畢業(yè)論文破碎機(jī)設(shè)計(jì)說(shuō)明

1、 . PAGE87 / NUMPAGES871緒論1.1選題的目的和意義中國(guó)是世界上少數(shù)幾個(gè)以煤炭為主要能源的國(guó)家之一，煤炭的生產(chǎn)量和消費(fèi)量占世界首位。煤炭作為中國(guó)的主要能源與鋼鐵、化工領(lǐng)域的原料在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間不會(huì)有大的改變，因此煤炭在中國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位是舉足輕重的。然而，在中國(guó)的煤炭消耗中，煤炭的加工利用處于低水平階段，存在著高能耗、高污染、低效率的利用現(xiàn)狀，也產(chǎn)生一系列的環(huán)境污染問(wèn)題，如:燃煤產(chǎn)生煙塵和S02排放量分別占80%和90% ，中國(guó)的大氣污染屬典型的煤煙型大氣污染。全國(guó)己有62.3%的城市S02年平均濃度超過(guò)國(guó)家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，日平均濃度超過(guò)國(guó)家三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。S02排放量的持續(xù)增加使中國(guó)

2、酸雨覆蓋面積占國(guó)土面積的40%，酸雨污染給森林和農(nóng)作物造成的損失每年達(dá)數(shù)百億元。大氣中的S02的主要來(lái)源于高硫煤的使用，而中國(guó)的高硫煤約占總產(chǎn)量的10%,按每年10億噸的產(chǎn)量算，每年約有1億噸的高硫煤，而去硫的最基礎(chǔ)設(shè)備就是將硫與其伴生物從煤中的解離也就是說(shuō)要將煤充分破碎，破碎煤就需要破碎機(jī)，這是選擇本題的目的之一。其二如前所述，新的選煤技術(shù)和工藝需要新型的破碎機(jī)，否則影響新的選煤工藝和方法的技術(shù)水平。近三年來(lái)，選煤廠廣泛采用的各式破碎機(jī)由于結(jié)構(gòu)與機(jī)理的原因，破碎后的產(chǎn)品或者過(guò)粉碎嚴(yán)重，排料粒度不能有效的控制，同時(shí)伴有大量粉塵或者破碎機(jī)的破碎強(qiáng)度低，不能適應(yīng)含煤研石的煤炭破碎，且破碎后粒度不均

3、勻，容易超粒，不但使得后續(xù)的洗選難度加大，分選效果變差，同時(shí)難以滿足目前市場(chǎng)的需要。由此造成的損失每年數(shù)億人民幣。為解決此問(wèn)題，在國(guó)的破碎機(jī)技術(shù)尚未滿足國(guó)使用條件的技術(shù)下，目前大量從國(guó)外進(jìn)口破碎機(jī)，如的平塑、安家?guī)X煤礦、集團(tuán)的神木礦區(qū)、大柳塔選煤廠、盤江集團(tuán)的老屋基選煤廠、永城煤電集團(tuán)、無(wú)煙煤礦業(yè)集團(tuán)等等，國(guó)外破碎機(jī)的價(jià)格是國(guó)同類價(jià)格的6-8倍，如果研制的破碎機(jī)能替代進(jìn)口產(chǎn)品，每年可為國(guó)家節(jié)約外匯至少1億美元。因此，無(wú)論從環(huán)保的角度、社會(huì)效益的角度、直接經(jīng)濟(jì)效益的角度，還是解決生產(chǎn)實(shí)際問(wèn)題的角度，研究新型的分級(jí)破碎機(jī)，具有較重大的現(xiàn)實(shí)意義。1.2破碎機(jī)概述1.2.1破碎的目的固體物料在外力的作

4、用下克服物料的聚力使大顆粒破碎成小顆粒的過(guò)程稱為粉碎。物料粉碎由破碎機(jī)和粉磨機(jī)來(lái)完成，粉碎的目的有如下：(1) 均化 隨著粉碎的進(jìn)行，物料的總表面積不斷增加。因此大顆粒物料碎裂成細(xì)粉狀態(tài)，這樣才可能使幾種不同固體物料（主要是化學(xué)成分不同）的混合，得到良好的均勻效果。(2) 選礦（解離） 隨著礦產(chǎn)資源的開發(fā)利用，原礦品位日趨降低，為了取得原礦中的有效成分，需要大量礦石經(jīng)過(guò)選礦加工后才能利用，而且人選礦石中難選礦石愈來(lái)愈多。礦石中有用成分同雜質(zhì)緊密地結(jié)合在一起，為使礦石中有效成分解離。只有將其充分破碎。經(jīng)過(guò)選礦才能將有用成分同雜質(zhì)分開，并剝除雜質(zhì)，得到較純凈的精礦。由于工業(yè)的發(fā)展，要求礦石綜合回收

5、的元索越來(lái)越多，對(duì)礦石的粉碎要求也更具體，對(duì)粉碎機(jī)械的要求也更高。(3) 粒度分布 在工業(yè)生產(chǎn)中，由于具體的生產(chǎn)工藝要求，對(duì)固體原料有較嚴(yán)格的粒度要求，粉碎機(jī)械必須滿足其產(chǎn)品粒度。(4) 使物料的比表面積增加 比表面是單位質(zhì)量或體積的物料的表面積，物料的粒度越小。其比表面積越大，增加物料的比表面積可使物料同周圍介質(zhì)的接觸面積增大，從而反應(yīng)速度加快。例如催化劑的接觸反應(yīng)，固體燃料的燃燒與氣，物料的溶解，吸附與干燥，以與在化工上利用粉末顆粒流化床的大接觸面積來(lái)強(qiáng)化傳質(zhì)與傳熱等。1.2.2齒輥破碎機(jī)的特點(diǎn)和分類常見(jiàn)的破碎機(jī)主要有鄂式破碎機(jī)、旋回破碎機(jī)、圓錐破碎機(jī)、錘式破碎機(jī)、沖擊式破碎機(jī)和齒輥破碎機(jī)

6、等。齒輥破碎機(jī)是一種傳統(tǒng)的破碎機(jī)械，它的主要破碎作用是劈碎，同其它類型的破碎機(jī)相比，這種破碎機(jī)的特點(diǎn)：破碎過(guò)程的能量消耗?。贿^(guò)粉碎（粉化）程度小，破碎的產(chǎn)物多呈立方體；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，維護(hù)與檢修方便；成本低廉。基于以上優(yōu)點(diǎn)，齒輥破碎機(jī)在許多工業(yè)部門都有應(yīng)用，特別在選煤廠應(yīng)用得更多。齒輥破碎機(jī)是破碎煙煤、無(wú)類煤（含矸石量少）和頁(yè)巖的主要設(shè)備，主要用于原煤的粗碎（產(chǎn)品粒度在50mm以上）和中碎（產(chǎn)品粒度在25-6mm）。雙齒輥破碎機(jī)的工作機(jī)構(gòu)（圖1）主要是轉(zhuǎn)動(dòng)的兩個(gè)圓齒輥，旋轉(zhuǎn)的圓輥面上有齒、棱和槽。物料被齒面輥帶到破碎空間后，因受到兩齒輥的劈碎作用（主要破碎方法）而破碎，經(jīng)過(guò)破碎的物料經(jīng)下面

7、排料口排出。齒輥破碎機(jī)按齒輥數(shù)目可分為單齒輥破碎機(jī)、雙齒輥破碎機(jī)和多齒輥破碎機(jī)。生產(chǎn)中以單、雙齒輥破碎機(jī)應(yīng)用最多。在選煤廠中應(yīng)用的單齒輥破碎機(jī)都采用較長(zhǎng)的輥齒，故主要適用于粗碎；雙齒輥破碎機(jī)的輥齒一般較短，適用于中碎；四齒輥破碎機(jī)適用于中碎。 1.2.3齒輥破碎機(jī)的工作原理兩個(gè)破碎輥在傳動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)下相向轉(zhuǎn)動(dòng)，固定輥1支承在固定軸承2上。移動(dòng)輥3支承在移動(dòng)軸承4上，安全裝置5(彈簧保護(hù)裝置或液壓缸保險(xiǎn)裝置)頂住活動(dòng)軸承，并用定位墊塊6調(diào)節(jié)兩輥的間隙，其最小距離也稱排料口寬度，用以控制破碎塊產(chǎn)品粒度。物料自兩輥上方加入，在輥?zhàn)优c物料間摩擦力作用下，物料被帶入兩輥之間，受擠壓破碎后，自下部排出(見(jiàn)

8、圖1.1)。破碎后的粒度一般控制為80120 mm。圖1.1齒輥破碎機(jī)工作原理示意圖固定輥固定軸承移動(dòng)輥移動(dòng)軸承安全裝置定位墊塊1.2.4雙齒輥破碎機(jī)的基本構(gòu)造圖1.2是傳統(tǒng)式雙齒輥破碎機(jī)的構(gòu)造示意圖。它是由一對(duì)齒輥、兩對(duì)外嚙合齒輪、彈簧保險(xiǎn)裝置、機(jī)架與膠帶輪等部件所組成。機(jī)架1是由型鋼焊接而成的結(jié)構(gòu)件，固定齒輥2安裝在機(jī)架的固定軸承3上。可動(dòng)齒輥4裝在可動(dòng)軸承5上，可動(dòng)軸承可以在固定于機(jī)架上的軸承座6上滑動(dòng)，利用彈簧7將可動(dòng)軸承壓緊。電動(dòng)機(jī)通過(guò)膠帶輪8和傳動(dòng)齒輪9與10使固定齒輥轉(zhuǎn)動(dòng)，利用長(zhǎng)齒齒輪11帶動(dòng)可動(dòng)齒輥，使其與固定齒輥?zhàn)飨鄬?duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。破碎物料從上方給入，經(jīng)齒輥破碎后從下方排出。圖1.2

9、雙齒輥破碎機(jī)1機(jī)架；2固定齒輥；3固定軸承；4可動(dòng)齒輥；5可動(dòng)軸承；6軸承座；7彈簧；8膠帶輪；9、10傳動(dòng)齒輪；11長(zhǎng)齒齒輪1.2.5齒輥破碎機(jī)的主要部件(1) 齒輥齒輥的構(gòu)造通常有兩種型式：一是在鑄鐵芯上套有用高錳鋼鑄成的齒圈，兩端用螺栓緊固，另一種是由高錳鋼鑄成的弓形齒板，裝配在多邊形截面的鑄鐵軸轂上，齒輥結(jié)構(gòu)可靠，但檢修不方便，當(dāng)更換齒圈時(shí)必須把輥?zhàn)犹嵘?，以便把每個(gè)齒圈單獨(dú)分解下來(lái)；第二種型式的齒輥制造和裝配都方便，磨損后易于更換，若輪轂造成整體，則齒板與多邊形表面接合處面積較大，接合更牢固。目前，國(guó)產(chǎn)單齒輥和雙齒輥破碎機(jī)多采用第二種型式。輥齒的型式有如下幾種：鷹嘴式、標(biāo)搶式、刀刃式和

10、矩形帶式。粗碎時(shí)大部分采用鷹嘴式，齒的高度為70110mm。長(zhǎng)、短齒一起配合使用，長(zhǎng)齒用以破碎特大塊，大塊進(jìn)入腔后，再用短齒進(jìn)一步破碎，單齒輥破碎機(jī)的破碎過(guò)程基本上是這樣進(jìn)行的。中碎時(shí)鷹嘴式和標(biāo)槍式都可使用，齒的高度最低為40mm。刀刃式使用得不多。矩形帶式主要是用在四齒輥破碎機(jī)上。(2) 傳動(dòng)裝置單齒輥和雙齒輥破碎機(jī)的轉(zhuǎn)速有快速和慢速兩種。為了減少煤粉過(guò)多，現(xiàn)在一般使用慢速，齒輥的圓周速度約為1.21.9 m/s(2530 r/min)；那些粉煤對(duì)工藝影響不大的，采用快速2.84.7 m/s?？焖賯鲃?dòng)裝置簡(jiǎn)單，采用三角膠帶輪減速即可。慢速傳動(dòng)裝置較復(fù)雜，一般采用三角膠帶輪和齒輪兩級(jí)減速。由于

11、齒輥破碎機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度低，所以傳動(dòng)軸和主軸都采用滑動(dòng)軸承。在雙齒輥破碎機(jī)中，為了不使輥齒相碰而損壞，兩個(gè)齒輥應(yīng)當(dāng)同步地相對(duì)回轉(zhuǎn)；為了使兩齒輥有10mm相對(duì)位移時(shí)仍能正常咬合傳動(dòng)，兩齒輥間的傳動(dòng)齒輪要采用特制的長(zhǎng)齒齒輪。目前開始出現(xiàn)一些不用長(zhǎng)齒齒輪的雙齒輥破碎機(jī)，有的破碎機(jī)采用萬(wàn)向鉸鏈聯(lián)軸器傳動(dòng)，或者采用一種專用小齒輪傳動(dòng)，都能達(dá)到兩齒輥有一定位移時(shí)仍能正常嚙合的目的。(3) 保險(xiǎn)裝置單、雙齒輥破碎機(jī)設(shè)有彈簧保險(xiǎn)裝置。雙齒輥破碎機(jī)的保險(xiǎn)作用是靠壓在可動(dòng)輥?zhàn)由系膹椈蓙?lái)實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)過(guò)大塊物料或硬質(zhì)物料落到破碎腔中不能被軋碎時(shí)，齒輥受力變大，可動(dòng)齒輥能夠向外移動(dòng)，使保險(xiǎn)彈簧的壓縮量增加，增大可動(dòng)齒輥與固定

12、齒輥的距離，將不能破碎的物料排出。然后借彈簧的恢復(fù)力再使可動(dòng)齒輥回到原來(lái)的位置，起到保險(xiǎn)作用。齒輥破碎機(jī)還有用銷子保險(xiǎn)裝置的。1.3 齒輥破碎機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r破碎是當(dāng)代飛速發(fā)展的工業(yè)礦物加工領(lǐng)域中一個(gè)重要的環(huán)節(jié)，破碎機(jī)就是礦山機(jī)械中應(yīng)用非常廣泛的一種設(shè)備。在各種金屬、非金屬、化工、建材、電力等工業(yè)部門占有非常重要的地位。從經(jīng)濟(jì)角度來(lái)講，在選礦廠，破碎與磨碎作業(yè)的生產(chǎn)費(fèi)用占全部選礦費(fèi)用的40%以上，設(shè)備投資占總投資的60%左右M。從能源與環(huán)保角度講，破碎作業(yè)要消耗巨大的能量，物料破碎過(guò)程中由于作業(yè)中產(chǎn)生發(fā)聲、振動(dòng)、摩擦、粉塵等，使能源大量消耗，作業(yè)環(huán)境嚴(yán)重污染。因而多年來(lái)國(guó)外的界人士一直在研究如何達(dá)

13、到節(jié)能、高效地完成破碎過(guò)程，從理論研究到新產(chǎn)品研制(包括改造舊的設(shè)備)直至改變生產(chǎn)工藝流程，以求達(dá)到節(jié)約投資、低耗能、少污染、高效率、過(guò)粉碎量小、產(chǎn)品粒度均勻并滿足與之相配套的新設(shè)備、新技術(shù)系統(tǒng)的工藝要求。煤礦是破碎機(jī)應(yīng)用最廣泛的行業(yè)，露天煤礦的原煤破碎和選煤廠入廠原料的預(yù)處理都離不開破碎設(shè)備。由于煤炭屬中硬巖石并具脆性以與破碎技術(shù)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的發(fā)展，所采用的破碎設(shè)備包括:鄂式破碎機(jī)、旋轉(zhuǎn)式破碎機(jī)、錘式和環(huán)錘式破碎機(jī)、反擊式破碎機(jī)、選擇性破碎機(jī)、齒輥式破碎機(jī)等。最近10多年來(lái)，破碎技術(shù)取得了較重大的進(jìn)展，隨著人們對(duì)破碎過(guò)程認(rèn)識(shí)的不斷深入，新的破碎方法和破碎設(shè)備不斷涌現(xiàn)，各國(guó)不斷把新工藝、新技術(shù)、新

14、材料用于自己的破碎機(jī)工業(yè)，產(chǎn)品可靠性不斷提高，在產(chǎn)品的耐磨損、減少過(guò)粉碎量、嚴(yán)格控制碎后產(chǎn)品的粒度等方面都取得了有效的進(jìn)展。特別是煤用齒輥式破碎機(jī)以其制造簡(jiǎn)單、維修方便、低能耗、成本低、高破碎能力和經(jīng)久耐用等優(yōu)點(diǎn)，無(wú)論是從產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、技術(shù)性能還是工業(yè)應(yīng)用都成為煤用破碎機(jī)的佼佼者。1.3.11990年以前的齒輥式破碎機(jī)9O年代前，齒輥式破碎機(jī)的技術(shù)存在不能嚴(yán)格控制碎后產(chǎn)品粒度、碎后產(chǎn)品過(guò)粉碎量大、機(jī)體受到的沖擊載荷較大、破碎齒易損壞、整體噪聲大、維修量大等缺點(diǎn)。如為了防止入料中的雜木、鐵器、矸石、巖石等硬物料損壞破碎齒，在單齒輥破碎機(jī)的破碎板下端裝有拉力彈簧，在雙齒輥破碎機(jī)一破碎輥的兩端裝有壓縮

15、彈簧，目的是當(dāng)大塊物料或堅(jiān)硬物料落到破碎腔不能被破碎時(shí)破碎板或齒輥受力增大，從而壓縮彈簧增大破碎腔的排料問(wèn)隙，以便排出硬物。然后借彈簧的恢復(fù)力使可動(dòng)破碎板或齒輥回到原來(lái)的位置。如此便不能嚴(yán)格控制碎后產(chǎn)品的粒度。1987午原兗州煤礦在消化吸收美國(guó)雷克斯諾德(REXNORD)公司生產(chǎn)的阿拉克36DAM型破碎機(jī)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出的4PGC-3803501000型齒輥式破碎機(jī)是當(dāng)時(shí)技術(shù)上較為先進(jìn)的破碎機(jī)。該型破碎機(jī)在技術(shù)上的一個(gè)突出特點(diǎn)是采用“Nitroil”控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以獨(dú)立地調(diào)整上段齒輥的間距來(lái)控制下段的給料粒度。也可單獨(dú)調(diào)整下段齒輥的間距以控制產(chǎn)品粒度，這樣，可根據(jù)破碎工藝要求靈活地調(diào)整破碎

16、程序。同時(shí)，該型破碎機(jī)把調(diào)整齒輥間距裝置和保險(xiǎn)裝置做成一個(gè)系統(tǒng)，采用液壓氣動(dòng)系統(tǒng)：油缸的活塞桿與可動(dòng)齒輥相連，在有活塞桿的油缸腔，泵入一定可變量的液壓油，同時(shí)在油缸的無(wú)活塞桿的腔泵入一定壓力的氣體，形成空氣柱彈簧。這樣可以根據(jù)泵入油量的多少改變活塞的位置，從而確定齒輥間的距離，達(dá)到控制產(chǎn)品粒度的目的。當(dāng)硬物或不可破碎物進(jìn)入破碎機(jī)后，由于破碎力增大，可動(dòng)齒輥壓縮空氣柱使硬物通過(guò)，隨后又可使動(dòng)齒輥復(fù)位。同樣也存在能嚴(yán)格的控制產(chǎn)品粒度的問(wèn)題。1.3.21990年以后的齒輥式破碎機(jī)進(jìn)入9O年代后，隨著我國(guó)改革開放力度的加大，煤的銷售市場(chǎng)也發(fā)生了較大的變化。人們對(duì)選煤技術(shù)與設(shè)備提出了更高的要求。其中包括

17、對(duì)煤碎后產(chǎn)品中降低細(xì)顆粒含量、產(chǎn)品粒度的均勻性、減少過(guò)限粒度、增大處理能力等，從而推動(dòng)了破碎機(jī)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步。首先煤炭科學(xué)研究總院分院開發(fā)了2PL系列強(qiáng)力破碎機(jī)。該破碎機(jī)在技術(shù)上的進(jìn)步主要是取消了原雙輥破碎機(jī)的退讓彈簧保險(xiǎn)裝置，將雙破碎輥固定，破碎齒使用新的技術(shù)和材料來(lái)防止難碎硬物損壞破碎齒，從而可嚴(yán)格控制碎后產(chǎn)品中的過(guò)大顆粒。1994年選煤和長(zhǎng)城冶金設(shè)備廠研究開發(fā)出TFP500系列分級(jí)破碎機(jī)。該系列破碎機(jī)采用單電機(jī)驅(qū)動(dòng)，液力耦合器過(guò)載保護(hù)。其傳動(dòng)系統(tǒng)是電機(jī)驅(qū)動(dòng)液力耦合器并帶動(dòng)一對(duì)錐齒輪，改變轉(zhuǎn)動(dòng)方向并驅(qū)動(dòng)主動(dòng)破碎輥轉(zhuǎn)動(dòng)，主動(dòng)破碎輥通過(guò)另一端的一組直齒輪驅(qū)動(dòng)被動(dòng)輥轉(zhuǎn)動(dòng)。破碎齒呈螺旋形布置，入

18、料中的小顆粒很容易通過(guò)破碎輥之間的間隙排出，大塊則利用齒的剪切和拉伸力來(lái)進(jìn)行破碎，改善了傳統(tǒng)破碎機(jī)中物料不受控制一律破碎的情況。9O年代中期,萊蕪煤礦機(jī)械廠引進(jìn)德國(guó)技術(shù)，開發(fā)生產(chǎn)了2PGL系列雙齒輥強(qiáng)力高效破碎機(jī)。該系列破碎機(jī)采用雙電機(jī)、雙液力耦合器、雙套齒輪箱直聯(lián)式驅(qū)動(dòng)，一破碎輥用手動(dòng)液壓系統(tǒng)可移動(dòng)，用來(lái)調(diào)整齒輥間的間距，從而控制排料粒度。該機(jī)有液力耦合器過(guò)載保護(hù)和電控過(guò)載保護(hù)，可有效防止難碎硬物損壞破碎齒。整機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，機(jī)體高度低沖擊負(fù)荷小。同期，煤炭科學(xué)研究總院分院相繼開發(fā)了2PLF系列分級(jí)破碎機(jī)、2FJP600系列強(qiáng)力分級(jí)破碎機(jī)、4PGG系列強(qiáng)力破碎機(jī)和DP系列單齒輥破碎機(jī)。2PLF系

19、列分級(jí)破碎機(jī)在傳動(dòng)形式上采用三角帶大帶輪傳動(dòng)，傳動(dòng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、故障率低。由于大帶輪有蓄能作用，故所需的電機(jī)功率比直聯(lián)式傳動(dòng)的小。雙齒輥采用對(duì)轉(zhuǎn)方式，破碎齒采用子彈頭式，表面堆焊硬質(zhì)合金，強(qiáng)度大，破碎效率高并且磨損后便于修復(fù)。2FJP600系列強(qiáng)力分級(jí)破碎機(jī)的雙輥分別各自向兩側(cè)壁方向轉(zhuǎn)動(dòng)，齒輥上的破碎板采用拼裝式，破碎齒在韌性較好的鑄基體上堆焊硬質(zhì)合金，不但強(qiáng)度大，可破碎難碎硬物，而且破碎齒“寧彎不折”。當(dāng)難碎硬物卡彎破碎齒，現(xiàn)場(chǎng)無(wú)需更換破碎板而可將破碎齒直接修復(fù)。在兩側(cè)壁上分別裝有梳齒板，有兩個(gè)作用：使破碎過(guò)程完全為剪切、拉伸破碎，不易產(chǎn)生過(guò)粉碎物；起棒條篩的作用?？赏ㄟ^(guò)需破碎的物料，而篩掉不需

20、破碎的大塊物料，可嚴(yán)格地控制碎后產(chǎn)品的粒度，使碎后物料的三維尺寸都能得到控制。兩齒輥分別向各自的側(cè)壁方向旋轉(zhuǎn)也可以保證入料中已經(jīng)達(dá)到要求粒度的物料不再二次破碎。從齒輥間的排料口和齒輥與梳齒板間的排料口直接排出，從而減少能量消耗和因擠壓破碎產(chǎn)生的過(guò)粉碎。兩破碎輥有兩套獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)裝置，使兩破碎輥各自獨(dú)立工作。在實(shí)際破碎時(shí)，可根據(jù)入料量改變工作制度，即入料少時(shí)開單機(jī)，入料多時(shí)開雙機(jī)，用戶更加節(jié)能。每臺(tái)破碎機(jī)可配有A、B、C三種齒型，每種齒型對(duì)應(yīng)一種產(chǎn)品粒度，用戶可通過(guò)更換齒型來(lái)調(diào)整產(chǎn)品粒度而不需更換破碎機(jī)，實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用，減少用戶的重復(fù)投資。另外，由于該系列破碎機(jī)為強(qiáng)力破碎，工藝布置時(shí)不需要手選皮帶人

21、工揀矸，原煤也不需要預(yù)先篩分而直接入破碎機(jī)，簡(jiǎn)化了選煤工藝流程，降低了廠房高度，減少了選煤廠建設(shè)投資與生產(chǎn)費(fèi)用。4PGG系列四齒輥破碎機(jī)和DP系列單齒輥破碎機(jī)是在2FJP系列基礎(chǔ)上派生而出的，除4PGG系列破碎機(jī)的機(jī)體采用積木式結(jié)構(gòu)，上下機(jī)體可組可分，可根據(jù)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際來(lái)安裝，破碎比增大外，其它結(jié)構(gòu)和破碎原理與2FJP系列基本一樣。1.3.3國(guó)外先進(jìn)高效破碎機(jī)1. MMD型高效破碎機(jī)MMD型系列輪齒式破碎機(jī)是英國(guó)MMD礦山機(jī)械集團(tuán)公司開發(fā)出的新一代破碎機(jī)，有500、625、750、1000、1300和1500共6個(gè)系列。每個(gè)系列有短箱型、標(biāo)準(zhǔn)箱型和長(zhǎng)箱型3種不同工作長(zhǎng)度，以滿足不同處理能力的要

22、求。每一種規(guī)格又配有不同類型的齒型、齒帽，以適應(yīng)不同破碎產(chǎn)品粒度的要求。該機(jī)的工作原理是依靠沖擊剪切和沖擊拉伸的作用，使剪切力沿著物料的薄弱易碎部位產(chǎn)生巨大破碎力使其破碎。物料在兩個(gè)破碎齒之間以與與側(cè)壁的梳齒板之間排出，產(chǎn)品在破碎后受此間隙控制，不會(huì)產(chǎn)生過(guò)大顆粒，在給料中已含有合格粒度的物料很快排出，不受破碎作用，有較好的粒度控制和篩分作用，產(chǎn)品粒度均勻。因此該機(jī)又稱“篩分破碎機(jī)”，主要用于粗破碎和第二段破碎作業(yè)?，F(xiàn)已有多臺(tái)MMD型破碎機(jī)在我國(guó)的煤礦和選煤廠使用。其特點(diǎn)是：(1)高度小、結(jié)構(gòu)緊湊；(2)特殊的輪齒結(jié)構(gòu)使其適用于干礦、濕礦、泥礦和粘礦；(3)碎后產(chǎn)品粒度均勻，沒(méi)有過(guò)大顆粒，過(guò)粉碎

23、的產(chǎn)品少；(4)處理量大，最大可達(dá)14 O00th，破碎強(qiáng)度高，可破碎抗壓強(qiáng)度達(dá)300MPa的物料；(5)采用液力耦臺(tái)器和電控雙重過(guò)載保護(hù)，當(dāng)過(guò)載或遇到難碎物料時(shí)，破碎機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，破碎輥反轉(zhuǎn)排出難碎物料；(6)維護(hù)、維修簡(jiǎn)便。2 ABOH型分級(jí)破碎機(jī)1998年，由美國(guó)的FFE礦業(yè)基建設(shè)備公司和澳利亞ABOHT工程公司合資開發(fā)的ABOH系列分級(jí)破碎機(jī)將破碎過(guò)程分為三段，而且可視入料粒度上限的不同而選擇不同的齒輥軸間距。如當(dāng)入料粒度上限為1000 mm，則齒輥軸間距為1000mm左右，粗碎段將1000mm的入料破碎到350mm，二段由350mm破碎至100mm，三段由100mm破碎至50、45、3

24、8mm或用戶要求的粒度。粗碎和二段破碎時(shí)破碎輥向旋轉(zhuǎn)，三段破碎時(shí)破碎輥外向旋轉(zhuǎn)。1.3.4結(jié)語(yǔ)盡管自9O年代煤用齒輥式破碎機(jī)在技術(shù)結(jié)構(gòu)、實(shí)際使用效果等方面較90年代以前有較大的進(jìn)步,但還是存在破碎理論上的各種各樣的難題。目前我國(guó)生產(chǎn)齒輥式破碎機(jī)的廠家較多，產(chǎn)品品種也多，即使是同一種規(guī)格(以輥徑輥長(zhǎng)作為規(guī)格標(biāo)準(zhǔn))的產(chǎn)品，因制造廠家不同，破碎機(jī)的結(jié)構(gòu)不同，不但實(shí)際處理能力有差別，而且過(guò)粉碎量、過(guò)大顆粒量、功率消耗、維護(hù)成本等方面也有差別。即使用戶對(duì)各種破碎機(jī)了解很全面，但選型也會(huì)很困難，有時(shí)造成選型后投產(chǎn)時(shí)不能達(dá)到工藝要求，造成生產(chǎn)成本增大。由于大型破碎機(jī)的市場(chǎng)需求量相對(duì)較小，中、小型破碎機(jī)目前仍

25、是我國(guó)研究、開發(fā)、生產(chǎn)的熱點(diǎn)。其中分級(jí)破碎機(jī)以其特有的工藝效果、所需較少的配套設(shè)備和較小的基建投資在市場(chǎng)上占據(jù)的份額將越來(lái)越大。1.4本設(shè)計(jì)的主要容本設(shè)計(jì)的主要容是設(shè)計(jì)自動(dòng)退讓式雙齒輥破碎機(jī)，我所做的主要工作有：1.首先根據(jù)所給參數(shù)確定破碎機(jī)的工藝參數(shù)和整體參數(shù)，然后確定總體傳動(dòng)方案；2.進(jìn)行傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算，包括電動(dòng)機(jī)功率的確定與型號(hào)的選擇，減速器的設(shè)計(jì)，聯(lián)軸器的選擇等；3.結(jié)構(gòu)件的設(shè)計(jì)計(jì)算，包括齒輪箱的設(shè)計(jì)，破碎齒輥的設(shè)計(jì)，退讓裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算等。齒輥破碎機(jī)是一種傳統(tǒng)的破碎機(jī)，技術(shù)上相對(duì)比較成熟，但還是存在一些問(wèn)題，比如容易產(chǎn)生過(guò)粉碎現(xiàn)象，工作齒尖易磨損，齒板使用壽命短。所以在參考傳統(tǒng)齒輥

26、破碎機(jī)的基礎(chǔ)上，我也嘗試著對(duì)傳統(tǒng)破碎機(jī)的缺點(diǎn)和不足之處做了一些改進(jìn)，比如，改變破碎輥的結(jié)構(gòu)型式和齒牙形狀，延長(zhǎng)其使用壽命，在破碎機(jī)罩體與輥?zhàn)又鬏S之間使用迷宮密封，降低粉塵污染。總體設(shè)計(jì)2.1齒輥破碎機(jī)總體傳動(dòng)方案的確定2.1.1工藝參數(shù)和技術(shù)參數(shù)的確定和原則1) 設(shè)計(jì)要求和已知條件本設(shè)計(jì)中雙齒輥破碎機(jī)所破碎的物料為煤，硬度較高、且含有一定的硫鐵礦和煤矸石。其: 真密度為(1.8-2.4)103kg/m3抗壓強(qiáng)度為b = (80-90)MPa彈性模量為 E=( 0.25-0.65)kg/m3要求 : 入料粒度240mm出料粒度60mm處理能力100t/h破碎強(qiáng)度：200Mpa;由以上數(shù)據(jù)可看出:

27、其名義破碎比i=240/60=4，屬中等破碎等級(jí)，由于煤較硬，且含有一定的煤矸石，故選擇以齒輥破碎為主的破碎方式。即兩齒輥的轉(zhuǎn)向?yàn)橄蛳鄬?duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。2) 主要參數(shù)的確定原則與計(jì)算：以下計(jì)算公式出處：中國(guó)選礦設(shè)備實(shí)用手冊(cè)（上冊(cè)）第一章第六節(jié)(1)給料粒度和輥?zhàn)又睆捷佔(zhàn)又睆紻與給料粒度d有關(guān)，它們之間的關(guān)系，決定于安裝破碎齒的齒圈與被破碎物料之間的摩擦系數(shù)的大小。一般來(lái)說(shuō)，齒面或槽面輥式破碎機(jī)轉(zhuǎn)子直徑和給料粒度的比值為26，根據(jù)以往產(chǎn)品和設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，輥?zhàn)又睆紻為最大給料粒度的2.5倍比較合適。即=0.4D。故輥?zhàn)又睆?D/0.4240mm/0.4 = 600mm(2) 輥?zhàn)愚D(zhuǎn)速輥?zhàn)幼钸m合的轉(zhuǎn)速與輥圈表面特

28、征，被破碎物料的硬度和尺寸大小有關(guān)，一般都是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式?jīng)Q定的。它要保證機(jī)器有最大的生產(chǎn)率，功率消耗又要少，同時(shí)還要考慮滾圈的磨損不能太快。通常，被破碎物料的粒度越大，輥?zhàn)愚D(zhuǎn)速應(yīng)越低；當(dāng)破碎軟的或脆的物料時(shí)，轉(zhuǎn)速應(yīng)高些。物理性質(zhì)和給料粒度等因素有關(guān)。一般當(dāng)輥?zhàn)拥膱A周速度較快時(shí)取v=2.84.7m/s,圓周速度較慢時(shí)取v=1.21.9m/s。本設(shè)計(jì)中破碎的物料為煤，且含有一定量的煤矸石，屬于中等硬度，取輥?zhàn)拥霓D(zhuǎn)速為50r/min。(3)生產(chǎn)能力 ( t/h )式中L輥?zhàn)拥拈L(zhǎng)度；D輥?zhàn)拥闹睆剑籈齒輥間距，一般取破碎產(chǎn)品的最大出料粒度；n齒輥轉(zhuǎn)速； 礦石松散系數(shù)，煤取0.150.27之間；破碎物料密

29、度；故生產(chǎn)能力Q0.20.750.06500.241600103.7 t/h(4)電機(jī)功率式中K系數(shù)，破煤時(shí)取0.95；L輥?zhàn)娱L(zhǎng)度（m）；D輥?zhàn)又睆剑╩）；n輥?zhàn)愚D(zhuǎn)速（r/min）; 故電機(jī)功率N0.950.750.65021.4 kw2.1.2傳動(dòng)方案的確定破碎機(jī)的工作環(huán)境惡劣，工作狀況不穩(wěn)定，不便維修。所以在設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)使整機(jī)在保證工藝性能指標(biāo)的前提下盡量提高使用壽命，簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，減少故障點(diǎn)，最大限度的降低維修量。其傳動(dòng)簡(jiǎn)圖如圖2.1所示。整機(jī)結(jié)構(gòu)大致分為:電動(dòng)機(jī)、減速系統(tǒng)、破碎輥、傳動(dòng)系統(tǒng)、安全保護(hù)系統(tǒng)、機(jī)體等。圖2.1傳動(dòng)方案簡(jiǎn)圖2.1.3功率計(jì)算與電機(jī)的選取由下面的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算電機(jī)的功

30、率電動(dòng)機(jī)選型：由于電動(dòng)機(jī)的計(jì)算功率為N21.4 kw，所以選取Y200L2型號(hào)的電動(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)速為1000r/min。其主要參數(shù)如下：額定功率滿載轉(zhuǎn)速滿載電流轉(zhuǎn)動(dòng)慣量重量22 kw970 r/min6.5A0.36kgm2250kg2.2傳動(dòng)和減速系統(tǒng)的確定電機(jī)轉(zhuǎn)速970min，初定破碎輥轉(zhuǎn)速為50min。則減速比i=970/50=19.4。減速系統(tǒng)通過(guò)兩級(jí)減速，第一級(jí)皮帶傳動(dòng)，然后由大皮帶輪將動(dòng)力傳遞給一個(gè)臥式二級(jí)齒輪減速箱，減速器的輸出軸將動(dòng)力傳遞給破碎輥，實(shí)現(xiàn)破碎輥的破碎運(yùn)動(dòng)，此種方案用經(jīng)濟(jì)實(shí)用的方式實(shí)現(xiàn)了減速目的。主要優(yōu)點(diǎn)有:第一，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，故障點(diǎn)少；第二，第一級(jí)皮帶傳動(dòng)為柔性連接，大皮帶

31、輪又具有一定的儲(chǔ)能作用，對(duì)破碎過(guò)程中的受力不均衡現(xiàn)象起到了很好的平衡作用；第三，在大皮帶輪上設(shè)有安全可靠的過(guò)載保護(hù)裝置，使設(shè)備的自身化程度大為增加。詳細(xì)設(shè)計(jì)按機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)的有關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)進(jìn)行。2.2.1總傳動(dòng)比與傳動(dòng)比分配(1) 總傳動(dòng)比已知電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)n與工作齒輥的轉(zhuǎn)速n,則總傳動(dòng)比等于i=n/n=970/50=19.4(2) 傳動(dòng)比分配總傳動(dòng)比等于各級(jí)傳動(dòng)比的連乘積，即。傳動(dòng)比的分配要合理，總體上說(shuō)要使傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕，成本低，潤(rùn)滑條件也好。對(duì)本破碎機(jī)來(lái)說(shuō)，總共有三級(jí)傳動(dòng)，包括一級(jí)帶傳動(dòng)和兩極圓柱齒輪傳動(dòng)，其中帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比應(yīng)控制在1.52.5以，齒輪減速器我用的是展開式，展開式的二級(jí)減

32、速器為保證其高，低速級(jí)大齒輪浸油深度大致相等，傳動(dòng)比的分配要滿足下式：式中，i1為高速級(jí)傳動(dòng)比；i2為低速級(jí)傳動(dòng)比；所以，從尺寸和機(jī)構(gòu)上考慮，帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比初定為2.43。則齒輪減速器的傳動(dòng)比為19.42.437.98，取高速級(jí)傳動(dòng)比i1=3.25,由 可得低速級(jí)的傳動(dòng)比為i2=2.46。2.2.2傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)參數(shù)的計(jì)算設(shè)電動(dòng)機(jī)軸為第軸，從減速器的高速軸開始各軸命名為軸，軸，軸，主動(dòng)齒輥軸為第軸，從動(dòng)齒輥軸為第軸。(1)各軸轉(zhuǎn)速計(jì)算第軸轉(zhuǎn)速第軸轉(zhuǎn)速 第軸轉(zhuǎn)速第，軸轉(zhuǎn)速由于主動(dòng)齒輥軸和從動(dòng)齒輥軸通過(guò)一個(gè)專用的傳動(dòng)比為1的齒輪組箱傳遞扭矩，故兩軸的轉(zhuǎn)速一樣。(2)各軸功率計(jì)算第軸功率第軸功率第軸

33、功率第軸功率第軸功率式中，1帶傳動(dòng)的傳動(dòng)效率；2聯(lián)軸器的傳動(dòng)效率；3圓柱齒輪的傳動(dòng)效率；4滾動(dòng)軸承的傳動(dòng)效率；(3)各軸扭矩的計(jì)算第軸扭矩第軸扭矩第軸扭矩第軸扭矩第軸扭矩第軸功率(4) 將各軸的轉(zhuǎn)速，功率和扭矩列表軸號(hào)轉(zhuǎn)速n(r/min)輸出功率P(kw)輸出扭矩T(N/mm)傳動(dòng)比i效率97022216.610.96399.221.1216.6122.920.1504.32.430.955019.11561.93.250.965018.363613.72.460.955017.273298.610.963傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算3.1帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算已知參數(shù)：雙齒輥破碎機(jī)的v帶傳動(dòng)裝置，原動(dòng)機(jī)為Y型異

34、步電動(dòng)機(jī)，功率p22kw，轉(zhuǎn)速n970r/min，傳動(dòng)比i2.43，工作中有強(qiáng)烈沖擊，預(yù)計(jì)壽命5年。計(jì)算項(xiàng)目與說(shuō)明1) 確定計(jì)算功率根據(jù)工作情況，查工況系數(shù)Ka設(shè)計(jì)功率PcKaP1.4222）選擇帶型根據(jù)Pc=30.8kw 和 n1=970r/min，選普通V帶型號(hào)3）確定帶輪直徑小帶輪基準(zhǔn)直徑dd1傳動(dòng)比i=2.43大帶輪轉(zhuǎn)速n2n1/i=970/2.43取彈性滑動(dòng)系數(shù)=0.02大輪基準(zhǔn)直徑dd2=idd1(1)2.43224（10.02）=534.4mm 按表取標(biāo)準(zhǔn)值實(shí)際轉(zhuǎn)速2(1)1 dd1 / dd24）驗(yàn)算帶的速度帶速在525 m/s圍aaaa5）初定中心距在0.7（dd1dd）a0

35、(dd1dd)中即528a01508中初定中心距6）確定基準(zhǔn)長(zhǎng)度=選取標(biāo)準(zhǔn)的基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld7）確定中心距0）驗(yàn)算小帶輪包角結(jié)果Ka1.4Pc=30.8 kwdd1=224mmi=2.43n2399.2r/mindd2=530mmn2 = 399.5 r/minv=11.37 m/s帶速符合要求a0=1000mmLd0=3207Ld=3550a=1172mmamin=1119mmamax=1243mm計(jì)算項(xiàng)目與說(shuō)明結(jié)果8) 驗(yàn)算小帶輪包角1800.5（dd2 dd1）57.39) 確定V帶根數(shù)單根V帶額定功率P0彎曲影響系數(shù)Kb傳動(dòng)比系數(shù)Ki額定功率增量P0包角系數(shù)Ka長(zhǎng)度系數(shù)KlV帶根數(shù)10）確

36、定單根V帶的預(yù)緊力V帶每米長(zhǎng)度質(zhì)量q11）確定壓軸力Fr163.2P0=5.89kwKb=7.510-3Ki1.1373P00.905kwKa=0.95Kl=0.98Z=5根q0.3kg/mF0=479.8 NFr=4559.7 N3.2減速器設(shè)計(jì)3.2.1減速器高速級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算已知參數(shù)：設(shè)計(jì)一自動(dòng)退讓對(duì)輥式破碎機(jī)的高速級(jí)齒輪傳動(dòng)。已知原動(dòng)機(jī)為電動(dòng)機(jī)，高速齒輪傳遞功率P=21.1kw,小齒輪轉(zhuǎn)速n1=399.2r/min,傳動(dòng)比i=3.25,單向運(yùn)轉(zhuǎn)，工作時(shí)有較大沖擊，每天工作8小時(shí)，每年300天,預(yù)期壽命5年。計(jì)算項(xiàng)目與說(shuō)明結(jié)果1) 選擇齒輪材料小齒輪選用 20Cr大齒輪選用 40Cr

37、 按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算確定齒輪傳動(dòng)等級(jí)，按估取圓周速度vt=2.16m/s齒寬系數(shù)d小輪齒數(shù)Z1大輪齒數(shù)Z2Z13.251961.75圓整取齒數(shù)比u u= Z2 / Z1=62 / 19傳動(dòng)比誤差 u /u u /u=（3.253.26）/3.26=0.4 誤差在5圍之齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算公式小輪轉(zhuǎn)矩T19.55106P/n1載荷系數(shù)K使用系數(shù)KA動(dòng)載荷系數(shù)KV 查表得初值KVt齒向載荷分布系數(shù)齒間載荷分布系數(shù) 由于0，故查表并插值則載荷系數(shù)K的初值KtKt=1.751.161.081.66齒形系數(shù)小輪大輪應(yīng)力修正系數(shù)小輪大輪重合度系數(shù)許用彎曲應(yīng)力彎曲疲勞極限應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N1N2彎曲壽命

38、系數(shù) YN尺寸系數(shù) Y安全系數(shù) SF則許用彎曲應(yīng)力模數(shù)設(shè)計(jì)初值4.02查表取模數(shù)標(biāo)準(zhǔn)系列小輪分度圓直徑圓周速率與估取值vt=2.16m/s相近，對(duì)Kv值影響不大，不必修正KV=KVt1.16, K=Kt=2.63小輪分度圓直徑大輪分度圓直徑中心距齒寬b 大輪齒寬b2=b小輪齒寬 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核計(jì)算彈性系數(shù)ZE節(jié)點(diǎn)影響系數(shù)ZH重合度系數(shù)許用接觸應(yīng)力 接觸疲勞極限應(yīng)力查表得接觸強(qiáng)度壽命系數(shù)ZN1, ZN2 (不允許點(diǎn)蝕)硬化系數(shù) ZW接觸強(qiáng)度安全系數(shù)SH (一般可靠度)故HRC 56-62HRC 50-55公差組8級(jí)vt=2.16m/sd0.7Z119Z262u=3.26合適T15.099

39、105KA1.75KVt1.161.081.2Kt=2.632.852.271.541.730.7=800N/mm2=770N/mm2N12.8108N28.54107YN1YN21Y1SF1.3m=4v=1.95m/sKv=1.16K=2.63b=62mmb2=62mmb1=68mmZE189.8ZH2.50.9ZN1ZN21ZW1SH1.1齒輪強(qiáng)度足夠3.2.2減速器低速級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算已知參數(shù)：低速齒輪傳遞功率P=20.1kw,小齒輪轉(zhuǎn)速n1=122.9r/min,傳動(dòng)比i=2.46,單向運(yùn)轉(zhuǎn)預(yù)期壽命5年。計(jì)算項(xiàng)目與說(shuō)明結(jié)果 選擇齒輪材料小齒輪選用 20Cr大齒輪選用 40Cr 按齒根

40、彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算確定齒輪傳動(dòng)等級(jí)，按估取圓周速度vt=1m/s齒寬系數(shù)d小輪齒數(shù)Z1大輪齒數(shù)Z2Z12.462049.2圓整取齒數(shù)比u u= Z2 / Z1=49 / 20傳動(dòng)比誤差 u /u u /u=（2.462.45）/2.46=0.4 誤差在5圍之齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算公式小輪轉(zhuǎn)矩T19.55106P/n1載荷系數(shù)K使用系數(shù)KA動(dòng)載荷系數(shù)KV 查表得初值KVt齒向載荷分布系數(shù)齒間載荷分布系數(shù) 由于0，故查表并插值則載荷系數(shù)K的初值Kt=1.751.161.081.66齒形系數(shù)小輪大輪應(yīng)力修正系數(shù)小輪大輪重合度系數(shù)許用彎曲應(yīng)力彎曲疲勞極限應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N1N2彎曲壽命系數(shù) YN尺寸系數(shù)

41、Y安全系數(shù) SF則許用彎曲應(yīng)力模數(shù)設(shè)計(jì)初值5.3查表取模數(shù)標(biāo)準(zhǔn)系列小輪分度圓直徑圓周速率與估取值vt=1m/s相近，對(duì)Kv值影響不大，不必修正KV=KVt1.1, K=Kt=2.54小輪分度圓直徑大輪分度圓直徑中心距齒寬b 大輪齒寬b2=b小輪齒寬按齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核計(jì)算彈性系數(shù)ZE節(jié)點(diǎn)影響系數(shù)ZH重合度系數(shù)許用接觸應(yīng)力 接觸疲勞極限應(yīng)力查表得接觸強(qiáng)度壽命系數(shù)ZN1, ZN2 (不允許點(diǎn)蝕)硬化系數(shù) ZW接觸強(qiáng)度安全系數(shù)SH (一般可靠度)故HRC 56-62HRC 50-55公差組8級(jí)vt=1m/sd0.65Z120Z249u=2.45合適T11.561106KA1.75KVt1.11.1

42、1.2Kt=2.542.82.321.551.70.7=800N/mm2=770N/mm2N12.8108N28.54107YN1YN21Y1SF1.3m=6Kv=1.16K=2.54b=78mmb2=78mmb1=84mmZE189.8ZH2.50.9ZN1ZN21ZW1SH1.1齒輪彎曲強(qiáng)度足夠3.2.3軸的設(shè)計(jì)計(jì)算1)減速器高速級(jí)軸(號(hào)軸)的設(shè)計(jì)與校核設(shè)計(jì)一齒輥破碎機(jī)二級(jí)圓柱齒輪減速器的高速級(jí)輸入軸，輸入軸傳動(dòng)簡(jiǎn)圖見(jiàn)下圖，該軸的一端與帶傳動(dòng)的大帶輪聯(lián)接。已知該軸傳遞的功率P21.1kw,轉(zhuǎn)速n1=399.2r/min, 小齒輪的齒寬B1=67mm,齒數(shù)Z1=19mm,模數(shù)m=4,單向連續(xù)

43、運(yùn)轉(zhuǎn)，有較大沖擊載荷。(1)求輸入軸上的轉(zhuǎn)矩TT=9.55106P/n1 =9.5510621.1/399.2 =5.043105 Nmm(2)求作用在齒輪上的力該軸上小齒輪的分度圓直徑為：d = mz =41976mm圓周力Ft、徑向力Fr、和軸向力Fa大大小如下：(3) 確定軸的最小直徑選取軸的材料為45鋼，初步估計(jì)軸的最小直徑，取A115，可得(4) 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)a 擬定軸上零件的裝配方案裝配方案如圖3.1所示。圖3.1減速器高速級(jí)軸的裝配方案b 按軸向定位要求確定各軸段直徑和長(zhǎng)度軸段左端與大帶輪相聯(lián)接，根據(jù)該軸的最小直徑為43.2mm,取軸段的直徑d1=45mm。軸段該軸段安裝滾動(dòng)軸承

44、，考慮到軸承只承受軸向力，選擇圓錐滾子軸承，取軸段直徑為d2=55mm，選用30211型圓錐滾子軸承，尺寸dDT5510022.75,軸承右端為擋油環(huán)，長(zhǎng)度為28mm，則L2=T(軸承寬度)2850.75mm。軸段該軸段為一光軸段，取軸肩高度為h=3.5mm,則該軸段直徑d3=62mm,長(zhǎng)度為118mm。軸段該軸段為一齒輪軸，齒輪齒頂圓直徑為da=84mm,齒輪寬b=67mm。軸段該軸環(huán)直徑為d5=69mm,軸肩高度應(yīng)滿足軸承的裝拆要求，軸段長(zhǎng)度L5=12mm。軸段該軸段直徑與軸段一樣，取d6=55mm,其長(zhǎng)度為軸承寬度與擋油環(huán)長(zhǎng)度之和，故L5=40mm。(5)軸的強(qiáng)度校核此軸為減速器的輸入軸

45、，所受的扭矩最小，故不校核。2) 減速器中間軸(號(hào)軸)的設(shè)計(jì)與校核齒輥破碎機(jī)二級(jí)圓柱齒輪減速器的傳動(dòng)軸，其傳動(dòng)簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖3.2，該軸裝有兩個(gè)齒輪，分別為高速級(jí)的大齒輪Z2低速級(jí)的小齒輪Z3。已知該軸傳遞的功率P20.1kw,轉(zhuǎn)速n=122.9r/min, 大齒輪的齒寬B2=62mm,齒數(shù)Z2=62,模數(shù)m=6,小齒輪的齒寬B3=84mm,齒數(shù)Z2=20,模數(shù)m=4,單向連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，有較大沖擊載荷。(1) 求輸入軸上的轉(zhuǎn)矩TT=1.5619106 Nmm(2) 求作用在齒輪上的力該軸上大齒輪Z2的分度圓直徑為： d2 = mz =462248mm小齒輪Z3的分度圓直徑為d3 = mz =620120

46、mm圓周力Ft、徑向力Fr、和軸向力Fa大大小如下：大齒輪Z2：小齒輪Z3(3) 確定軸的最小直徑選取軸的材料為45鋼，初步估計(jì)軸的最小直徑，取A115，可得(4) 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)a 擬定軸上零件的裝配方案裝配方案如圖3.2所示。圖3.2減速器中間軸的裝配方案b 按軸向定位要求確定各軸段直徑和長(zhǎng)度軸段該軸段安裝滾動(dòng)軸承，考慮到軸承承受的徑向力比較大，故選取圓錐滾子軸承，取軸段的直徑d1=65mm。選用22213型圓錐滾子軸承，尺寸dDB6512031,軸承右端為擋油環(huán)，長(zhǎng)度為34mm，則L1=B(軸承寬度)3465mm。軸段該軸段安裝齒輪，齒輪左端用擋油環(huán)固定，右端使用軸肩定位，取軸段直徑為d2

47、=70mm， 已知齒輪輪轂寬度為83mm,為了使擋油環(huán)端面能夠可靠的壓緊齒輪，軸段長(zhǎng)度應(yīng)略短于齒輪寬度。故取該軸段寬度L280mm。軸段取齒輪右端軸肩高度為h=3.5mm，則軸環(huán)直徑為d3=77mm，軸段長(zhǎng)度為25mm。軸段該軸段安裝齒輪，齒輪右端用擋油環(huán)固定，左端使用軸肩定位，取軸段直徑同軸段，為d4=70mm，已知齒輪輪轂寬度為77mm,取該軸段寬度L474mm。軸段該軸段直徑與軸段一樣，也是安裝滾動(dòng)軸承，取 d5=65mm,軸段長(zhǎng)度為擋油環(huán)長(zhǎng)度與滾動(dòng)軸承長(zhǎng)度之和，故L5=3124mm55mm。(5) 軸上零件的周向固定軸段上安裝的小齒輪與軸的周向定位采用A型普通平鍵，按d2=70mm，從

48、機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)中查的平鍵的截面尺寸為bh=2012，根據(jù)輪轂寬度，由鍵長(zhǎng)系列中選取鍵長(zhǎng)L=75mm,為了保證齒輪與軸具有良好的對(duì)中性，取齒輪與軸的配合為H7/r6。軸段上安裝的大齒輪與軸的周向定位采用A型普通平鍵，平鍵的截面尺寸為bhL=201268。滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是采用過(guò)渡配合保證的，因此軸段直徑尺寸公差為m6。下面校核該鍵的強(qiáng)度。當(dāng)軸在傳遞轉(zhuǎn)矩T時(shí)，鍵的工作表面受到壓力作用，工作表面受擠壓，鍵受剪切，失效形式是鍵，槽軸和輪轂槽三者中最弱的工作面被壓饋和鍵被剪壞。當(dāng)鍵用45制造時(shí)，主要失效形式是壓饋，所以通常只進(jìn)行擠壓強(qiáng)度計(jì)算。假定擠壓應(yīng)力在鍵的接觸面上是均勻分布的，此時(shí)擠壓強(qiáng)度條件是

49、N/mm2式中，d軸徑；k鍵與輪轂槽（或軸槽）的接觸高度，mm,k=0.5h,h為鍵高。（尺寸查有關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè)）；鍵的工作長(zhǎng)度，mm,A型，; b為鍵寬;許用擠壓應(yīng)力，N/mm2;90 N/mm2;由于鍵的材料一般采用抗拉強(qiáng)度極限的精拔鋼制造，軸的材料為45鋼；輪轂的材料也為鋼，再根據(jù)工況系數(shù)，破碎機(jī)在破碎物料的時(shí)候有一定的沖擊載荷，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，的取值圍為80100 N/mm2。對(duì)小齒輪，T=1.5619106 Nmm ; d=70mm; k=0.5h=0.5126mm;故 由此可見(jiàn)，單鍵無(wú)法滿足強(qiáng)度要求，所以選用雙鍵聯(lián)接?？紤]到制造誤差使鍵上載荷分布不均，按1.5個(gè)鍵計(jì)算。所以小齒輪與軸采

50、用雙鍵聯(lián)接可以滿足強(qiáng)度要求。對(duì)大齒輪，T=1.5619106 Nmm ; d=70mm; k=0.5h=0.5126mm;與軸的聯(lián)接采用雙鍵，故所以大齒輪與軸的聯(lián)接采用雙鍵滿足強(qiáng)度要求。(6) 求軸的載荷對(duì)軸進(jìn)行受力分析，列出靜力平衡和彎距方程。聯(lián)立求解得支反力 水平面 垂直面 再根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖做出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖。然后由軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖做出軸的彎矩圖，扭矩圖，和當(dāng)量彎矩圖（見(jiàn)圖3.3）。從軸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖和當(dāng)量彎矩圖中可以看出，齒輪3左側(cè)截面的當(dāng)量彎矩最大，是軸的危險(xiǎn)截面。此截面的MH,MV,M,T與Mca數(shù)值如下：圖3.3減速器中間軸的受力圖彎距 水平面 垂直面 合成彎距 扭距 T T=3.12106

51、 Nmm當(dāng)量彎距 (7) 校核軸的強(qiáng)度軸的材料為45#，調(diào)質(zhì)處理。查簡(jiǎn)明機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)中軸的常用材料與其主要機(jī)械性能則45#的抗拉極限強(qiáng)度，即5865N/mm2,取，軸的計(jì)算應(yīng)力為根據(jù)計(jì)算結(jié)果可知，該軸滿足強(qiáng)度要求。3)減速器輸出軸(軸)的設(shè)計(jì)與校核齒輥破碎機(jī)二級(jí)圓柱齒輪減速器的輸出軸，輸出軸傳動(dòng)簡(jiǎn)圖見(jiàn)下圖，該軸傳遞的功率P18.92kw,轉(zhuǎn)速n=50 r/min, 大齒輪Z4的齒寬B=78mm,齒數(shù)Z=49,模數(shù)m=6,單向連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，有較大沖擊載荷。(1) 求輸入軸上的轉(zhuǎn)矩TT=3613700 Nmm(2) 求作用在齒輪上的力該軸上大齒輪Z4的分度圓直徑為 d4 = mz =649294m

52、m圓周力Ft、徑向力Fr、和軸向力Fa大大小如下：(3) 確定軸的最小直徑選取軸的材料為45鋼，初步估計(jì)軸的最小直徑，取A115，可得(4) 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)a零件的裝配方案軸上零件的裝配方案見(jiàn)圖3.4。 圖3.4減速器輸出的裝配簡(jiǎn)圖b按軸向定位要求確定各軸段直徑和長(zhǎng)度軸段該軸段安裝滾動(dòng)軸承，選取圓錐滾子軸承，取軸段的直徑d1=90mm。所以選用23218c型圓錐滾子軸承，尺寸dDB9016040,軸承右端為擋油環(huán)，長(zhǎng)度為28mm，則L1=B(軸承寬度)2868mm。軸段該軸段安裝齒輪，齒輪左端用擋油環(huán)固定，右端使用軸肩定位，取軸段直徑為d2=95mm， 已知齒輪輪轂寬度為98mm,為了使擋油環(huán)端

53、面能夠可靠的壓緊齒輪，軸段長(zhǎng)度應(yīng)略短于齒輪寬度。故取該軸段寬度L295mm。軸段取齒輪右端軸肩高度為h=5mm，則軸環(huán)直徑為d3=105mm，軸段長(zhǎng)度為15mm。軸段該軸段為一軸環(huán)， d4=95mm，L483mm。軸段該軸段直徑與軸段一樣，也是安裝滾動(dòng)軸承，取 d5=90mm, L5=60mm。軸段該軸段用來(lái)安裝半聯(lián)軸器，半聯(lián)軸器右端用擋圈定位，軸段直徑d6=85mm， L6=120mm。(5) 軸上零件的周向固定軸段上安裝的齒輪與軸的周向定位采用A型普通平鍵，按d2=95mm，從機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)中查的平鍵的截面尺寸為bhL=281690，為了保證齒輪與軸具有良好的對(duì)中性，取齒輪與軸的配合為H7/

54、r6。校核鍵的強(qiáng)度：N/mm2式中，d裝鍵處的軸徑, d=95mm;k鍵與輪轂槽（或軸槽）的接觸高度，mm,k=0.5h,h為鍵高。h=16mm,則k=8mm;鍵的工作長(zhǎng)度，mm,A型，; b為鍵寬;=9028=62mm;許用擠壓應(yīng)力，N/mm2;90 N/mm2;采用雙鍵聯(lián)接。鍵的強(qiáng)度滿足要求。(6) 軸的強(qiáng)度校核 求軸的載荷對(duì)軸進(jìn)行受力分析，列出靜力平衡和彎距方程求解上述方程得支反力 水平面 垂直面 再根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖做出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖。然后由軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖做出軸的彎矩圖，扭矩圖，和當(dāng)量彎矩圖（見(jiàn)圖3.5）。從軸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖和當(dāng)量彎矩圖中可以看出，齒輪右側(cè)截面的當(dāng)量彎矩最大，是軸的危險(xiǎn)截面。此截面

55、的MH,MV,M,T與Mca數(shù)值如下：彎距 水平面 垂直面 合成彎距 扭距 T T=3.613106 Nmm當(dāng)量彎距圖3.5減速器輸出軸的受載荷圖 校核軸的強(qiáng)度軸的材料為45#，調(diào)質(zhì)處理。查機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)中軸的常用材料與其主要機(jī)械性能，則45#的抗拉極限強(qiáng)度，即5865N/mm2,取，軸的計(jì)算應(yīng)力為根據(jù)計(jì)算結(jié)果可知，該軸滿足強(qiáng)度要求。(7) 精確校核軸的疲勞強(qiáng)度對(duì)于重要的軸，必須按安全系數(shù)精確校核軸的疲勞的疲勞強(qiáng)度。 判斷危險(xiǎn)截面危險(xiǎn)截面應(yīng)該是應(yīng)力較大，同時(shí)應(yīng)力集中較集中的截面，從受載情況觀察，齒輪4截面上的Mca最大，且應(yīng)力集中最嚴(yán)重，故危險(xiǎn)截面應(yīng)為此截面(右側(cè))。 計(jì)算危險(xiǎn)截面應(yīng)力截面左

56、側(cè)彎距為截面上扭距為T=3613700N.mm抗彎截面系數(shù)W=0.1d3=0.1953=85737.5mm3抗扭截面系數(shù)WT=0.2d3=0.2953=171475mm3截面上的彎曲應(yīng)力截面上的扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力彎曲應(yīng)力幅彎曲平均應(yīng)力扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力的應(yīng)力副與平均應(yīng)力相等，即 確定影響系數(shù)軸的材料為45#，調(diào)質(zhì)處理，抗拉極限強(qiáng)度，。軸肩圓角處的的有效應(yīng)力集中系數(shù)，。根據(jù)r/d=2.5/95=0.026 ， D/d=95/90=1.056，查表并插值可得 ， 。尺寸系數(shù) 表面質(zhì)量系數(shù) 材料彎曲、扭轉(zhuǎn)系數(shù)由以上結(jié)果可得由此可知該軸安全。(8) 軸承壽命的計(jì)算 計(jì)算軸承支反力由以上軸的載荷計(jì)算可知：水平支反力R1

57、H=16668NR2H=7910N垂直支反力R1V=6067NR2V=2879N則合成支反力 當(dāng)量動(dòng)載荷調(diào)心滾子軸承無(wú)派生軸向力，S1=S2=0。故當(dāng)量動(dòng)載荷Pr1=R1=18449NPr2=R2=6715N 軸承壽命因?yàn)镻r2 Pr1,故按Pr2進(jìn)行計(jì)算。又由于軸承的工作溫度和軸承所受的沖擊載荷對(duì)軸承的壽命系數(shù)有一定的影響，故引入溫度系數(shù)ft和載荷系數(shù)fp。查機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)，軸承的工作溫度一般不高于120，取ft1；破碎機(jī)工作時(shí)有較強(qiáng)的沖擊載荷，取fp2.5。則軸承的壽命為3.3 聯(lián)軸器的選擇在機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)中，聯(lián)軸器是聯(lián)接兩軸，用作軸間運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)距的傳遞的重要部件，也可作為安全裝置。聯(lián)軸器所

58、聯(lián)接的兩軸，由于制造和安裝誤差、運(yùn)轉(zhuǎn)中的磨損、基礎(chǔ)的下沉以與由于受載荷和工作溫度變化而引起軸的變形，往往使兩軸不能保證嚴(yán)格對(duì)中而產(chǎn)生某種程度的相對(duì)位移。選擇聯(lián)軸器類型品種時(shí)一般應(yīng)考慮以下一些因數(shù)：如動(dòng)力機(jī)的機(jī)械特性、工作機(jī)的機(jī)械特性和載荷情況、 聯(lián)軸器的工作轉(zhuǎn)速、 對(duì)傳動(dòng)精度的要求、 聯(lián)軸器成本價(jià)格等。本設(shè)計(jì)中，由于要求不高，所以選擇凸緣聯(lián)軸器就能滿足其要求了。最大轉(zhuǎn)矩：由于功率 P =19.1Kw,轉(zhuǎn)速n=50r/minM=P/n=19.1103/50=382 N.m取安全系數(shù)為：1000/382=2.6故選擇YLD14型聯(lián)軸器。結(jié)構(gòu)件的設(shè)計(jì)計(jì)算4.1 齒輪箱的設(shè)計(jì)4.1.1齒輪箱的作用齒輪

59、箱是齒輥破碎機(jī)的傳動(dòng)裝置，在雙齒輥破碎機(jī)中，為了不使輥齒相碰而損壞，兩個(gè)齒輥應(yīng)當(dāng)同步地相對(duì)回轉(zhuǎn)；由于工作時(shí)移動(dòng)齒輥要作往復(fù)移動(dòng)，以便排出不可碎物料，所以兩齒輥間的傳動(dòng)裝置必須采用特殊結(jié)構(gòu)，它既能實(shí)現(xiàn)同步回轉(zhuǎn)又能使移動(dòng)齒輥往復(fù)移動(dòng)。4.1.2齒輪箱的主要結(jié)構(gòu)形式較早的雙齒輥破碎機(jī)采用的是一種特制長(zhǎng)齒齒輪傳動(dòng)這種齒輪往往是鑄造后經(jīng)過(guò)修整而制成(見(jiàn)圖4.1)。由于長(zhǎng)齒齒廓不符合漸開線形狀，所以破碎機(jī)不宜采用過(guò)高的轉(zhuǎn)速(圖1中采用三角皮帶和齒輪二級(jí)減速)且輥移動(dòng)的距離也較小即調(diào)整圍較小。圖4.2中齒輥破碎機(jī)使用一種專用的減速器，該減速器的兩個(gè)輸出軸通過(guò)萬(wàn)向聯(lián)軸器直接帶動(dòng)兩齒輥相對(duì)回轉(zhuǎn)。有的齒輥破碎機(jī)采

60、用一種專用的小齒輪傳動(dòng)，若排料口增大時(shí)齒輪的軛轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度，仍使小齒輪嚙合并正常運(yùn)轉(zhuǎn)，如圖4.3所示。這種傳動(dòng)方式可允許齒輥在較大圍移動(dòng)。圖4.l 長(zhǎng)齒齒輪傳動(dòng)的齒輥破碎機(jī)圖4.2萬(wàn)向聯(lián)軸器的雙齒輥破碎機(jī)圖4.3小齒輪傳動(dòng)的雙齒輥破碎機(jī)圖4.4橋式齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)本設(shè)計(jì)采用一種被稱為“橋式齒輪”的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，如圖4.4。該機(jī)構(gòu)通過(guò)4個(gè)齒輪與活動(dòng)扇形齒板構(gòu)成，當(dāng)調(diào)整輥隙時(shí)(即活動(dòng)軸承移位)，能保證二齒輥繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。活動(dòng)齒板采用對(duì)稱結(jié)構(gòu)，磨損后還可翻過(guò)來(lái)使用。這種傳動(dòng)形式中，上、下兩對(duì)齒輥可實(shí)現(xiàn)反向?qū)L旋轉(zhuǎn)，而且可以保證兩對(duì)齒輥間的中心距在較大圍調(diào)節(jié)時(shí)傳動(dòng)不致中斷。橋式齒輪傳動(dòng)由兩對(duì)一樣的齒輪相互嚙合組成