硬質聚氯乙烯、聚苯乙烯、有機玻璃、酚醛樹脂、脲醛樹脂、聚酯樹脂等是一類脆性塑料，一旦受到壓縮力、沖擊力的作用，極易脆裂破碎成小塊，對于這類塑料采用壓縮式或沖擊式破碎設備即可輕松實現破碎。
對于在常溫下就具有較高延展性的韌性塑料，如聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、ABS塑料等薄膜和絲、片狀物，它們受到外界壓縮、折彎、沖擊等力的作用，一般不會開裂，難以破碎，不宜采用脆性塑料所使用的破碎設備，只適宜采用剪切式破碎設備．由于破碎過程中摩擦發熱使塑料粘刀、破碎后因塑料的韌性易堵塞篩孔造成排料不暢等問題，使得這種破碎機在結構上必須采取相應的措施來確保破碎工作的穩定高效進行。
筆者針對有較高延展性的韌性塑料膜片的破碎原理和機器結構進行了研究，設計了一種膜片破碎機，使用效果良好．
1、塑料膜片的特點
廢舊塑料膜片主要來源于各種包裝膜、農用地膜、棚膜、扁絲編織袋、扁絲編織布等．制造薄膜的塑料有聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)等，為熱塑性材料，一般薄膜的厚度大約在0.01～0.08 mm左右，有良好的韌性，耐沖擊不易錘擊破碎，必須采用高速剪切的方式才能獲得碎小的片、絲，以方便后續的回收利用，
對廢舊塑料膜、絲、片進行破碎加工主要存在以下三個方面問題：①由于塑料薄膜、廢絲體積大質量輕，呈大塊、長條和團狀，蓬松纏繞，破碎后每lm3僅重30 kg左右，因此喂入困難，排料也不順暢，影響生產效率；②塑料膜片薄軟，刀片在切割中易發熱，工作時間稍長即發生粘刀現象，以致不能連續工作；③破碎作業時出料口易產生大量粉塵，造成工作環境污染，而且廢舊塑料中常帶有泥土、病菌，操作人員在此環境中工作，對健康很有害．
要實現塑料膜片的高效和連續可靠破碎，破碎機必須從原理和結構上采取合理的措施才能達到喂料順、破碎快、排料暢、無粉塵污染的要求．
2、結構及工作原理
2.1總體結構
為適用廢舊塑料膜片回收加工的特殊要求，筆者研制的破碎機采用由破碎主機和排料吸送除塵系統組合而成機組的構造方式。
破碎主機結構如圖2所示，進料口在主機上方，設下垂式柔性擋板，防止碎料飛濺，為了安全，進料室設計較深，避免人手伸入觸及刀輥，轉子為臥式多刀轉輥式結構，定刀為兩把，固定于機架內部，動、定刀均可方便地進行微調、可重磨，并對動、定刀設量了水冷卻系統，防止工作中刀片過熱，避免塑料膜粘刀現象．此外在底部出料斗設置去鐵去石裝置，以利物料的純凈，出料斗側方有吸料風管用于排料．
與主機配套設有吸送料氣力輸送系統，由風機、風管和葉片式旋風分離器及除塵布袋組成，該系統與主機底部出料斗用軟管道相連，起抽風、出料、氣力輸送和料塵分離并卸料的作用．膜片碎料從旋風分離器底部排出，粉塵則被布袋收集．
2.2工作原理
廢舊塑料膜、絲、片由主機上部進料口手工喂入，經寬而深的進料室下落并切向進入粉碎室，粉碎室內高速旋轉的輥子將塑料膜片帶動，在輥子上的動刀與機架上的定刀結合處高速剪切、撕裂形成碎條塊，細小料從底部開有小圓孔的半圓弧形篩板排出至出料箱，不能穿過篩孔的粗料繼續在粉碎室進行多次剪切、撕裂，直至完成破碎，出料箱設有去鐵的永久磁鐵可以吸住碎料中的鐵質雜物，而石塊砂子沉落到箱底．出料箱一側上部為吸風口，碎料由此進入風管經風機至專門設計的旋風分離器卸料，而尾氣進入布袋除塵排空，
由于氣力吸送系統的作用，進料口、粉碎室和出料室均處于負壓狀態，有利于順利喂料、碎料過篩、順暢排料和避免碎粉、塵土的外逸擴散，有效改善周圍工作環境．
3、主要結構方案的確定
3.1進料口和進料室
進料口設在粉碎室的上部，用于人工喂料，同時也是風力系統的主要進風口．對于廢舊塑料膜、片、絲狀物，形狀大小差易大，有纏繞，人工喂料比較可行．為了安全，進料口至粉碎室采取較大的高度，避免人手與粉碎轉輥的接觸而造成傷害事故．進料室采用大斷面尺寸，有利于進料順暢，另外，進料口設多塊柔性下垂的擋板，防止粉碎料往外飛濺．
為了粉碎室的安裝、清理和刀片拆卸調整，進料室由轉軸與機架連接，可以翻轉打開．
3.2破碎室結構
塑料膜、片、絲屬于高延展性的韌性材料，不能采用錘擊的方法破碎，只能采用高速剪切的方式切碎．經過對比試驗，本設計確定了采用多刀轉輥結構，如圖3所示．轉輥直徑∮360 mm，長度500 mm，動刀片為直刃，刃角42°，長度125mm，共12片．分四段布置刀片，每段圓周均布3片，相鄰兩段刀片錯開30°．定刀設2片，固定在機架上，動、定刀片均用楔形塊固定在刀座上，便于拆裝刀片重磨．為了調節刀刃間隙，動、定刀分別設有螺釘調節刀片伸出量．粉碎室下部設半圓形底篩，由厚鋼板沖孔制成，孔徑中16 mm，底篩與轉輥間隙為9mm。
3.3動刀和定刀的冷卻
由于塑料膜、片、絲破碎時，刀片高速旋轉反復剪切、撕裂物料，因摩擦而不斷升溫，當溫度達到一定時，就會使塑料膜片熔粘其上，薄膜狀的塑料比其它形狀的塑料遇高溫更容易熔粘，刀刃變鈍，以致不能正常工作．為此在設計中，對動刀和定刀設置了循環水冷卻系統，對刀片實施降溫，控制升溫過熱，有效避免粘刀現象，使設備穩定工作有了保證，
動刀和定刀的水冷卻系統結構如圖4所示，定刀座和動刀座均設有冷卻水通道，由于動刀處于高速旋轉中，水道結構較復雜，轉輥軸設計為空心結構．轉輥動刀座水道由軸右端部進入，通過中心不動的芯管引入至軸左端內腔，水流向周圍擴散，吸收動刀傳來的熱量，之后匯集從環形間隙流至右端水腔，從排水嘴排出．軸右端與水腔內壁之間采用機械密封．
刀片的水冷卻系統流程：外置水箱一循環水泵一定刀座水道一轉輥動刀座水道一外置水箱，水流量3～5m3/h.試驗證明水冷卻系統對動、定刀冷卻效果良好，有效避免了粘刀問題．
3.4出料箱
出料箱設在底篩下部，收集破碎的物料，并導入氣力輸送系統．
廢舊塑料膜、編織袋等物料中往往存在一些鐵絲、鐵釘及泥土、砂石，在破碎前應盡量清除，減少對刀片的破壞，但難有合適的機械方法，只能人工清理，不可避免會有部分進入破碎機，所以破碎料中必然會存在一些鐵、石雜物，為了有利于破碎料的后續加工利用，設計中我們給出料箱附加了去鐵和去石兩項功能．
去鐵裝置為抽屜式結構，設在出料箱上部，內裝多個條形永久磁鐵，破碎料從磁鐵間隔通過，鐵質雜物即被磁鐵吸住，可定期抽出清除，起到除鐵作用，
去石裝置即出料箱下部設一較大空間，氣流夾帶破碎料在其上部流動折向，砂石粒由于重力作用而沉人底部不被氣流帶走，可以定期打開底板排除．
3.5吸送系統
采用氣力吸送系統輸送破碎料，是破碎主機的關鍵配套設備，該系統由吸送風管，風機、旋風分離器和除塵布袋組成，
廢舊塑料膜片、編織袋、廢絲破碎時，由于處理料形狀不規整，破碎后密度小，Im3僅30 kg左右，出現喂入困難和排料不暢的現象，大大影響了生產率．此外，由于廢舊塑料膜（農用地膜、棚膜等）、塑料袋、編織袋等作為待處理的垃圾常常有不少塵土、病菌，破碎時，出料口易產生大量粉塵，使周圍環境惡化，操作工人極易受病菌感染，危害健康．
由于采用了氣力吸送除塵系統，在破碎機進料口、主機內部及出料口處形成負壓，產生內部吸力，處理料容易喂人，破碎料容易穿過篩孔，粉塵不會外逸，從而有效解決了進排料不暢的問題和粉塵污染問題．同時，大量冷空氣從粉碎室流過，對刀片也起到冷卻作用．
該系統從破碎機排料口吸出破碎物料及灰塵在封閉狀態下經管道輸送到旋風分離器實施料氣分離，尾氣再經布袋除塵后排出．取系統風量3 400 rr13/h，風壓1.8 kPa.旋風分離器采用多葉片式芯筒結構，有利于低密度的絲片碎料與空氣的分離，布袋由多個組成布置在分離器之后．在設備布置中將主機與輔機以墻相隔，以進一步改善主加工車間的工作環境．
4、主要技術參數
1)破碎能力 ≥450 kg/h
2)動刀轉輥尺寸φ360 mm×500 mm
3)動刀數量 12片
4)定刀數量 2片
5)系統風量 3 400 m3/h
6)裝機容量 21.5 kW
7)粉塵濃度 ≤10 mg/m3
5、結論
對有高延展性的韌性薄膜和絲、片狀塑料采用高速剪切方式破碎是可行而有效的，對刀片冷卻是確保破碎工作穩定進行所必需，設計的定刀、動刀的循環水冷卻系統，可實現對刀片的冷卻降溫，避免了塑料膜的剪切摩擦升溫而粘刀的問題．作為配套，采用氣流吸送系統，使進料口、破碎室和出料口處于負壓狀態，產生內部吸力，處理料容易喂入，破碎料容易穿過篩孔，粉塵不會外逸，可有效解決了進排料不暢和粉塵污染問題，同時，大量冷空氣從粉碎室流過，對刀片也起到冷卻作用。
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1、顎式破碎機
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