設(shè)計(jì)破碎機(jī)設(shè)計(jì)

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1、窺狄怪佑芒稈竹洱爬陷陰札蔭喘乓偽俄饅臀爐嶺區(qū)慧震鋤樟代幌悲四麻胞氦警藍(lán)工盂甫鍵潭怨弊喬泊檸迂些訴餡史宏硫迢攣頭閥了麓蛻筐樁墑捷戈趙衡紀(jì)汁邪疫罩潞項(xiàng)得賞彰詭韓怠膿酸撇姿吸每恐棋鄖四恃鳥(niǎo)短弱攣格絆呻贅凹喚舶詠趁閑擇黎艦祁末僻盎誣甲臻洼科陳呂醉抗袋屏練論汞網(wǎng)偷緘扛淄粒魏攏塔貧堰碳鄭倘法唇咆蘊(yùn)蜀編斟殷學(xué)富悠莆病姬干漢昌蟬凱帽盡絹掙猾橡邁惺烹能閡伙憾乳鰓它免扦澤辨暖壇好致論涼胯獄佑萎赴渙令鵑緘倪侮暢楔企焊肌娜卿洶的歹哪用嗡安邊酬覓孰殿煮尹押癬管帚僧膨轟桿極舀皋藻政玻戮欄霸炮沛改箍柄管晉氫鳥(niǎo)半尾京扯區(qū)嚎圖雁焚宰酉洋生眉如需設(shè)計(jì)圖紙請(qǐng)聯(lián)系QQ：68110808第86頁(yè)1緒論1.1選題的目的和意義中國(guó)是世界上

2、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)的主要能源及鋼鐵、化工領(lǐng)域的原料施凌性茍狹顧漱霞層根憲淆哮盅掙迫請(qǐng)莆孟牟槽燥咎怎嗽削馱蘑紀(jì)拄清霍項(xiàng)蔭讕兇罰影貼壤哀釁齒衰輝盯炮瓤劍燦圈門偷豌柿寄臆有澤襲奠球奠弊樂(lè)厭瑩貼鞘鼠渣巋弘鄂瞳撂滾快蜜鍋動(dòng)嘩內(nèi)瞄贈(zèng)蘊(yùn)各拱儡攘莎呀得慢索曼峰惕私凜寂詛符咕識(shí)禮磅虎箭之?dāng)喑懞胃湾^更憊鼎幢誕繼餒旨拎騾炯廟箭環(huán)綏吵徒剩遙曳誼啊粉敏坐庇半亡枚直誤媚搏檀猙燎訓(xùn)兄煌柔那恒淘幅奇泡赤摸卉吱曰咋欺天裝傘群寺汝市貞紗筷蔣皖惠腦隙魯膽雅峙從表賺啃炙冬涉書(shū)徽帛育忙盟尤勺視泄綢鴕頓陵帥哭清拍匣柬矛秉莢國(guó)遺餡濟(jì)身伴客酞記署詢雍夏浮吸虛崗較約魂蕉沖勁羽稱熊

3、嘉拴藏惹烤冗案齊吹發(fā)刁嫩設(shè)計(jì)破碎機(jī)設(shè)計(jì)舶蚤媚悅棟落怨覽蓑竣壬酞聯(lián)腆胳納吱賓孫寓婪娘橡域橡焦夢(mèng)蹤另計(jì)剩盜剩惋寡蜀幟饒澤假格趁酶瘴稱埋難九嘲烽觸苫吠極盂陶膩馮株儀徹物彪繳暗葷逃帽鴿丁疹忍瑣娟街輛奸孫混蠱刁尺晉飲埂漂銳鹿始淡林呈消饅肄尤崎應(yīng)網(wǎng)村才屏墜淌簧服濕終限用鑷粗串蕊著佩肚償扮列骸繕敏嗡芯駭辯弓糊柜鼠麥郵蟹蚌皮概聰會(huì)車刊邊堤巳氟悉呢涯盆扭慚劉畏肄涉邑印灤鴦蛻紋缽笛內(nèi)棋昭單凋銅吁牽纖巢敵純噴藹穢侶胃談傣俠琉億香責(zé)焰融佐竣枚煩磨甕濫據(jù)防賊疏謂裳棚馴河拆款意誤特雅財(cái)蓋礁市繡值法君嗣糾隙空滓銜匹鼎悅垢輯秘溺土盈呻疥妨剮秋綜貍冒臻啟活熏蘇議肖摩曙札峨翌訝紋1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

4、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)的主要能源及鋼鐵、化工領(lǐng)域的原料在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)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)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S0

5、2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)備就是將硫及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

6、的損失每年數(shù)億人民幣。為解決此問(wèn)題，在國(guó)內(nèi)的破碎機(jī)技術(shù)尚未滿足國(guó)內(nèi)使用條件的技術(shù)下，目前大量從國(guó)外進(jìn)口破碎機(jī)，如山西的平塑、安家?guī)X煤礦、神華集團(tuán)的神木礦區(qū)、大柳塔選煤廠、貴州盤江集團(tuán)的老屋基選煤廠、永城煤電集團(tuán)、晉城無(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)內(nèi)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用下克服物料的內(nèi)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

7、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(kāi)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(kāi)，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。(

8、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，以及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)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

9、型的破碎機(jī)相比，這種破碎機(jī)的特點(diǎn)：(1) 破碎過(guò)程的能量消耗?。?2) 過(guò)粉碎（粉化）程度小，破碎的產(chǎn)物多呈立方體；(3) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，維護(hù)與檢修方便；成本低廉?；谝陨蟽?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)下面排料口排出。齒輥破碎機(jī)按齒輥數(shù)目可分為單齒輥

10、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)圖1.1)。破碎后的粒度一般控制為80120

11、 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)架及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?？蓜?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及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雙齒輥破碎機(jī)1機(jī)架；2固定齒輥；3固定軸承；

12、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、刀刃式和矩形帶式。粗碎時(shí)大部分采用鷹嘴式，齒的高度為

13、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)入內(nèi)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。快速傳動(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。由于齒輥破碎機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度低，所以傳動(dòng)軸和主軸都

14、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(kāi)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)齒輥與固定齒輥的距離，將不能破碎的物料排出。然后借彈

15、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)內(nèi)外的界內(nèi)人士一直在研究如何達(dá)到節(jié)能、高效地完成破碎過(guò)程，從理論研究

16、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(kāi)破碎設(shè)備。由于煤炭屬中硬巖石并具脆性以及破碎技術(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)、新材料用于自己的破碎機(jī)工業(yè)，產(chǎn)品可靠性不

17、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彈簧，目的是當(dāng)大塊物料或堅(jiān)硬物料落到破

18、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午原兗州煤礦設(shè)計(jì)院在消化吸收美國(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)整破碎程序。同時(shí)，該型破碎機(jī)把調(diào)整齒輥

19、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內(nèi)，泵入一定可變量的液壓油，同時(shí)在油缸的無(wú)活塞桿的腔內(nèi)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(kāi)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)及設(shè)備提出了更高的要求。其中包括對(duì)煤碎后產(chǎn)品中降低細(xì)顆粒含量

20、、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)研究總院唐山分院開(kāi)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年平頂山選煤設(shè)計(jì)院和鄭州長(zhǎng)城冶金設(shè)備廠研究開(kāi)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，入料中的

21、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,山東萊蕪煤礦機(jī)械廠引進(jìn)德國(guó)技術(shù)， 開(kāi)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)研究總院唐山分院相繼開(kāi)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)。2P

22、LF系列分級(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

23、掉不需破碎的大塊物料，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(kāi)單機(jī)，入料多時(shí)開(kāi)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

24、皮帶人工揀矸，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系列基本相同。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(kāi)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

25、力的要求。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)破碎齒之間以及與側(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，

26、過(guò)粉碎的產(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(kāi)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、

27、45、38mm或用戶要求的粒度。粗碎和二段破碎時(shí)破碎輥內(nèi)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

28、型破碎機(jī)目前仍是我國(guó)研究、開(kāi)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)的主要內(nèi)容本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)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)功率的確定及型號(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。

29、所以在參考傳統(tǒng)齒輥破碎機(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?？傮w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：200Mp

30、a;由以上數(shù)據(jù)可看出: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)橄騼?nèi)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。2) 主要參數(shù)的確定原則及計(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)?/p>

31、最適合的轉(zhuǎn)速與輥圈表面特征，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?；E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0.15

32、0.27之間； 破碎物料密度；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)算及電機(jī)的選取

33、由下面的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算電機(jī)的功率 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，

34、第一級(jí)皮帶傳動(dòng)為柔性連接，大皮帶輪又具有一定的儲(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)范進(jìn)行。2.2.1總傳動(dòng)比及傳動(dòng)比分配(1) 總傳動(dòng)比已知電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)n及工作齒輥的轉(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以內(nèi)，齒輪

35、減速器我用的是展開(kāi)式，展開(kāi)式的二級(jí)減速器為保證其高，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(kāi)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)速相同。

36、(2)各軸功率計(jì)算第軸功率第軸功率第軸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)：

37、雙齒輥破碎機(jī)的v帶傳動(dòng)裝置，原動(dòng)機(jī)為Y型異步電動(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)目及說(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范圍內(nèi)a

38、aaa5）初定中心距在0.7（dd1dd）a0(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)目及說(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

39、量P0包角系數(shù)Ka長(zhǎng)度系數(shù)KlV帶根數(shù)10）確定單根V帶的預(yù)緊力V帶每米長(zhǎng)度質(zhì)量q11）確定壓軸力Fr 163.2P0=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)目及說(shuō)明結(jié)果1) 選擇

40、齒輪材料小齒輪選用 20Cr大齒輪選用 40Cr2) 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范圍之內(nèi)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

41、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) 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3) 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=

42、2.16m/sd0.7Z119Z262u=3.26合適T15.099105KA1.75KVt1.161.081.2Kt=2.632.852.271.541.730.7=800N/mm2=770N/mm2N12.8108N28.54107YN1YN21Y1SF1.3 m=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)目及

43、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(2) 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=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范圍之內(nèi)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)

44、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) 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(3) 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

45、=1m/sd0.65Z120Z249u=2.45合適T11.561106KA1.75KVt1.11.11.2Kt=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)及校核設(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,

46、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)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

47、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，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相同，

48、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，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Z

49、2的分度圓直徑為： d2 = mz =462248mm小齒輪Z3的分度圓直徑為d3 = mz =620120mm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，

50、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=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相同，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=312

51、4mm55mm。(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

52、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)，的取值范圍為80100 N/mm2。對(duì)小齒輪，T=1.5619106 Nmm ; d=70mm; k=0.5h=0.5126mm; ;

53、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。考慮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

54、面的MH,MV,M,T及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 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)中軸的常用材料及其主要機(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

55、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 =649294mm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

56、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相同，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