1、旋轉(zhuǎn)剪切破碎裝置的研發(fā)背景
    危險(xiǎn)廢物多氯聯(lián)苯（Polychorinated biphenyls;Polychorodiphenyls縮寫為PCBs）是指聯(lián)苯的氯代物，是一種持久性有機(jī)污染物（Persistent OrganicPollutants縮寫為POPs）。上世紀(jì)60—70年代，我國(guó)曾大量生產(chǎn)和使用過PCBs，主要用于油漆添加劑和電力電容器的浸漬劑。為了保護(hù)人類健康，必須對(duì)散布在環(huán)境中的PCBs進(jìn)行收集和處置，富通新能源生產(chǎn)銷售木材撕碎機(jī)等機(jī)械設(shè)備。
    PCBs的化學(xué)性質(zhì)特別穩(wěn)定，高溫焚燒和氣體凈化是世界上公認(rèn)的最佳方法川。沈陽環(huán)境科學(xué)研究院（以下簡(jiǎn)稱沈陽環(huán)科院）的多氯聯(lián)苯( PCBs)工業(yè)性焚燒技術(shù)研究獲得1997年科技部二等獎(jiǎng)，但其中的預(yù)處理設(shè)備（弓式鋸床），其效率和破碎粒度無法滿足大規(guī)模工業(yè)化要求；2002年沈陽環(huán)境科學(xué)研究院研制出了滿足大規(guī)模工業(yè)化的往復(fù)式電容器剪斷破碎機(jī)，但其破碎粒度還是不夠小；電容器的有效破碎，使危險(xiǎn)廢物PCBs在焚燒過程中與氧充分接觸，提高危險(xiǎn)廢物的去除率，一直是PCBs工業(yè)化處置一個(gè)突出的問題。
    目前，我國(guó)對(duì)固體廢物的機(jī)械破碎處理，主要用在礦渣、煤矸石，鉻渣等工業(yè)固體廢物方面，處理不了帶金屬外殼的、含PCBs的電容器，技術(shù)裝備水平低于大氣污染防治和水污染防治技術(shù)裝備水平。國(guó)外少數(shù)廠家生產(chǎn)的旋轉(zhuǎn)剪切式破碎裝置，但無法破碎壁厚達(dá)3 mm的電容器和電容器上的瓷瓶。最突出的問題任何金屬刀具都切割不了陶瓷，為此沈陽環(huán)科院在輥式破碎前增加了一道去除瓷瓶的工藝，使金屬切割刀具不與陶瓷接觸，并研發(fā)了旋轉(zhuǎn)剪切式單軸破碎裝置，該裝置雖進(jìn)料粒度不如進(jìn)口設(shè)備大，但切割力大，能破碎壁厚達(dá)3 mm的電容器，是危險(xiǎn)廢物PCBs前處理設(shè)備中的主要設(shè)備。
2、旋轉(zhuǎn)剪切破碎裝置的設(shè)計(jì)原則
2.1破碎工藝流程
    需焚燒處理的電容器先經(jīng)斗式給料機(jī)，輸送到旋轉(zhuǎn)剪切破碎機(jī)料斗中，電容器經(jīng)過料斗的斜面緩沖與破碎的刀具接觸，并開始破碎，破碎后的電容器碎塊通過板式出料機(jī)和皮帶輸送機(jī)，進(jìn)入焚燒系統(tǒng)，破碎過程中流出的電容器油也經(jīng)過收油車等輸送到焚燒系統(tǒng)。
2.2工藝參數(shù)的選擇
    該裝置是電容器的專用破碎設(shè)備。被破碎電容器最大輪廓尺寸920 mm×400 mm×180 mm(含接線柱)；電容器最小輪廓尺寸600 mm×400 mm×110mm（含接線柱）。電容器金屬殼最大厚度3 mm。電容器最大重量73 kg;電容器最小重量20 kg。出料粒度<300 mm×150 mm×150 mm。破碎能力>200 kg/h。液壓驅(qū)動(dòng)。刀具壽命>1 500 h。
2.3裝置的特點(diǎn)
    破碎機(jī)由一臺(tái)液壓馬達(dá)作為動(dòng)力，液壓馬達(dá)直接驅(qū)動(dòng)破碎機(jī)的主軸，漸開線花鍵傳動(dòng)，旋轉(zhuǎn)方向正反轉(zhuǎn)，主軸上裝有8個(gè)破碎刀盤，9個(gè)隔環(huán)，主軸裝配形式是一個(gè)刀盤、一個(gè)隔環(huán)。主軸裝配完成后用專用壓盤壓緊，用螺母鎖緊。主軸平行裝配在軸承座上，主軸上的刀盤與另一個(gè)刀盤旋轉(zhuǎn)60度，螺旋排列，主軸以正反轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)，箱體兩側(cè)裝有定刀，主軸上的刀盤旋轉(zhuǎn)時(shí)通過兩定刀，產(chǎn)生相對(duì)剪切運(yùn)動(dòng)，即將物料破碎，并能防止破碎后物料的回帶、纏繞、清理刀片之間的夾帶物。
    主軸與破碎刀盤的連接方式為六方軸傳遞動(dòng)力的形式，傳遞扭矩大。刀盤的瑣緊要用專門工具，專用工具中心螺孔與主軸螺紋連接，專用工具周圈有壓緊螺栓，螺栓擰緊力矩<200 NM。
    破碎刀的結(jié)構(gòu)吸取了世界上最先進(jìn)的結(jié)構(gòu)形式，結(jié)合我國(guó)的國(guó)情設(shè)計(jì)而成。破碎刀是由兩個(gè)刀尖和刀體組成，刀尖主要起到將破碎物抓住進(jìn)行破碎的作用。刀盤旋轉(zhuǎn)中心加工有六方孔，更便于裝配在主軸上。破碎刀頭采用合金工具鋼制造，經(jīng)過多次熱處理。刀頭設(shè)有沉孑L結(jié)構(gòu)；使固定螺栓頭部沉到刀頭里，用專用工具安裝，防止廢物纏繞。為承受巨大的工作負(fù)荷，用M30螺栓和彈性墊圈固定破碎刀頭，防止松動(dòng)。
    為防止廢物中混入異物時(shí)發(fā)生故障而停機(jī)，該裝置設(shè)置了超載停車反轉(zhuǎn)功能。
    模塊化設(shè)計(jì)的液壓馬達(dá)，片式疊裝；可分為機(jī)械輸出裝置、液壓功能裝置和機(jī)械制動(dòng)裝置3部分。采用多作用平面配流技術(shù)，對(duì)壓力和溫度敏感度低，自動(dòng)補(bǔ)償配流摩擦副間的磨損，能長(zhǎng)時(shí)期保證馬達(dá)很高的容積效率；同時(shí)采用滾柱、柱塞結(jié)構(gòu)，傳力簡(jiǎn)單，摩擦副小，機(jī)械效率高。液壓系統(tǒng)采用鋼圈與橡膠壓制在一起的組合墊密封，密封效果良好。
    減速機(jī)為行星齒輪結(jié)構(gòu)，與馬達(dá)直接法蘭連接。齒輪嚙合和軸承采用浸漬潤(rùn)滑。傳動(dòng)裝置除定期換油以外，無須維護(hù)。減速機(jī)中的太陽輪，采用花鍵結(jié)構(gòu)，徑向尺寸小、重量輕、扭炬大。減速機(jī)輸出軸承可承受較大的徑向與軸向外力。減速機(jī)啟動(dòng)效率高，有優(yōu)異的低速穩(wěn)定性，噪音低，經(jīng)濟(jì)性好。
3、旋轉(zhuǎn)剪切破碎裝置的系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用
3.1系統(tǒng)構(gòu)成
    旋轉(zhuǎn)剪切破碎裝置由上料機(jī)、破碎機(jī)、板式出料機(jī)及皮帶輸送機(jī)等組成。
    上料機(jī)采用斗式提升機(jī)，與破碎機(jī)的上料斗口對(duì)口安裝，便于收集電容器泄漏的PCBs油。
    破碎機(jī)由電氣控制系統(tǒng)、液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、主軸部件、破碎刀盤部件、機(jī)座部、進(jìn)料斗部、支架部等組成。
    板式出料機(jī)配有專門的PCB收集槽和收集車。
    皮帶輸送機(jī)采用槽型拖輪結(jié)構(gòu)，防止破碎散落。
    在整套裝置上方設(shè)有排塵通風(fēng)裝置，可大幅度改善工人的工作環(huán)境，見圖2。
3.2工程應(yīng)用效果
    該設(shè)施在沈陽環(huán)科院的環(huán)境保護(hù)危險(xiǎn)廢物工程技術(shù)中心進(jìn)行2 000多臺(tái)電容器切割試驗(yàn)。實(shí)際處理效率為，輪廓尺寸600 mmx 400 mm×110 mm(含接線柱)的電容器，6 min/臺(tái)；輪廓尺寸920 mm×400 mm×180 mm(含接線柱)的電容器，10 min/臺(tái)，處理速度較快。包括重量73 kg和壁厚達(dá)3 mm的電容器數(shù)百臺(tái)，運(yùn)行穩(wěn)定。
    破碎電力電容器中的軟物、硬物、大件等物料，不纏繞、不堵料。
    刀具強(qiáng)度高、硬度高，使用壽命長(zhǎng)，刀具在很大的磨損情況下也能滿足設(shè)計(jì)要求，達(dá)到國(guó)際同行業(yè)先進(jìn)水平。裝置的技術(shù)含量較高，破碎機(jī)中的關(guān)鍵技術(shù)，正在申報(bào)國(guó)家專利。
    破碎機(jī)兼有破袋功能，編織袋包裝的電力電容器無需破袋，可直接破碎，效率高，污染少。
    斗式提升機(jī)運(yùn)行可靠，板PCBs油不向外部擴(kuò)散。
    板式出料機(jī)輸送的破碎物，移動(dòng)速度均勻。破碎處理成本較低低，自動(dòng)化程度高，操作簡(jiǎn)單。
   該裝置破碎金屬物料的效果優(yōu)于顎式、錘式破碎機(jī)，且噪音也比沖擊式破碎機(jī)小，粉塵逸出量也不大。破碎碎粒度比往復(fù)式剪斷破碎機(jī)小，破碎后的物料粒度均勻。能在常溫狀態(tài)下破碎，經(jīng)濟(jì)性優(yōu)于低溫破碎。為整個(gè)多氯聯(lián)苯電力電容器焚燒系統(tǒng)的運(yùn)行，提供了可靠前提保證。
    該裝置作為中國(guó)“斯德哥爾摩公約”履約項(xiàng)目的重要組成部分，對(duì)滿足國(guó)際公約標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)要求，起到了決定性的作用。是國(guó)內(nèi)先進(jìn)的特種危險(xiǎn)廢物高效、無害化處置設(shè)備。
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