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VSI 砂製造用破砕機

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VSI製砂粉砕機は、高速ローター(2800~3500rpm)による「石と石」または「石と鉄」の衝突破砕を利用し、高品質の人工砂および成形骨材を製造する高効率装置です。建設・インフラ整備プロジェクト、花崗岩、石灰岩などの加工において広く利用されており、優れた粒度(体積率90%以上、針状粒子含有率10%以下)と調整可能な粒度係数(2.6~3.0)を備えた砂を生産します。 構造的には、本体(上部カバー、破砕室、下部フレーム)、ローターアセンブリ(ローターディスク、スローイングヘッド、メインシャフト)、供給システム、駆動システム、潤滑・冷却システムで構成されています。42CrMoローターディスクやCr20~25スローイングヘッドなどの主要部品は、精密鍛造・鋳造され、熱処理を施すことで強度と耐摩耗性を確保しています。 製造工程には、鍛造(ローターディスク、メインシャフト)、鋳造(スローイングヘッド)、そして厳しい公差を実現するCNC加工が含まれます。品質管理には、材料試験、寸法検査(CMM)、非破壊検査(ユタ州、MPT)、性能試験(動的バランス調整、負荷試験)が含まれます。 設置には、安定した基礎、コンポーネントの正確な調整、そしてシステムの試運転が必要です。この破砕機は、現代の建設ニーズに応える高品質な砂を効率的に生産します。
VSI製砂粉砕機の詳細な紹介
1. VSI製砂粉砕機の概要と用途
VSI(垂直軸衝撃式)製砂粉砕機は、高品質の人工砂および成形骨材を製造するために設計された高効率設備です。本機は「石と石」または「鉄と石」の衝撃破砕原理を採用しており、原料は高速回転ローター(回転速度2800~3500rpm)によって加速され、破砕室ライナーまたはその他の材料に衝突することで、衝撃、摩擦、せん断によって破砕されます。
この破砕機は、建設、高速道路、鉄道、水利プロジェクトなどで広く使用されており、花崗岩、石灰岩、川砂、鉱石などの材料の処理に適しています。優れた粒度(高体積率、低針状粒子含有量≤10%)と調整可能な粒度係数(2.6~3.0)を備えた砂を生産し、建設砂の国家基準を満たしています。
2. VSI製砂粉砕機の構成と構造
VSI 砂製造破砕機は、効率的な砂生産を確保するために連携して動作するコアコンポーネントで構成されています。
2.1 本体の組み立て
  • 上部カバー破砕室の上部は鋳鋼(ZG270-500)または溶接鋼(Q355B)構造で、投入口と材料ガイド装置を備え、衝撃力に耐えるための補強リブを備えています。

  • 粉砕室耐摩耗性プレート(高クロム鋳鉄Cr20)でライニングされた円筒形のキャビティ。チャンバーには、渦巻き状のライナーを備えた「石と石」型(硬質材料用)と、反击プレート(衝撃プレート)を備えた「石と鉄」型(中硬質材料用)の2種類があります。

  • 下部フレーム: ローターとモーターを支える高強度鋳鋼(ZG35CrMo)製のベース。アンカーボルトで基礎に固定されています。排出口とメンテナンス用のアクセスドアを備えています。

2.2 ローターアセンブリ
  • ローターディスク主軸に取り付けられた厚さ50~100mmの鍛造鋼(42CrMo)製ディスク。均等に配置された材料投入ヘッド(6~12個)と、材料加速用の流路を備えています。

  • 頭を投げる高クロム鋳鉄(Cr20~25)または超硬合金製の耐摩耗性部品がローターディスクにボルト締めされています。その形状(曲線または直線)によって、材料の投入速度と角度が決まります。

  • 主軸直径80~180mmの鍛造合金鋼(40CrNiMoA)シャフトで、ローターディスクとモーターを接続します。両端は高精度アンギュラ玉軸受で支持され、高速回転に耐えます。

2.3 給餌・配給システム
  • 給餌ホッパー耐摩耗性ライナーを備えた溶接鋼構造で、原料を破砕機へ導きます。振動フィーダーまたは計量装置を備え、供給速度を制御します。

  • 資材販売業者: 上部カバーの内側にある円錐形の部品で、材料を 2 つの部分に分配します。1 つの部分はローターに入り、加速され、もう 1 つの部分は破砕室に落ちて、石同士が衝突して破砕されます。

2.4 駆動システム
  • モーター: 速度調整用の周波数変換器を備えた高速非同期モータ(75~315kW)。カップリングまたはVベルト駆動を介して主軸に接続されます。

  • プーリー/カップリングVベルト駆動の場合、主軸側の大きなプーリーとモータ側の小さなプーリーにより、1:1.2~1:1.5の伝達比が確保されます。直結駆動の場合は、エネルギー損失を低減するために、カップリング(例:弾性ピンカップリング)が使用されます。

2.5 潤滑および冷却システム
  • 潤滑システム: ベアリングに潤滑剤を供給する自動グリース潤滑ポンプまたは低粘度オイル潤滑システム。低粘度オイル潤滑システムでは、ISO VG 32オイルを使用し、流量は2~5 L/分です。

  • 冷却装置: 潤滑システム用の水冷式または空冷式ラジエーター。高速運転時にオイル温度を 60 ℃ 未満に維持します。

3. VSI製砂粉砕機の製造工程
3.1 ローターディスク(42CrMo鍛造)
  • ビレット加熱鋼ビレットは可塑性を確保するためにガス炉で 1150 ~ 1200°C に加熱されます。

  • 鍛造:自由鍛造法を用い、据え込みと絞り加工によりディスク形状に成形します。鍛造時の結晶粒の流れを半径方向に揃えることで、耐衝撃性を高めます。

  • 熱処理: 840~860℃(油冷)で焼入れし、560~600℃で焼戻し、硬度HRC28~32、引張強度≥900MPaを実現します。

3.2 投げ込みヘッド(高クロム鋳鉄 Cr20~25)
  • パターンメイキング:成形ヘッドの複雑な形状を考慮して、1.5~2.0%の収縮率を見込んで成形パターンを作成します。

  • 成形: 樹脂結合砂型を使用し、キャビティにジルコニウム系耐火コーティングを施して表面品質を向上させます。

  • 溶かして注ぐ

  • 原材料は誘導炉で1450〜1500℃で溶解され、クロムとモリブデンが添加されて化学組成(C 3.0〜3.5%、Cr 20〜25%)が達成されます。

  • 介在物を避けるために注入速度を制御しながら、1400~1450℃で溶融鉄を鋳型に注ぎます。

  • 熱処理980~1020℃で溶体化処理(空冷)し、280~320℃で焼戻し、硬度HRC60~65と良好な靭性を実現します。

3.3 メインシャフト(40CrNiMoA鍛造)
  • 鍛造ビレットを1100~1150℃に加熱し、精密鍛造して段差とキー溝のあるシャフトを形成します。

  • 熱処理: 820~840℃(水冷)で焼入れし、500~550℃で焼戻し、硬度HRC28~32、降伏強度≥835MPaを実現します。

4. 処理プロセス
4.1 ローターディスク加工
  • 荒加工CNCフライス盤で、スローイングヘッドの外円、端面、取り付け穴を1~2mmの余裕を残して加工します。

  • 精密機械加工端面を平面度≤0.05 んん/m、表面粗さRa1.6 μmに研磨します。ボルト穴(M16~M24)を6Hのねじ公差でドリル加工し、タップを立てます。

4.2 メインシャフト加工
  • 旋回CNC旋盤で外円、段差、キー溝を加工し、0.3~0.5mmの研削代を残します。

  • 研削ジャーナル表面は IT5 公差、表面粗さ ラ0.4 μm に研磨されており、同軸度 ≤0.01 んん が保証されます。

4.3 破砕室ライナー(高クロム鋳鉄)
  • フライス加工CNC加工センターは、渦流または衝撃プレートの設計に合わせてライナーの内面を成形し、表面粗さはRa3.2μmです。

  • 掘削: 上部カバーまたは下部フレームに正確に位置決めできるよう取り付け穴が開けられています。

4.4 フレームとカバーの加工
  • 溶接と応力緩和: 溶接部品(上部カバー、下部フレーム)は、溶接応力を除去するために 600 ~ 650°C で焼きなましされます。

  • フライス加工: CNCフライス盤で上部カバーと下部フレームの合わせ面を加工し、0.1 んん/m以下の平坦度を確保して密閉性を高めます。

5. 品質管理プロセス
  • 材料試験

  • 分光分析により化学組成(例:投げ込みヘッドの Cr 含有量)を検証します。

  • 引張試験および衝撃試験により機械的特性を確認します (例: ローター ディスクの衝撃エネルギー ≥ 60 J/cm²)。

  • 寸法検査

  • 座標測定機 (CMM) は、主要な寸法を検査します: ローター ディスクの振れ ≤0.05 んん、メイン シャフト ジャーナル径の許容差 ±0.01 んん。

  • レーザースキャンにより粉砕室の内部プロファイルをチェックし、最適な材料の流れを確保します。

  • 非破壊検査(非破壊検査)

  • 超音波検査(ユタ州)により、ローターディスクおよびメインシャフトの内部欠陥を検出します(φ2 mm以下の欠陥は不合格)。

  • 磁粉探傷試験 (MPT) は、スローイング ヘッドとローター ディスクの表面の亀裂を検査します。

  • パフォーマンステスト

  • ダイナミックバランシング: ローターアセンブリは過度の振動を避けるために G2.5 グレード (振動≤2.5 んん/s) にバランス調整されています。

  • 試運転:2時間の空運転を行い、軸受温度(≤70°C)および騒音(≤85 デシベル)を確認します。川砂利を用いた8時間の負荷試験を行い、砂の生産速度、粒度、および投入ヘッドの摩耗を確認します。

6. インストールプロセス
  • 基礎の準備:コンクリート基礎(C30グレード)、アンカーボルト埋め込み、水平度0.1mm/m以下、28日間養生。騒音および振動の伝達を低減するため、基礎上に防振パッド(厚さ5~10mm)を設置します。

  • 下部フレームの取り付け: 下部フレームを基礎まで吊り上げ、シムで水平調整し、アンカーボルトを規定トルクの 70% で締め付けます。

  • メインシャフトとローターアセンブリメインシャフトは下部フレームのベアリングシートに取り付けられ、ローターディスクはシャフトに取り付けられます。ベアリングは取り付け前にグリース(NLGI 2)で潤滑されます。

  • 投げる頭のインスタレーション: スローイングヘッドはローターディスクにトルク扳手(トルク300~500N・m)でボルト締めされ、均一な分布が確保されます。

  • 上部カバーと破砕室の設置:上部カバーは下部フレームにボルトで固定され、破砕室ライナーはガスケットで取り付けられており、材料の漏れを防止します。

  • 給餌および駆動システムの設置供給ホッパーは上カバーに取り付けられており、モーターは主軸と同軸(同軸度≤0.1 んん)に取り付けられています。Vベルトは適切な張力(100 Nの力で15~20 mmのたわみ)で取り付けられています。

  • 潤滑および冷却システムの接続パイプを接続し、潤滑システムの流量と圧力(0.2~0.4 MPa)をテストします。

  • 試運転

  • 回転方向と安定性を確認するために 1 時間空運転します。

  • 材料を負荷してテストし、材料分配器を調整して、必要な砂の粒度分布を実現します。

  • すべてのシステムに漏れ、異常なノイズ、過熱がないか確認し、必要に応じて調整を行ってください。

VSI砂製造破砕機は、精密な製造、厳格な品質管理、標準化された設置により、高品質の人工砂の効率的な生産を保証し、現代の建設プロジェクトの要求を満たします。


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