輥式破碎機(jī)設(shè)計(jì)說明書

1、輥式破碎機(jī)設(shè)計(jì)學(xué)生姓名：余維 班級：1081023 指導(dǎo)老師：封立耀 摘要：我國目前原煤的破碎一般采用錘式破碎機(jī)或齒輥式破碎機(jī)。錘式破碎機(jī)是以高速運(yùn)動的錘頭打擊物料，在破碎腔內(nèi)受到相互破碎沖擊和剪切，可控性很差，容易產(chǎn)生過粉碎，而且對入料度有限制，不適合煤炭的粗、中碎作業(yè)。而齒輥式破碎機(jī)是在齒的作用下對物料進(jìn)行劈碎，破碎后的物料直接排出，因此破碎粒度比較均勻。目前的雙齒輥破碎機(jī)由于整體結(jié)構(gòu)的不合理和破碎齒磨損快不能修復(fù)等原因，使用效果大大降低甚至很差。2PGC450×500新型雙齒輥破碎機(jī)是在吸取國內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上研制和設(shè)計(jì)出來的高強(qiáng)力破碎機(jī)，很有發(fā)展前景和市場前景。關(guān)鍵詞： 雙

2、齒輥破碎機(jī)，破碎機(jī)，產(chǎn)品粒度 指導(dǎo)老師簽名：Machine design of roll crusher Student name:Yu Wei Class:10810123 Supervisor:Feng Li YaoAbstractAbstract:My currentcoal was broken generally usinghammer-Breakers or teeth roller-Breakers. Hammer-Breakers is the dead against high velocity materials in the shattered deb

3、ris impact and sheared by mutual broken, controllability poor had to smash easily, but there are restrictions on the Liaodu not suitable for coal rough, Chinese broken operations. And teeth roller-Breakers teeth in the role of materials returned broken, the broken material directly emit, broken gran

4、ularity more evenly. The current two-tooth roller Breakers and the overall structure of the irrational can not repair broken teeth wear faster reasons, the use of significantly reduced or even poor. 2PGC-450 x 500-double teeth roller Breakers in lessons and on the basis of advanced technology and de

5、signed to develop high-strong Breakers, a development prospects and market prospects.Keyword：Double toothed roll crusher,Roll crusher,Product grain sizeSignature of Supervisor:目 錄1 引言1.1項(xiàng)目的研究意義11.2國內(nèi)外現(xiàn)狀11.3一般破碎機(jī)械21.4新型的齒輥破碎機(jī)62 齒輥破碎機(jī)詳細(xì)設(shè)2.1產(chǎn)品的技術(shù)參數(shù)72.2電機(jī)選型72.2.1電機(jī)功率計(jì)算72.2.2電機(jī)選擇72.3傳動機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)及計(jì)算72.3.1帶傳動的設(shè)

6、計(jì)計(jì)算9 2.3.2齒輪傳動設(shè)計(jì)計(jì)算11 2.3.3帶輪護(hù)罩及齒輪外殼設(shè)計(jì)152.4齒輥參數(shù)計(jì)算162.4.1傳統(tǒng)的腭式破碎機(jī)和輥式破碎機(jī)162.4.2輸入軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及校核272.4.3偏心軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及校核322.4.4小齒輥軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及校核362.4.5新型齒輥破碎機(jī)的設(shè)計(jì)402.5鍵的選擇及其校核412.5.1電機(jī)軸上鍵的選擇及校核412.5.2輸入軸上鍵的選擇及校核422.5.3偏心軸鍵的選擇及校核422.5.4小齒輥軸鍵的選擇及校核432.6軸承校核442.6.1輸入軸軸承選用及校核442.6.2偏心軸軸承選用及校核452.6.3小齒輥軸軸承選用及校核483 新型兩輥破碎機(jī)主要零

7、部件的結(jié)構(gòu)分析3.1動腭及齒板503.2肘板（推力板）503.3調(diào)整裝置513.4拉緊裝置513.5箱體結(jié)構(gòu)514 項(xiàng)目的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析4.1可能影響經(jīng)濟(jì)運(yùn)行質(zhì)量的問題524.2綠色設(shè)計(jì)52參考文獻(xiàn)54總結(jié)55致謝56輥式破碎機(jī)設(shè)計(jì)1 引言1.1項(xiàng)目的研究意義中國是世界上少數(shù)幾個以煤炭為主要能源的國家之一，煤炭的生產(chǎn)量和消費(fèi)量占世界首位。煤炭作為中國的主要能源及鋼鐵、化工領(lǐng)域的原料在相當(dāng)長的時間內(nèi)不會有大的改變，因此煤炭在中國國民經(jīng)濟(jì)中的地位是舉足輕重的。然而，在中國的煤炭消耗中，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)境污染問題，如:燃煤產(chǎn)生煙塵和

8、SO2排放量分別占80%和90%，中國的大氣污染屬典型的煤煙型大氣污染。全國己有62.3%的城市SO2年平均濃度超過國家二級標(biāo)準(zhǔn)，日平均濃度超過國家三級標(biāo)準(zhǔn)。SO2排放量的持續(xù)增加使中國酸雨覆蓋面積占國土SO2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SO2的主要來源于高硫煤的使用，而中的高硫煤約占總產(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)

9、水平。近幾年來，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)品或者過粉碎嚴(yán)重，排料粒度不能有效的控制，同時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，同時難以滿足目前市場的需要。由此造成的損失每年數(shù)億人民幣。為解決此問題，在國內(nèi)的破碎機(jī)技術(shù)尚未滿足國內(nèi)使用條件的技術(shù)下，目前大量從國外進(jìn)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)、晉城無煙煤礦業(yè)集團(tuán)等等，國外破碎機(jī)的價格是國內(nèi)同類價格的6-8倍，如果研制的破碎機(jī)能替代進(jìn)口產(chǎn)品，

10、每年可為國家節(jié)約外匯至少1億美元。因此，無論從環(huán)保的角度、社會效益的角度、直接經(jīng)濟(jì)效益的角度，還是解決生產(chǎn)實(shí)際問題的角度，研究新型的分級破碎機(jī)，具有較重大的現(xiàn)實(shí)意義。1.2國內(nèi)外現(xiàn)狀 在國內(nèi)，僅僅破碎機(jī)制造業(yè)，不算其他的選礦設(shè)備、水泥生產(chǎn)設(shè)備等，產(chǎn)值也就在50億下。細(xì)碎機(jī)行業(yè)第一品牌是鄭州鼎盛工程技術(shù)有限公司。耐磨件、錘頭質(zhì)量過硬，國內(nèi)外大型水泥廠供應(yīng)商，西安交大聯(lián)合研究。大量實(shí)踐證明，特殊工藝鍛造的耐磨件、錘頭是普通廠家部件壽命的1.5-2倍甚至更高。因?yàn)閯偛啪o缺，目前中國破碎機(jī)企業(yè)面臨減產(chǎn)的危險。輥壓機(jī)20 世紀(jì)80 年代中期發(fā)展起來的高效節(jié)能設(shè)備。形式上很像傳統(tǒng)的對輥破碎機(jī)，但實(shí)質(zhì)上有兩

11、點(diǎn)不同：一是輥壓機(jī)實(shí)施的是準(zhǔn)靜壓破碎，它與沖擊粉碎方式相比，節(jié)省能量約30%;二是它對物料實(shí)施的是料層粉碎，是物料與物料之間的相互粉碎，粉碎效率高，物料間的擠壓應(yīng)力可通過輥?zhàn)訅毫碚{(diào)節(jié)。輥間壓力一般可達(dá)150300M Pa，破碎產(chǎn)品可達(dá)2mm，實(shí)現(xiàn)了“多 碎少磨 ”。該 機(jī) 型 開 始 用 于水 泥 工 業(yè)，其 增 產(chǎn) 節(jié) 能 帶來的經(jīng)濟(jì)效益引起了國際水泥界的極大興趣與關(guān)注。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步， 國外為了擴(kuò)大輥壓機(jī)的應(yīng)用范圍(用于堅(jiān)硬物料) 和提高其可靠性，都在不斷地改進(jìn)自己的產(chǎn)品，主要表現(xiàn)在以下三個方面：一是提高輥面的耐磨性，如德國洪堡公司將壓輥表面堆焊耐磨層改為柱釘式輥面，柱釘?shù)挠捕冗_(dá)到刀

12、具的硬度，使其具有更高的抗耐磨能力(這是該公司的專利)，克魯普公司則采取金屬耐磨塊組合鑲嵌式壓輥，來提高其耐磨性; 二是壓輥軸承的改進(jìn)，由于該機(jī)軸承要承受巨大的靜載荷和沖擊載荷，原來用的雙列向心球面滾子軸承壽命很短，改為多排滾柱軸承(洪堡公司是四排) 后，可承受巨大的徑向力，軸向力則由雙作用止推軸承承受，軸承座本身具有調(diào)心功能; 三是控制系統(tǒng)的改進(jìn)，使其達(dá)到自動化(包括控制與監(jiān)測) ，德國洪堡公司開發(fā)的ROLV IS 控制系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)該機(jī)的自動化，并可調(diào)節(jié)生產(chǎn)過程。改進(jìn)后的輥壓機(jī)已開始用于金屬礦山，如智利LosCo lorados鐵礦選廠使用德國KHD 洪堡·威達(dá)克公司的RPBR16

13、- 170ö180 型輥壓機(jī)作細(xì)碎用， 給料量為1680töh ， 給料最大粒度為65mm ×65mm ×65mm ，至今已運(yùn)轉(zhuǎn)2 年，其生產(chǎn)技術(shù)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)表明，輥壓機(jī)技術(shù)比常規(guī)的細(xì)碎技術(shù)具有很大的優(yōu)越性: 與圓錐破碎機(jī)相比， 處理量提高27. 2% ，單位能耗降低21% ，生產(chǎn)費(fèi)用降低8% ，產(chǎn)品粒度大約在3mm 至325 目之間。其網(wǎng)格柱釘式板襯使壽命約12000h ( 每1000h 磨損016mm )。這證明了該機(jī)型用于鐵礦選廠也是成功的。我國東北大學(xué)與沈陽礦山機(jī)械廠協(xié)作開發(fā)的輥壓機(jī)的樣機(jī)(生產(chǎn)能力為100töh ) 在唐山棒磨山鐵礦試驗(yàn)，

14、 也取得了較好的效果.1.3一般破碎機(jī)械破碎機(jī)械是對固體物料施加機(jī)械力，克服物料的內(nèi)聚力，使之破裂成小塊物料的設(shè)備。破碎機(jī)械所施加的機(jī)械力，可以是擠壓力、辟裂力、彎曲力、剪切力、沖擊力等，在一般機(jī)械中大多是兩種或兩種以上機(jī)械力的混合。對于堅(jiān)硬的物料，適宜采用產(chǎn)生彎曲和辟裂作用的破碎機(jī)械；對于脆性和塑性的物料，適宜采用產(chǎn)生沖擊和辟裂作用的機(jī)械；對于粘性和韌性的物料適宜采用產(chǎn)生擠壓和碾磨作用的機(jī)械。在礦山工程和建設(shè)工程上，破碎機(jī)械多用來破碎爆破開采所得的天然石料，使之成為規(guī)定尺寸的礦石或碎石。在硅酸鹽工業(yè)中，固體原料、燃料和半成品需要經(jīng)過各種破碎加工，使其粒度達(dá)到各道工序所要求的尺寸，以便進(jìn)一步加

15、工操作。通常的破碎過程，有粗碎、中碎、細(xì)碎三種，其入料粒度和出料粒度，如表1-1所示。所采用的破碎機(jī)械相應(yīng)地有粗碎機(jī)、中碎機(jī)和細(xì)碎機(jī)三種。表1-1 物料粗碎、中碎、細(xì)碎的劃分（mm）類 別入料粒度出料粒度粗碎300900100350中碎10035020100細(xì)碎50100515工業(yè)上常用物料破碎前的平均粒度D與破碎后的平均粒度d之比來衡量破碎過程中物料尺寸變化情況，比值i稱為破碎比（即平均破碎比） i = D/d為了簡易地表示物料破碎程度和比較各種破碎機(jī)的主要性能，也可用破碎機(jī)的最大進(jìn)料口尺寸和最大出料口尺寸之比來作為破碎比，稱為標(biāo)稱破碎比。在實(shí)際破碎加工時，裝入破碎機(jī)的最大物料尺寸，一般總是

16、小于容許的最大進(jìn)料口尺寸，所以，平均破碎比只相當(dāng)于標(biāo)稱破碎比的0.70.9。破碎機(jī)械常用的類型有：腭式破碎機(jī)、圓錐破碎機(jī)、旋回式破碎機(jī)、錘式破碎機(jī)和輥式破碎機(jī)等。腭式破碎機(jī)廣泛運(yùn)用于礦山、冶煉、建材、公路、鐵路、水利和化工等行業(yè)。根據(jù)其結(jié)構(gòu)不同可分為復(fù)擺腭式破碎機(jī)（即單復(fù)擺腭式破碎機(jī)）和簡擺腭式破碎機(jī)。復(fù)擺腭式破碎機(jī)適用于粗，中碎抗壓強(qiáng)度250mpa以上的各種礦石巖石。簡擺腭式破碎機(jī)則可以破碎各種硬度的礦石和巖石，且特別適用于破碎各種硬度的磨蝕性強(qiáng)的石料。復(fù)擺腭式破碎機(jī)工作時，電動機(jī)通過皮帶輪帶動偏心軸旋轉(zhuǎn)，使動腭周期地靠近、離開定腭，從而對物料有擠壓、搓、碾等多重破碎，使物料由大變小，逐漸下

17、落，直至從排料口排出。表1-2 簡擺腭式破碎機(jī)的技術(shù)規(guī)格規(guī)格進(jìn)料口尺寸mm最 大 進(jìn)料粒度 mm出 料 口調(diào)節(jié)范圍mm生產(chǎn)率t/h電動機(jī)功率kw長寬1200×900井下1200900650150180140200110.01200×900液壓120090075015020014020095.01500×120015001200850130180170180.02100×1500210015001250250300400500280.0 表1-3 復(fù)擺腭式破碎機(jī)的技術(shù)規(guī)格規(guī)格進(jìn) 料 口 尺寸 mm最大進(jìn)料粒度 mm出料口調(diào)節(jié)范圍mm生 產(chǎn) 率t/h電動機(jī)長

18、寬型 號功率kw250×150250150125104014Y1325-45.5350×200350200160105025Y160M-67.5380×2403802401721Y160M-67.5400×2504002502102080520Y180L-615.0400×250分段式400250400×250移動式4002502202080520M200L2-6-05022400×250汽油機(jī)驅(qū)動40025022020801012M-050汽油機(jī)820（hp）400×2504002501802080810Y180

19、M-417.0500×2505002502202080540Y200L2-622600×4006004003504016017115Y250M-830.0750×5007505004505017070YR280-855.0900×6009006004807520052192YR315L-8751200×9001200900750100200150300YR315L-6110.0輥式破碎機(jī)工作可靠、維修簡單、運(yùn)行成本低廉，排料粒度大小可調(diào)。按照輥?zhàn)訑?shù)量可分為單輥破碎機(jī)、雙輥破碎機(jī)和多輥破碎機(jī)（一般是四輥）等，按照輥面特征，可分為光面輥和帶齒輥兩種

20、。單輥破碎機(jī)，用于破碎石灰石、煤等物料，物料塊在輥?zhàn)优c帶齒板間被軋碎。表1-4 單輥破碎機(jī)的技術(shù)規(guī)格規(guī)格 mm輥?zhàn)愚D(zhuǎn)速r/min進(jìn)料粒度mm卸料粒度mm電動機(jī)功率kw生產(chǎn)率t/h外形尺寸mm長×寬×高整機(jī)質(zhì)量t915×18305670002253508505660×4330×3370801500×28006300×1000×2500200554007267×3250×173532.81500×21405.2-402503007136×2600×181027.1310

21、00×1300-1200×750×30010030013604700×2250×11168.1雙齒輥破碎機(jī)主要適用于礦山，冶金、化工、煤礦等行業(yè)脆性塊狀物料的粗，中級破碎，其入料粒度大，出料粒度可調(diào)，可對抗壓強(qiáng)度160MPa的物料進(jìn)行破碎。其結(jié)構(gòu)緊湊，且破碎力由內(nèi)部機(jī)構(gòu)承受，基礎(chǔ)不受力，特別適用于移動式設(shè)備，也廣泛適用于各種場合的物料破碎。 破碎機(jī)充分利用脆性材料的抗彎、抗剪強(qiáng)度比抗壓強(qiáng)度低的特點(diǎn)，采用交叉布齒，使破碎齒受力均勻，降低能耗； 采用大齒、小輥、螺旋布齒，多破碎盤的結(jié)構(gòu)，有更強(qiáng)的挾制大塊能力，重復(fù)破碎少，生產(chǎn)能力強(qiáng)； 在兩個破碎輥下

22、設(shè)有破碎棒，形成破碎齒和破碎棒三級破碎過程且可調(diào)整出料粒度，使碎后粒度均勻； 齒輥轉(zhuǎn)速低、磨損小、燥音低、粉塵小。被破碎物料經(jīng)給料口落入兩輥?zhàn)又g，進(jìn)行擠壓破碎，成品物料自然落下。遇有過硬或不可破碎物時，輥?zhàn)涌蓱{液壓缸或彈簧的作用自動退讓，使輥?zhàn)娱g隙增大，過硬或不可破碎物落下，從而保護(hù)機(jī)器不受損壞。相向轉(zhuǎn)動的兩輥?zhàn)佑幸欢ǖ拈g隙，改變間隙，即可控制產(chǎn)品最大排料粒度。雙輥破碎機(jī)是利用一對相向轉(zhuǎn)動的圓輥，四輥破碎機(jī)則是利用兩對相向轉(zhuǎn)動的圓輥進(jìn)行破碎作業(yè)。表1-5雙輥破碎機(jī)的技術(shù)規(guī)格規(guī)格 mm輥?zhàn)愚D(zhuǎn)速r/min進(jìn)料粒度mm卸料粒度mm電動機(jī)功率kw生產(chǎn)率t/h外形尺寸mm長×寬×高

23、整機(jī)質(zhì)量t雙光面輥1200×1000122.2402124015907470×4780×201845.318750×7005040210283.4173889×2865×201812.252610×40075850303012.8402235×1722×8103.297600×4001203629204152615×1760×19372.55400×2502003228105101295×940×8201.3雙齒面輥900×90037.

24、58000100281253217×1694×419813.2701251500150180450×4506410020001008552260×2206×7663.765075450503502520四輥破碎機(jī)是一種冶金礦山設(shè)備配套中、細(xì)碎產(chǎn)品，也可通過調(diào)整上、下輥的間隙，破碎所需粒度的物料。表1-6四輥破碎機(jī)的技術(shù)規(guī)格規(guī)格 mm輥?zhàn)愚D(zhuǎn)速r/min進(jìn)料粒度mm卸料粒度mm電動機(jī)功率kw生產(chǎn)率t/h外形尺寸mm長×寬×高整機(jī)質(zhì)量t1200×100083.38130385535409610×5660

25、5;432567153.166204107550609000×70010810021028184175×3150×314727.641894020161.4新型的齒輥破碎機(jī)本設(shè)計(jì)所涉及的新型的輥腭破碎機(jī)結(jié)合了腭式破碎機(jī)和齒輥破碎機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，使生產(chǎn)能力得到了很大的提高，出料粒度的均一性得到了很好的保證，使物料得到了有效的破碎，這是有生產(chǎn)的實(shí)踐為證的。因該種機(jī)械的新的一面，所以尚未有成熟的計(jì)算方法對其進(jìn)行精確的計(jì)算，只能在傳統(tǒng)破碎機(jī)械計(jì)算的基礎(chǔ)上，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)踐，對其進(jìn)行粗略的估算。其結(jié)構(gòu)圖大致如下所示： 1 小齒輥 2 大齒輥 3 腭板 4 電機(jī) 5 箱體6 防震層 7

26、 料度調(diào)整系統(tǒng) 8 拉桿部件圖1-12 齒輥破碎機(jī)詳細(xì)設(shè)計(jì)2.1產(chǎn)品的技術(shù)參數(shù):破碎物料抗壓強(qiáng)度：160MPa入料粒度：800mm出料粒度：200mm處理量：2000t/h大齒輥轉(zhuǎn)速：120r/min左右，大齒輥轉(zhuǎn)速：160r/min左右2.2電機(jī)選型2.2.1電機(jī)功率計(jì)算對于功率的計(jì)算采用如下的近似理論計(jì)算方法。本方法是基于電機(jī)的功率應(yīng)該與單位時間的破碎物料的功耗相同的原則，即認(rèn)為電機(jī)的功率應(yīng)如下求得：F=QW/其中Q:破碎機(jī)的生產(chǎn)能力t/hW:單位生產(chǎn)量的功耗kWh/t：破碎機(jī)的傳動效率采用Rittinger法確定單位生產(chǎn)量的功耗：即：m:Bond功指數(shù)，煤的BondE:占排料粒度80以上

27、的組成部分的粒度尺寸（um）A:占給料粒度80以上的組成部分的粒度尺寸(um)i:常指數(shù)，取0.45-0.5。2.2.2電機(jī)選擇參考上述傳統(tǒng)破碎機(jī)械電機(jī)功率的計(jì)算方法，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)，估取電機(jī)功率為160Kw, 選擇YB355S-6的電機(jī)。其主要參數(shù)如下：額定功率：160KW 轉(zhuǎn)速：980r/min效率：0.94 功率因數(shù)：0.87輸出軸徑：90mm2.3傳動機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)及計(jì)算根據(jù)上述所得的電機(jī)及齒輥轉(zhuǎn)速，初步確定電機(jī)至大齒輥間的減速比為 i=980/120 =8.17電機(jī)至小齒輥間的減速比為： I=980/160 =6.13根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，選定電機(jī)至大齒輥間的減速傳動機(jī)構(gòu)為一對帶輪和一對

28、齒輪。結(jié)合帶輪和齒輪的傳動特點(diǎn)，取帶輪間的減速比為1.6，齒輪間的減速比為5.1；電機(jī)至小齒輥間的減速傳動機(jī)構(gòu)則在電機(jī)至大齒輥間減速傳動的基礎(chǔ)上再加上兩個介輪和一個齒輪。它們的具體設(shè)計(jì)如下述所示。從破碎機(jī)的高速軸開始各軸命名為軸，軸，軸，軸，軸。各軸轉(zhuǎn)速計(jì)算第軸轉(zhuǎn)速 （r/min） 第軸轉(zhuǎn)速 （r/min）第軸轉(zhuǎn)速 （r/min）第軸轉(zhuǎn)速 （r/min） 第軸轉(zhuǎn)速 （r/min）各軸的功率計(jì)算第軸的功率 （kW）第軸的功率 （kW）第軸的功率 （kW）第軸的功率 （kW）第軸的功率 （kW）式中 調(diào)心滾子軸承效率。各軸的扭矩計(jì)算第軸的扭矩 （N·m）第軸的扭矩 (N·m)第

29、軸的扭矩 (N·m)第軸轉(zhuǎn)速 (N·m)第軸轉(zhuǎn)速 (N·m)各軸運(yùn)動參數(shù)表：參數(shù)軸號電機(jī)軸轉(zhuǎn)速r/min980980597.58114.74249159.22輸出功率P/kw160160152148.98144.31133.22輸出扭矩N.m15001500243012400055008000傳動比i1.645.12.191.58效率0.980.970.882.3.1帶傳動的設(shè)計(jì)計(jì)算參考機(jī)械工業(yè)出版社出版的機(jī)械設(shè)計(jì)手冊第二版的第四卷。已知輸入軸轉(zhuǎn)速980r/min,輸入功率P=160kw1）設(shè)計(jì)功率 由表33.1-2查得共況系數(shù)1.6， P1.6×160

30、=256kw2）選定帶型 根據(jù)=256kw和=980r/min，由圖33.1-2確定為E型帶。3）小帶輪基準(zhǔn)直徑及大帶輪基準(zhǔn)直徑 參考表33.1-18和圖33.1-2，取560mm，取傳動比i=1.6,彈性滑動系數(shù)0.02。則大帶輪基準(zhǔn)直徑i(1-)=1.6×560×0.98=878.1mm由表33.1-18取=900mm。4）大帶輪軸實(shí)際轉(zhuǎn)速 (1-)/=560×0.98×980/900=597.58r/min5)帶速v v=/(60×1000)= ×560×980/(60×1000)=28.72m/s不超過30

31、m/s，符合要求。5)初定軸間距 按要求取 =0.7(+)=0.7×(560+900)=1022mm6)所需基準(zhǔn)長度 2+(+)/2+ =4364.5mm 由表33.1-7選取基準(zhǔn)長度4660mm。 7）實(shí)際軸間距a a=+（-）/21170mm安裝時所需最小軸間距 a-0.0015=1101.1mm張緊或補(bǔ)償伸長所需最大軸間距 a+0.02=1263mm9）小帶輪包角 10）單根V帶的基本額定功率根據(jù)560mm和980r/min由表33.1-17 g查得E型帶31.35kw。 11）考慮傳動比影響，額定功率的增量由表33.1-17g查得6.06kw。 12）V帶根數(shù)z z=/(+)

32、由表33.1-13查得=0.96,由表33.1-15查得=0.9,則 Z=256/(31.35+6.06) ×0.96×0.9=7.92取z8根。 13）單根V帶預(yù)緊力 =500(2.5/-1) /(zv)+m由表33.1-14查得m0.17kg/m,則 =500×(2.5/0.96-1) ×256 /(8×28.72)+0.17×1635.52N。14）壓軸力25880.88N。15）帶輪結(jié)構(gòu)和尺寸由YB355S-6電動機(jī)可知，其軸伸直徑90mm ,長度L=170mm, 故小帶輪軸孔直徑應(yīng)取90mm,轂長L=170mm 。由表33.

33、1-22查得，大帶輪和小帶輪結(jié)構(gòu)都為六橢圓輻輪。輪槽尺寸及輪寬按表33.1-20計(jì)算，參考圖33.1-5典型結(jié)構(gòu)，畫出小帶輪工作圖（見圖）。圖2-1 小帶輪大帶輪的示意圖如圖所示： 圖2-2 大帶輪2.3.2齒輪傳動設(shè)計(jì)計(jì)算參考中國礦業(yè)大學(xué)出版社出版的機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)。對齒輪材料的要求：齒面有足夠的硬度和耐磨性，輪齒心部有較強(qiáng)韌性，以承愛沖擊載荷和變載荷。常用的齒輪材料是各種牌號的優(yōu)質(zhì)碳素鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼、鑄鋼和鑄鐵等，一般多采用鍛件或軋制鋼材。當(dāng)齒輪直徑在400600mm范圍內(nèi)時，可采用鑄鋼。下表列出了常用齒輪材料及其熱處理后的硬度。常用的齒輪材料材 料機(jī)械性能 / MPa熱處理方法硬 度sbs

34、sHBSHRC45580290正火160217640350調(diào)質(zhì)217255表面淬火405040Cr700500調(diào)質(zhì)240286表面淬火485535SiMn750450調(diào)質(zhì)21726942SiMn785510調(diào)質(zhì)22928620Cr637392滲碳、淬火、回火566217CrNiMo61180835滲碳、淬火、回火566240MnB735490調(diào)質(zhì)241286ZG45569314正火163197ZG35SiMn569343正火、回火163217637412調(diào)質(zhì)197248HT200200170230HT300300187255QT500-5500147241QT600-2600229302傳遞功

35、率P=152kw，主動齒輪轉(zhuǎn)速597.58r/min。1） 選擇齒輪材料查表8-17，小齒輪選用20CrMnTi,調(diào)質(zhì)滲碳淬火，回火,硬度5662HRC；大齒輪選用20CrMnTi,調(diào)質(zhì)滲碳淬火，回火，硬度5662HRC。2）按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算設(shè)計(jì)計(jì)算公式 齒輪模數(shù)mmm確定齒輪傳動精度等級 按（0.0130.022）,估算圓周速度5.3m/s，參考表8-14和表8-15，選取公差組8級。齒寬系數(shù) 查表8-23，按齒輪相對軸承為懸臂布置，取0.5。小輪齒數(shù)，在推薦值2040中取24。取傳動比i5.2，則=125。齒數(shù)比u5.208傳動比誤差u/u u/u=(5.208-5.2)/5

36、.2=0.0015在±5范圍內(nèi)。小輪轉(zhuǎn)矩 由式（8-53）得 9.55×P/=2.34×N·mm載荷系數(shù)K 由式（8-54）得 K=使用系數(shù) 查表8-20得=1.75 動載荷系數(shù) 查圖8-57得初值=1.21齒向載荷分布系數(shù) 查圖8-60得=1.27齒間載荷分配系數(shù) 由式（8-55）及得 1.88-3.2()cos=1.721查表8-21并插值得=1.242,則載荷系數(shù)K的初值=3.34。齒形系數(shù) 查圖8-67 小輪2.08 大輪2.16應(yīng)力修正系數(shù) 查圖8-68 小輪1.58 大輪1.83重合度系數(shù) 由式（8-67）得 0.25+0.75/=0.686

37、許用彎曲應(yīng)力 由式（8-71）有 彎曲疲勞極限 查圖8-72得850N/=740 N/彎曲壽命系數(shù) 查圖8-73得1尺寸系數(shù) 查圖8-74得1安全系數(shù) 查表8-27得1.6，則 531 N/，463 N/故齒輪模數(shù)m的設(shè)計(jì)初值 =6.91mm取=7mm。小輪分度圓直徑參數(shù)圓整值 168mm圓周速度v V= /60000=5.2539m/s與估取=5.2很相近，對取值影響不大，不必修正。 =1.21,K=3.34齒輪模數(shù)m=7mm。小輪分度圓直徑168mm大輪分度圓直徑 m=875mm中心距a a=m()/2=521.5mm齒寬b b=83mm大輪齒寬b=83mm小輪齒寬 +（510）88mm3

38、） 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核計(jì)算由式（8-63）知 彈性系數(shù) 查表8-22，得189.8。節(jié)點(diǎn)影響系數(shù) 查圖8-64（，0）得2.5。重合度系數(shù) 查圖8-65（0）得0.88。許用接觸應(yīng)力 由式（8-69）得 接觸疲勞極限應(yīng)力、 查圖8-69得 1650MPa, =1620MPa接觸強(qiáng)度壽命系數(shù) 查圖8-70得1。硬化系數(shù) 查圖8-71及說明得1。接觸強(qiáng)度安全系數(shù) 查表8-27，按一般可靠度取=1.1。則=1500 MPa=1473 MPa又 =988 MPa< =960 MPa<故齒面接觸疲勞強(qiáng)度滿足要求，也即所設(shè)計(jì)的齒輪滿足強(qiáng)度要求。4） 齒輪其它尺寸計(jì)算及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)由表8-31可

39、知，小齒輪為盤式鍛造齒輪，大齒輪為輪輻式鑄造齒輪以及它們的結(jié)構(gòu)尺寸。畫出齒輪的示意圖如下所示。 圖2-3主動齒輪 圖2-4 偏心軸齒輪5）根據(jù)傳動要求及破碎機(jī)的結(jié)構(gòu)合理性，可確定過輪及小齒輥軸端的齒輪的參數(shù)及結(jié)構(gòu)尺寸。過輪的齒數(shù)為z=57，根據(jù)模數(shù)m=7mm及分度圓直徑 d = mz 可知分度圓直徑d=399mm。又過輪寬B=88mm,其結(jié)構(gòu)圖如下圖所示。圖2-5 過輪小齒輥齒輪的齒數(shù)z=90,寬度B=83mm,其結(jié)構(gòu)圖如下所示。圖2-6 小齒輥齒輪2.3.3帶輪護(hù)罩及齒輪外殼設(shè)計(jì)帶輪護(hù)罩可有效保證工作人員的安全。齒輪外殼可使齒輪避免外界環(huán)境對其其影響，又保證了有效潤滑。2.4齒輥參數(shù)計(jì)算2.

40、4.1傳統(tǒng)的腭式破碎機(jī)和輥式破碎機(jī)一 腭式破碎機(jī)主要參數(shù)的計(jì)算及其分析1 鉗角 腭式破碎機(jī)動腭和定腭間的夾角稱為鉗角。鉗角由物料性質(zhì)、塊粒大小、形狀等因素決定。如果鉗角太大，進(jìn)料口物料塊就不能被腭板夾住，而被推出機(jī)外，從而降低生產(chǎn)率。如果鉗角太小，雖能增大生產(chǎn)率，但破碎比i減小。圖2-7表示從力學(xué)角度推算鉗角的計(jì)算圖式。當(dāng)物料被夾持在破碎腔內(nèi)，不被推出機(jī)外時，這些力應(yīng)相互平衡，即在x、y方向的分力之和應(yīng)該分別等于零，于是求得 因,故 式中 為鉗角，為物料與腭板間的摩擦角，為物料與腭板間的摩擦系數(shù)。 圖2-7為了保證破碎機(jī)工作時物料塊不致被推出機(jī)外，必須令即鉗角應(yīng)小于物料與腭板間摩擦角的一倍。2

41、 轉(zhuǎn)速 腭式破碎機(jī)的成品，依靠物料自重降落排出，如果動腭擺動（偏心軸轉(zhuǎn)速）速度太快，成品不能充分排出；如果速度太慢，又浪費(fèi)有效時間，兩者都使機(jī)械生產(chǎn)率減小。使破碎機(jī)獲得最高生產(chǎn)率的偏心軸轉(zhuǎn)速n應(yīng)是 r/min式中 為鉗角(度)，s為動腭行程（cm）。實(shí)際上，由于動腭空行程初期，物料仍處于壓緊狀態(tài)而不掉落，因此，轉(zhuǎn)速應(yīng)取低些，一般是上式計(jì)算值的0.7，即 r/min破碎堅(jiān)硬物料時，還要取得低些；對于脆性物料，可以適當(dāng)取大；大尺寸破碎機(jī)的轉(zhuǎn)速應(yīng)適當(dāng)減低，以減小慣性力。也可用下面的經(jīng)驗(yàn)公式選取轉(zhuǎn)速：進(jìn)料口寬度B1200mm時 n = (310145)B r/min進(jìn)料口寬度B>1200mm時

42、n = (16042)B r/min式中，B的單位是m.3 動腭行程 破碎機(jī)的行程是指動腭下端的擺幅，它與偏心軸偏心距、腭板斜角等有關(guān)，一般是 s = 2.2e式中 s為動腭行程，e為偏心距。行程與最小出料口尺寸必須保持一定關(guān)系，通常最小出料口尺寸是 而進(jìn)料口寬度a與之間的關(guān)系是 a=（910）4生產(chǎn)能力 腭式破碎機(jī)生產(chǎn)能力就是指在一定給料和排料粒度條件下單位時間內(nèi)所能處理的物料量。它與許多因素有關(guān)，例如，待破物料性質(zhì)，破碎機(jī)型式和規(guī)格，動腭懸掛高度和運(yùn)動特性，破碎機(jī)結(jié)構(gòu)和工藝參數(shù)，破碎機(jī)制造質(zhì)量和操作條件、管理水平等等。關(guān)于腭式破碎機(jī)生產(chǎn)能力的計(jì)算，大體上可以分為兩類，即理論計(jì)算和經(jīng)驗(yàn)計(jì)算。

43、腭式破碎機(jī)生產(chǎn)能力通常以動腭往復(fù)擺動一次，從破碎腔中排出一個松散棱柱體積的物料作為其計(jì)算依據(jù)。 一方面，因?yàn)殡袷狡扑闄C(jī)的機(jī)構(gòu)是采用一種由典型的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)派生而來的偏心機(jī)構(gòu)，其肘板具有急回運(yùn)動的特性。從這一特性出發(fā)，并考慮到物料從破碎腔中落下最大可能的高度一由設(shè)備的幾何學(xué)條件確定的高度，由圖2-8可知，腭式破碎機(jī)動腭往復(fù)擺動一次，從破碎腔中排出的質(zhì)量生產(chǎn)能力為：Q=(120150) t/h (1)式中 B,L給料口的寬度和長度，m；b排料口寬度，m；s動腭下端點(diǎn)水平擺動行程，m； 排出產(chǎn)物的平均粒度，m，其值為： 圖2-8 破碎腔幾何尺寸被破碎物料的固體密度，t/m；考慮被碎碎物料表面摩擦特性

44、的系數(shù)，其值與物料類別有關(guān)，花崗巖、石英巖等的=1.0，煤和焦炭等的=0. 5；與給入破碎機(jī)的物料粒度分布參數(shù)有關(guān)的函數(shù)，與的關(guān)系曲線如圖2-9所示，參數(shù)按如下定義給出： 圖2-9 與的關(guān)系曲線=(-)/在此 給入物料中的最大粒度，m； 給入物料中的最小粒度，m； 給入物料的平均粒度，m；與通過破碎腔的物料流有關(guān)的參數(shù)有關(guān)的函數(shù)，參數(shù)是破碎機(jī)排料口寬度b與給入物料的平均粒度之比值，即 b/通常破碎機(jī)排料口寬度b總是小于給入物料平均粒度的1/2，故可選取為1；考慮腭式破碎機(jī)機(jī)構(gòu)具有急回運(yùn)動特征，且能獲得最大生產(chǎn)能力時動腭的擺動次數(shù)，其值可由下式得出： r/min (2)式中 K腭式破碎機(jī)機(jī)構(gòu)的行

45、程速比系數(shù)，通常K=1. 151.25； g重力加速度，；n腭式破碎機(jī)動腭的實(shí)際擺動次數(shù)，r/min；與腭式破碎機(jī)動腭擺動次數(shù)有關(guān)的函數(shù)，其值由下面的關(guān)系給出：對于，n/； ，1； ，/n。另一方面，假定動腭作平移運(yùn)動，忽略動腭在擺動過程中嚙角變化的影響，那么動腭往復(fù)擺動一次，從破碎腔中排出的質(zhì)量生產(chǎn)能力(圖2-10)可按考下式予以計(jì)算： 圖2-10 腭式破碎機(jī)生產(chǎn)能力計(jì)算 (3)式中，定腭破碎板和動腭破碎板傾斜安裝的角度，+稱為腭式破碎機(jī)的嚙角；被破碎物料的松散系數(shù)，一般情況下，取0. 30. 7，破碎堅(jiān)硬物料時取小值，破碎不太硬的物料時可取大值；其它符號的意義和單位同前。若/2，則有 t/

46、h (4)若0，則 t/h (5)以上從不同的角度出發(fā)，給出了腭式破碎機(jī)生產(chǎn)能力的理論計(jì)算公式(1), (3), (4),(5)等，但它們都各自有其局限性，只可作為定性計(jì)算時使用。為了獲得一種較為滿意的腭式破碎機(jī)生產(chǎn)能力，還必須根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際予以校正。故下面再推薦幾個經(jīng)驗(yàn)公式供選用。Taggart A F公式 Q=0.093L t/h （6)或 Q=0. 084 A/i t/h (6a)式中 L, b破碎機(jī)排料口長度和寬度，cm；A給料口面積，, ALB；B給料口寬度，cm；i破碎比，i=D/b；D給料粒度，cm。 OnerBckm B公式 Q=b t/h (7)式中 給料特性(或破碎難易程度)

47、系數(shù)，詳見表2-1；物料密度校正系數(shù)；=/1. 6；破碎物料的松散密度，t/；物料粒度校正系數(shù)，見表2-2；排料口單位寬度的生產(chǎn)能力，t/h·mm，見表2-3； b排料口寬度，mm。表2-1給料特性系數(shù)表2-2物料粒度校正系數(shù)表2-3排料口單位寬度的生產(chǎn)能力利溫生公式 Q=150nLS t/h (8)式中各長度單位以“m”計(jì)入，其余各符號的意義及單位同前。上述計(jì)算公式原則上只適用于簡擺腭式破碎機(jī)，即它們沒有能夠反映出不同型式的腭式破碎機(jī)與生產(chǎn)能力之間的關(guān)系。但實(shí)踐證明，由于破碎機(jī)動腭擺動行程S的大小和方向，以及運(yùn)動軌跡的差別，各種型式的腭式破碎機(jī)的生產(chǎn)能力是不同的。據(jù)國外對相同規(guī)格的

48、三種不同型式的腭式破碎機(jī)在排料口寬度b、動腭擺動次數(shù)n和嚙角等相同條件下的試驗(yàn)證實(shí)，復(fù)擺腭式破碎機(jī)較簡擺腭式破碎機(jī)提高生產(chǎn)能力2030%，綜合擺動腭式破碎機(jī)較簡擺提高9095%。因此，在計(jì)算簡擺以外的腭式破碎機(jī)生產(chǎn)能力時，必須乘以一個大于1的型式修正系數(shù) 。5 生產(chǎn)能力的影響因素分析以上介紹的幾個腭式破碎機(jī)生產(chǎn)能力的計(jì)算公式揭示了腭式破碎機(jī)生產(chǎn)能力與其結(jié)構(gòu)參數(shù)(動腭下端點(diǎn)的水平擺動行程S、給料口尺寸B×L、排料口寬度b)、工藝參數(shù)(動腭擺動次數(shù)n、嚙角)和物料性質(zhì)(密度、松散系數(shù))等之間的函數(shù)關(guān)系，為提高腭式破碎機(jī)生產(chǎn)能力提供了科學(xué)依據(jù)。1) 適當(dāng)提高腭式破碎機(jī)動腭擺動次數(shù)是提高其生

49、產(chǎn)能力的重要途徑之一從公式(1), (3), (4), (5)可以明顯看出，腭式破碎機(jī)理論生產(chǎn)能力是隨著動腭擺動次數(shù)n的增高而增大的;從公式(1)還可看出，當(dāng)動腭擺動次數(shù)n增高至某一最佳數(shù)值n。時，破碎機(jī)能夠獲得最大的生產(chǎn)能力;當(dāng)動腭在超最佳擺動次數(shù)下擺動時，其生產(chǎn)能力將隨著動腭擺動次數(shù)的增高而降低。同時，實(shí)驗(yàn)研究的結(jié)果也證明了這一規(guī)律。然而，現(xiàn)有腭式破碎機(jī)動腭的擺動次數(shù)都選擇得比較低，特別是大型簡擺腭式破碎機(jī)和小型復(fù)擺腭式破碎機(jī)。但因腭式破碎機(jī)具有較大的運(yùn)動質(zhì)量，如果動愕的擺動速度過快，所產(chǎn)生的慣性力就會比較大，這又將使機(jī)器及其基礎(chǔ)發(fā)生振動，使偏心軸回轉(zhuǎn)不均勻，同時所消耗的功率也較大，并可能

50、引起軸承發(fā)熱，故其速度也不能過高。因此在破碎機(jī)其它有關(guān)參數(shù)不變化的情況下，適當(dāng)增高現(xiàn)有腭式破碎機(jī)動腭擺動次數(shù)n以提高其生產(chǎn)能力是可能的。其增高幅度建議在原有破碎機(jī)擺動次數(shù)的基礎(chǔ)上增高1015%，大型破碎機(jī)取小值，中小型取大值。2) 適當(dāng)減小腭式破碎機(jī)嚙角是提高其生產(chǎn)能力的又一重要途徑由公式(3), (4), (5)可知，腭式破碎機(jī)生產(chǎn)能力在一定條件下與嚙角的正切成反比。同時，從Bond F C理論知，腭式破碎機(jī)生產(chǎn)能力與其嚙角成直線關(guān)系，即破碎機(jī)的相對生產(chǎn)能力隨修正系數(shù)成正比例變化: =1+1.4327(0.384-) (9)式中為腭式破碎機(jī)的嚙角，rad將腭式破碎機(jī)的定腭破碎板和動腭破碎板都傾斜安裝，并盡量使二者傾斜安裝的角度和接近相等，可使其生產(chǎn)能力的相對值提高4%左右。 由國內(nèi)外有關(guān)實(shí)驗(yàn)證明，適當(dāng)減小嚙角亦可提高腭式破碎機(jī)生產(chǎn)能力。因?yàn)閲Ы菧p小，物料在破碎腔中完全被破碎所需要的動腭擠壓次數(shù)減少了，并使得破碎腔上部區(qū)域的處理能力比從排料口排出的能力增大，這樣破碎腔中總備有需要排出的產(chǎn)品，而不致因破碎不及時而影響排料。例如，原蘇聯(lián)學(xué)者巴烏曼BA用400 × 600腭式破碎機(jī)破碎抗壓強(qiáng)度為300 MPa的花崗巖時，將嚙角由改為后，生產(chǎn)能力提高了2040;吉