1、解决方案
1.1整体破碎系统生产线的方案确定
整体破碎系统生产线的方案是：用一铲车不断地向破碎机的料斗喂料，块料经料斗漏到破碎辊间被破碎辊剪切、挤压破碎后，落到带式输送机上，再将其输送到其他地方等待给混凝土搅拌机人料。
1.2机型及破碎机理的确定
结合颚式破碎机、旋转式破碎机和辊式破碎机的破碎特点和MMD破碎机的破碎机理，考虑上述机械实验结果应力值不太大等特点，确定以齿辊式破碎机作为冻沙破碎机的机型。又结合当今较为先进的MMD破碎机的破碎机理，将辊子设计成1节大齿1节小尖齿的形式。整个破碎过程可以分为2个阶段：第1阶段，大块物料先被相向转动的且错开的大齿与大齿剪切破碎，此时物料被破碎成小块物料；第2阶段，小块物料再落人大齿牙间，在大齿牙间2辊继续相向运转，小尖齿给物料施以压力，物料完全达到预先想要的粒度，完成整个破碎过程。
1.3工作原理
2个电机通过带轮带动2个减速器，2个减速器分别输出扭矩带动2个破碎辊相向运转，为了使破碎辊不相互打齿，2个破碎辊必须用滚子链实现同步，这样由料斗落人的物料将落人2相向滚动的破碎齿间完成破碎过程，如图1所示。减速器输出扭矩带动1个主动辊，辊另一端有1大齿轮与从动轮上大齿轮啮合。从动辊又可以沿导轨滑动，另一端用弹簧顶住来防止过载。但是，由于从动辊工作时物料横向往复运动，使2辊上的齿轮在受扭矩作用的同时产生横向位移，造成从动辊上的齿轮刮削和磨损，降低使用寿命。同时易使大齿轮滚键，维修频繁而影响生产。且在设计制造大齿轮时由于尺寸较大，加工成本较高，在使用时，无法使用油润滑，但使用环境恶劣，易造成大齿轮磨损。制造大齿轮时必须开模铸造，制造周期较长，与甲方所提出的工期要求不符。所以单电机单减速器的设计方案不可行。
再者2个破碎辊要实现同步，可以用万向节，也可以用滚子链，万向节结构简单紧凑，但2同步轴必须同轴心，这就需要减速器中必须有1对伞齿轮，由于本设计想选配减速器，这必将导致2破碎辊的中心距较大，又因破碎辊的直径已被所选定的外购件一牙齿所确定，所以最终此种方案没有被采纳。用滚子链实现同步虽然结构较大，但其性能较为稳定，且2辊间的中心距可以通过加链节的办法来调节。最主要的是用滚子链实现同步，2同步轴是相互平行的，不会导致2破碎辊中心距太大，且选配减速器也较为方便，所以最终用滚子链在高转速低扭矩的减速器输入轴上实现同步。
1.4过载问题
从电路上通过一限流继电器来限制电机过载，一旦有大石块或其他情况而导致破碎辊卡住不能转动，此时电机过载，转子电流必将增大，继电器给电机断电并延时1s，之后，电机反转又延时2s，接着，电机断电停车复位，工人清理后手动开机。
2、原始数据采集
为了采集必要的原始数据，在北京建工集团五建公司搅拌站做了关于测试冻沙破坏应力和破坏机理的实验。将含水量8.6%的沙子以自然压实度装入模型，模型的规格分别为：100×100×100的正方体2个，150×150×150的正方体2个，不规则形状3个。然后将模型装入冰柜，冰柜内放置1个温度传感器，将温度传感器的上限定为-19.9℃，下限定为一20.0℃。温度传感器给出脉冲信号到固态继电器，而后继电器控制冰柜的制冷压缩机电源，使其温度恒定在-20℃。冷冻3天后将模具从冰柜中取出，迅速拆开模具，将冻沙块搬到压力机上做压碎实验。
3计算模块组成
由于冻沙破碎机中计算参数有一定的相关性，且计算工作量大，容易出错。为此有必要编制计算程序。
4、总装设计
总装设计主要包括：电机、带传动、同步器、减速器、联轴器至破碎辊的整体装配位置的布置以及机架的整体布置、上下料斗的设计。考虑到节省空间电机布置在减速器下面，又因为带传动需要张紧装置、电机需要安装在摆架上。电机通过带传动将动力传给减速器。给其装上1套同步器实现2破碎辊的同步，同步器的导向轮装在机架的导向支撑架上。减速器装在基准板工上联轴器与减速器输出端，破碎辊支撑在2调心滚子轴承上，轴承支座采用国标SN系列，轴承支座又装在基准板Ⅱ上。确定机架的总体设计方案：3层双跨机架结构，整体机架采用焊接钢结构，制造方便，重量轻，强度高，结构紧凑，安全可靠，美观大方，单件成本较传统式铸钢结构大大降低，但焊缝质量要求较高。最底层是基准面I，采用40 mm厚钢板；中层是基准面Ⅱ，采用40 mm厚钢板；最高层用来支撑上料斗，为了防止上料斗倾翻，在机架的4个角上焊上8个吊耳，料斗的4个面的上沿中心也焊4个吊耳，在吊耳间用钢丝绳拉紧。上破碎辊罩装配在基准面Ⅱ上。考虑出料用带式输送机，由此设计整机机架高度，机架的主干结构采用槽钢对焊，3根主梁采用不等边角钢对焊。上下料斗采用8mm钢板焊接结构，考虑破碎机上料时采用ZL50装载机喂料（铲宽2850mm、铲斗容量3m3），将上料斗入料口设计为3000 mm×1000 mm的矩形。机架与地面固定采用地脚螺栓联接结构6x4xM20。
5、结论
(1)2距离较大的平行轴实现相向同步的设计突破了传统的用齿轮实现同步的方法，采用了同步链轮加导向链轮。前者齿轮直径较大，制造加工困难，成本较高；后者链轮直径不受限制，制造加工简单，成本低。
(2)采用链轮实现同步的方案，会产生多边形效应，而导致在向减速器输入转矩时角速度不恒定，带来冲击，但不影响同步。机架的总体设计方案较优，只是焊缝质量要求较高。
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