卡防護墻機構、漲緊結構，集中潤滑系統、布料機構、傳動系統、電控系統組成。兩個電機分別帶動相對運動的一對輥筒，這對輥簡通過動力傳輸裝置分別再帶動另外一對輥筒，兩對輥筒上、下各排列一對，每個輥筒軸兩端置于軸承座上，進料口與機殼相連，機殼與機架相連，每對輥筒為一個工作付，每個工作付都為一個固定輥筒及一個可移動輥筒；固定輥筒的軸承座與機架固定連接，可移動輥筒的前后各安裝一套輥距調節機構，兩級破碎機構裝于同一密封的機箱內。
    (1)齒輥相向轉動。兩齒輥指兩對輥筒上，下各排列一對，每個輥筒軸兩端置于軸承座上，四齒輥指四個輥筒按上下排列兩對，每個輥筒軸兩端置于軸承座上，每對輥筒為一個工作付，每個工作付都為一個固定輥筒及一個可移動輥筒。
    (2)輥距自動調節機構。輥距自動調節機構為可移動輥筒前后各安裝一套輥距調節機構，兩級或四級破碎機構裝于同一密封的機箱內。
    設計產生的效果：ZNdp系列輥筒粒料破碎機由兩個電機經過V型帶使用一、二級工作輥在滿足差速要求條件下作相向的旋轉運動。當物料因重力進入一級工作倉兩齒輥工作區域時，破碎齒板嚙人物料，對其進行擠壓、劈裂、克服物料質點間內聚力、斷裂破碎，物料粒度由600mm破碎至50mm，此時物料因重力作用進入二級工作倉兩齒輥工作區域時，二級齒板嚙人物料對其破碎，物料粒度由50mm破碎至≤8mm。通過這種設計，使輥筒粒料破碎機生產效率最高達到1000t/h，進料顆粒最高達到600mm，出料顆粒最低達到8mm，擠壓強度最大達180Mpa，運行能耗只有同類產品的60%～70%。
    1.2輥距自動調節機構設計
    本項目輥距調節機構由可移動軸承座、導軌、蝶形彈簧、頂桿（或頂板），擋板構成。其設計特電為：(1)導軌、頂桿、擋板分別與破碎機機架固定連接；(2)導軌和可移動軸承座之間設置滾柱；(3)可移動軸承座通過滾柱在導軌上移動。
    設計產生的效果：采用該設計可使軸承座移動輕便，適應直徑范圍較寬的破碎，破碎物料時工藝簡單、成本低、操作簡單可靠。
    1.3齒釘、齒板設計
    本項目齒釘與齒板一同整體鑄造，其水平截面積從齒釘底部到頂部逐漸減小，其設計特點為：(1)齒釘呈棱錐體或錐臺形，(2)齒釘與齒板的接觸面呈菱形，(3)在齒釘與齒板的接觸面沿著棱錐體斜向上直至齒釘頂部均勻設置四條加強肋，四條加強肋在齒釘的頂部相交。
    設計產生的效果：采用這種設計齒釘能增強破碎力，能對硬度較大的物料進行破碎，而且破碎出的物料中粉料較少，不易損壞。
  1.4輥筒設計
    本項目輥筒設計表面上有楔塊或楔槽與工作面板底面的楔槽或楔塊配合。
    設計產生的效果：結構簡單、定位牢固、安裝方便，提高了工作板面與輥筒的整體連接性能，加上燕尾機構的自然卡扣原理，完全避免了工作面縱向斷裂脫離本體的可能，相應避免了意外事故的隱患，使用安全、可靠。
  2、創新點及與國內外同類技術，產品比較
    (1)項目依據“料層粉碎理論”，創新設計輥距自動調節機構、齒釘、齒板連接方式等破碎機核心部件，改進輥筒等結構，解決了現有國內同類產品設計技術落后、生產效率和使用壽命低、能耗高等多項問題，填補了我國擠壓式破碎機設計技術和產品空白。
    (2)采用自主開發的輥筒粒料破碎機，實現了自動退讓保護、自動清除粘堵物等功能，使輥筒粒料破碎機生產效率最高達到1000t/h，進料顆粒最高達到600mm，出料顆粒最低達到8mm，擠壓強度最大達180Mpa．運行能耗只有同類產品的60%～70%，提高了國產破碎設備制造水平，對我國破碎設備行業的發展具有十分重大的社會和經濟意義。
    本項目產品使用優勢：(1)四齒輥相向轉動，無需震動篩，破碎物料直接人機，小于兩齒間隙的物料直接落下，不增加過粉量，(2)超標物將被旋動的齒劈破到所需粒度，(3)具有自動清除粘堵物功能，任何水份含量下都無粘堵現象，保證設備持續運行，(4)振動噪音低于80db (A)和異步電動機相接近；(5)進入料口的壓差極小，基本上不會揚起灰塵，工作場地懸浮顆粒物總量低于8mg/m3，真正意義上的環保產品。
  ——效能方面
    新型輥筒粒料破碎機采用料層粉碎原理，實現了單機二級破碎，即粗破和細破，同時在機腔內實現，其工作效率最大達到lOOOt/h，比其它破碎設備提高了3～4倍，是傳統破碎設備的新型替代產品之一。新型輥筒粒料破碎機整體結構緊湊，占地面積是傳統破碎機的1／3，大大節省建設項目的土地投資，單此一項，土地建設成本可降低30～40萬元。
  ——節能方面
    新型輥筒粒料破碎機配套的原動力電機是其它破碎機動力電機的60%一70%，單節省能耗一項，與國
    內同類產品相比，以200t/h為例，年可以節約30～50萬元。
  ——環保方面
    該系列破碎機采用的是全機密閉式破碎，無論是四輥或是二輥工作件差速設計的轉速在機腔內形成自偏式渦流，使進出口處風量產生微負壓，故本機完全不揚空、無粉泄，與CFB機組同構綠色環保新熱電項目。新型齒筒粒料破碎機的工作振幅≤0.03mm，是目前破碎設備中振幅最小的設備之一，整機使用壽命大于30年。新型齒筒粒料破碎機的工作噪聲在1米處≤85dB，10米處≤60dB，其噪聲完全符合國家新工業品噪聲控制等級標準。新型齒簡粒料破碎機工作齒板采用模糊嚙合原理，確保在破碎中無殘留物粘堵齒板，從理論上解決了煤炭破碎中高粒度、高水份、高硬度“三高”難題。
    “ZNdp輥筒粒料破碎機關鍵技術研究”項目已經通過了四川省科技成果鑒定，產品填補了國內空白，技術達到了國內領先，獲得了國家科技型中小企業技術創新基金的支持，并獲遂寧市科技進步一等獎、四川省科技進步三等獎。