強力分級式雙齒輥破碎機設計99頁 38000字數(shù)+論文說明書+任務書+11張CAD圖紙【詳情如下】4-FPU同步齒輪箱A1.dwg5-齒帽A2.dwg6-電動機支架A2.dwg7-減速器底托架A2.dwg8-右側壁A2.dwg9-輸出軸A3.dwg強力分級式雙齒輥破碎機設計論文.doc1-強力分級式雙齒輥破碎機裝配圖A0.dwg10-齒輥軸A3.dwg11-花鍵齒輪A2.dwg2-FP專用減速器A0.dwg3-齒輥軸裝配圖A1.dwg目    錄一般設計部分1 緒論 11.1  FP5216B強力分級破碎機的使用范圍與優(yōu)點11.2  FP5216B強力分級破碎機的結構特點11.3  FP5216B強力分級破碎機與傳統(tǒng)破碎機的比較31.3.1破碎理論31.3.2破碎機工藝性能比較41.4  FP5216B強力分級破碎機的應用和經濟效益淺析51.4.1 MMD破碎機的應用情況51.4.2 FP5216B強力分級破碎機的經濟效益淺析52 FP5216B強力分級破碎機基本參數(shù)的確定52.1破碎機的破碎及排料機理分析 62.2  FP5216B強力分級破碎機功率的確定及電動機的選型62.3破碎機基本參數(shù)的估算 82.4破碎機基本參數(shù)的校核與破巖力的評估102.4.1 基本參數(shù)的校核102.4.2 破巖力的評估103限矩型液力聯(lián)軸器的選擇 114 傳動方案設計124.1 確定傳動類型 124.2 總傳動比和合理分配各級傳動比 134.3 傳動裝置的運動和動力參數(shù) 145膜片聯(lián)軸器的選型156 齒輪傳動的設計與校核166.1 輪齒的失效形式 176.2 變位齒輪簡介 196.3 齒輪設計準則 216.4 高-切變位弧齒錐齒輪傳動主要尺寸的確定216.4.1 高-切變位弧齒錐齒輪主要尺寸的初步確定 226.4.2 高-切變位弧齒錐齒輪正交傳動的幾何計算 246.4.3 高-切變位弧齒錐齒輪接觸強度校核 266.5 高變位斜齒輪傳動主要尺寸的確定 296.5.1 高變位齒輪齒輪主要尺寸的初步確定  306.5.2 高變位斜齒輪外嚙合傳動的幾何計算316.5.3 高變位斜齒輪接觸強度校核326.6 齒輪結構形式的確定 346.6.1 高-切變位弧齒錐齒輪結構形式 346.6.2 高變位斜齒輪結構形式347 傳動軸的結構設計與校核357.1 輸入軸的結構設計 367.1.1 確定軸的最小直徑367.1.2 按軸向定位要求確定各軸段直徑和長度377.1.3 軸上零件的軸向定位及軸上圓角和倒角的尺寸387.2 中間軸的結構設計 397.2.1 確定軸的最小直徑397.2.2 按軸向定位要求確定各軸段直徑和長度397.2.3 軸上零件的軸向定位及軸上圓角和倒角的尺寸407.3 輸出軸的結構設計 407.3.1 確定軸的最小直徑407.3.2 按定位要求確定各軸段直徑和長度417.4 傳動軸的彎扭合成強度計算與疲勞強度校核 437.4.1 傳動軸的受力分析437.4.2 軸的彎扭合成強度校核447.4.3 精確校核軸的疲勞強度508 軸承與鍵的校核528.1單列圓錐滾子軸承的壽命校核528.2  B型平鍵的強度校核538.3 漸開線型花鍵的強度校核 549箱體及附件的設計 5510 FPU同步斜齒輪設計與校核5610.1 斜齒輪傳動主要尺寸的確定5610.2 同步斜齒輪的疲勞強度校核5810.3 斜齒輪的疲勞強度結構形式設計5911 主動部分傳動設計與校核  6012 FP5216B生產能力精確校核及注意事項  6712.1 新型雙齒輥破碎機生產能力計算方法的推導6712.2  FP5216B生產能力校核7012.3 注意事項7012.3.1 電動機整定、保護及啟動7012.3.2 液力聯(lián)軸器注油量的確定7112.3.3 密封及潤滑設計71專題設計部分1液力聯(lián)軸器概述722液力聯(lián)軸器的工作原理733液力聯(lián)軸器的工作液體743.1基本要求743.2常用油的種類754液力聯(lián)軸器的工作特性754.1動量矩方程式754.2效率特性784.3外特性794.4無因次特性815液力聯(lián)軸器的分類835.1普通型液力聯(lián)軸器835.2限矩型液力聯(lián)軸器845.3調速型液力聯(lián)軸器856 FP5216B破碎機液力聯(lián)軸器的選型87參考文獻90致謝95摘  要本設計在分析MMD雙齒輥破碎機破碎機理的基礎上，針對其機構特點，利用梯形法推導出計算該種破碎機基本參數(shù)的估算公式。FP5216B強力分級破碎機是在吸收大量國內外先進技術的基礎上，設計開發(fā)的一種新型、高效、技術先進的強力破碎機，目前已達到國際先進水平，可作為進口同類產品的替代產品。獨特新穎的結構和設計方式，使其具有破碎強度高、產能大、能耗低、過載保護靈敏可靠、破碎產品粒度穩(wěn)定等優(yōu)點，而且維修拆裝方便快捷，易損件壽命大大延長。另外，完善的自動化供油系統(tǒng)、自動化過載保護系統(tǒng)的使用，使本機軸承的使用壽命比以前提高了近一倍，清堵和防堵能力大為提高，降低了維修工人的維修勞動強度，處處體現(xiàn)了以人為本的設計理念；設計獨特的專用減速器和FPU同步齒輪箱，不但減小了外型尺寸，而且使破碎機穩(wěn)定性能得到提高。關鍵詞：破碎機； 生產能力； 減速器； 同步； 液力聯(lián)軸器ABSTRACTThis design aims at its organization characteristics in analyzing a MMD double-roll crusher toothed falling in pieces the foundation of mechanism, making use of a trapezoid method to deduce a calculation should grow the crusher basic parameter to estimate formula. The FP5216B strong dint ratings crusher is absorbing in great quantities advanced technical foundation at home and abroad up, design development of a kind of new, efficiently, the technique forerunner's strong dint crusher, currently already arrive international advanced level, be importing the same kind product of act for product. Special and novel structure and design method, make it have broken up strength high, the productivity is big and can consume low, lead carry to protect intelligent credibility, broken up product grain degree stability etc. advantage, and maintain to dismantle to pack convenience fast, the easy piece life span prolongs consumedly. Moreover, the perfect automation provide oil system and once automated to carry an usage of protecting the system, making this crankshaft accept of the service life raised than the past near 100%, pure block up and defend the ability of blocking up greatly in order to raise, lowered to maintain a worker to maintain labor strength, everywhere body now the design principle for making people the center; Design special machine and the FPU synchronous wheel gear box of the appropriation deceleration, let up features size not only, and made the crusher stable function get an exaltation.Keywords：Crusher; Throughput; Retarded; Synchronization; Hydraulic couplers    1 緒論1.1 FP5216B強力分級破碎機的使用范圍與優(yōu)點FP5216B強力分級破碎機主要適用于礦山、冶金、化工、煤礦等行業(yè)脆性塊狀物料的粗、中級破碎，其入料粒度最大可達630mm，出料粒度最小可達80mm，可對抗壓強度160MPa的物料進行破碎。FP5216B強力分級破碎機可用來破碎露天礦表層巖石、煤炭、石灰石、粘土礦石、鐵礦石、金礦石、鈾礦石、鎳礦石、鋁礬土礦石、滑石、石膏、焦炭、玻璃等。煤炭工業(yè)所占比例最大，約占50，金屬礦約占12，石灰石礦約占14，非金屬礦約占9，石料工業(yè)約占6，化工原料約占4。在煤炭行業(yè)，使用本機破碎原煤只要經過除鐵、除雜，無須揀矸，便可直接進行破碎。破碎出的物料，粒度均勻，過粉碎率低，從而簡化了選煤工藝，降低了投資和生產成本。FP5216B強力分級破碎機的優(yōu)點：1、過粉碎率低由于采取剪切原理，破碎后合格物料(包括入料中已含有的合格物料)沿著螺旋腔直接排出，避免了物料在破碎腔中相互摻雜、擠壓、研磨等缺陷，所以物料不易過粉碎。2、能嚴格保證破碎產品粒度   由于輥齒是采用螺旋方式分布在輪軸上，輥齒的結構尺寸是按產品的粒度優(yōu)化設計的，破碎后的物料在螺旋腔內被強制排出，不再受剪切作用，因此該破碎機能較好的控制物料的粒度。3、有破碎和分級雙重作用   該破碎機除破碎限定粒度以上的物料外，對入料中的合格物料可以使其通過兩輥齒之間以及輥齒與側壁襯板間的間隙，進入螺旋腔內，然后排出機外，因此具有破碎和篩分雙重功效。1.2 FP5216B強力分級破碎機的結構特點FP5216B強力分級破碎機采用單電動機拖動，二級弧齒錐齒輪斜齒圓柱齒輪減速器減速，兩齒輥軸用斜齒圓柱齒輪傳動，噪聲小，抗磨損能力強。FP5216B強力分級破碎機由以下幾部分組成：原動機、傳動機構、減速裝置、主機、保險裝置等。1、原動機：原動機采用電動機拖動，增加了破碎機的使用范圍。對遠離供電線路或經常更換工作場地的用戶來說，極其方便。2、傳動機構：采用YOX液力聯(lián)軸器傳動，可以使原動機的工作更加平穩(wěn)且具有過載保護作用。3、減速裝置：FP5216B強力分級破碎機配有專用的減速器，能夠傳送強大的動力，同時又有足夠長的壽命，設計壽命為2萬小時。該減速器結構緊湊，安裝方便，直接用螺栓固定在底座上。電動機和減速器通過罩在液力聯(lián)軸器外面的金屬殼聯(lián)接，形成了一個有機的整體。 4、保險裝置：除了液力聯(lián)軸器，F(xiàn)P5216B強力分級破碎機還在齒輥軸的末端安裝了低速傳感器，來保護電動機和主機。當破碎機中進入難以破碎的物料使破碎機悶車時，傳感器會發(fā)出脈沖信號，經過轉換器轉換成電信號，使電動機停車，避免損壞主機和電動機。傳感器體積小，重量輕，動作靈敏度高。是老式的彈簧裝置所無法比擬的。5、主機：FP5216B強力分級破碎機的主機，設計先進，工藝性好，互換性強。 箱體FP5216B強力分級破碎機的主機采用箱形結構，機架用鋼板焊接而成， 整體式采用單電機拖動，齒輥軸的中心距固定，兩個齒輥軸之間用兩個參數(shù)相同，精確制造的齒輪聯(lián)接。破碎機構主機箱體內就是破碎機的核心部分，分為粗破碎輥和第二段破碎輥：粗破碎輥由軸、齒環(huán)、齒套和鍵組成。軸按照同系列最大傳遞功率確定直徑；齒環(huán)數(shù)由生產能力和箱體布置面積確定；齒環(huán)上的齒套做成嵌套式。齒套又分為標準型和重型兩種，適用于不同物料。輥齒磨損后可用耐磨焊條補焊或更換齒套修復。第二段破碎輥由齒板、齒板架、砧板、弓形板和調整螺栓組成，而齒板架和齒板與老式破碎機的結構截然不同，在強度和穩(wěn)定性上大大加強。老式破碎機每塊齒板用四個螺栓固定在齒板架上，工作時作用在輥子上的力矩，全部作用于四個螺栓。這種結構不能承受大的工作力，而且易產生松動和螺栓剪斷現(xiàn)象。FP5216B強力分級破碎機則采用全新的結構形式，克服了老式破碎機的缺點。其弓形齒板上有一半圓弧與齒板架配合，由其來承擔上作壓力。這種結構穩(wěn)定牢固，強度高，能承受強大的工作力，所以破碎機能夠破碎堅硬的巖礦物料，而老式破碎機只能破碎易破碎的脆性物料。另外，F(xiàn)P5216B強力分級破碎機的齒環(huán)、齒套、齒板都是由專門研制的耐磨材料制造，也為破碎機強大的工作能力提供了物質基礎。 輔助裝置致  謝新型雙齒輥式破碎機是近幾年出現(xiàn)的一種具有許多獨特優(yōu)點的破碎設備，為給它的設計及系列開發(fā)提供合理、可靠的理論依據(jù)，在王老師對其生產能力的計算方法確定進行和理論指導下，推導出了適用于計算該類型破碎機的基本參數(shù)的梯形估算法。由于雙齒輥破碎機的工作條件惡劣，破碎輥軸承密封性不好往往是造成軸承損壞的直接原因，因此密封問題應引起高度重視。目前，國產及部分進口破碎機多采用迷宮或迷宮加油封密封。從工業(yè)運行中發(fā)現(xiàn)，該種密封結構的密封效果并不理想，往往會出現(xiàn)破碎物料粉塵進入軸承腔內，與潤滑脂滲合干結的情況，結果造成軸承損壞，直接影響了設備的使用壽命。為解決這個問題，可設置一臺自動干油潤滑站，定時定量向迷宮與油封之間補油，多余的油經迷宮擠出，這樣就可阻止粉塵進入迷宮，同時也解決了軸承的潤滑；主動部分，齒輥軸所受物料對其的反作用力按均勻載荷分布計算。兩個多月中，從資料搜集到方案確定、從修改設計細節(jié)到最終定稿，凝聚著王老師的汗水和心血。王老師嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度，孜孜不倦的鉆研和敬業(yè)精神，以及開闊的心胸、平易近人的修養(yǎng)令我受之菲淺，也對人生歷程拜讀產生深遠了的影響。經王老師不辭辛勞的指導和督促，得以能按質按量完成畢業(yè)設計，并在此過程中鍛煉了綜合運用所學知識與技能、獨立分析、處理和解決工程實際問題的能力。謹此，感謝王老師的指導，并感謝評委老師在百忙中批閱設計。     曲線l為異步電動機的機械特性曲線， 為渦輪與泵輪的轉速比，曲線2、3、4分別表示三種規(guī)格的限矩型液力聯(lián)軸器當 =0時泵輪的機械特性曲線， 為渦輪的機械特性曲線， 為負載均值曲線。顯然，曲線3與電機的匹配更為合理，可以實現(xiàn)破碎機的滿載起動；曲線2表示液力聯(lián)軸器的規(guī)格太小，不能起動；曲線4則又表示液力聯(lián)軸器的規(guī)格太大，電機處于不穩(wěn)定工作狀態(tài)。n表示轉速， 表示異步電機的同步轉速； 既是電機的額定轉速，又是泵輪的轉速， 為對應于 下的渦輪實際轉速。在傳動系統(tǒng)設計中，人們按照動力機、工作機和傳動元件的特性進行選擇，使它們相互適應組成技術經濟指標好的整套設備。為使動力機、工作機和傳動元件相互適應得到良好性能的組合成匹配。具體匹配方法參見文獻。使用限矩型聯(lián)軸器的優(yōu)點：    1、該傳動系統(tǒng)比無限矩型液力聯(lián)軸器的傳動系統(tǒng)不僅具有更大的起動力矩，而且降低了電機的起動電流持續(xù)時間，減小了起動電流的均值。    2、當破碎機正常工作時，由于液力聯(lián)軸器的緩沖與隔離作用，電機的瞬時電流變化量減小。    3、該種傳動方案比現(xiàn)有的傳動方案更簡單，零部件數(shù)目大大減少，制造更容易。    4、該種傳動方案中兩個輥子的幾何軸線都不動，避免了較大粒度的物料攙人符合粒度要求的產品中。雖然液力耦合器得到了廣泛的應用，但在使用過程中也出現(xiàn)一些故障，如：工作機械達不到額定轉速，設備運轉不平穩(wěn)、漏油等，這往往與液力耦合器的安裝、工作油的使用、維護檢查有很大關系。所以在應用液力耦合器時應注意一些問題：1、保證安裝質量。液力耦合器本體內的輸入輸出端裝有支撐主軸的軸承，輸入與輸出端至少有一端采用彈性連接，所以原動機軸與工作機軸有一定的偏心。發(fā)生偏心時，彈性聯(lián)軸節(jié)對液力耦合器本體會產生反作用力，引起軸承、橡膠油封圈等的過度磨損，造成漏油、設備運行不正常等，因此，安裝時盡可能把軸心調整正確，將軸向偏差控制在03mm，用定位銷把裝置固定。2、合理選擇工作液的種類。液力耦合器采用的工作油為20號機油或22號汽輪機油，工作液要清潔，無雜質，并且要注入規(guī)定的油量，可根據(jù)轉殼上的充液線來簡易檢測。工作油的溫度應保持在75以下，瞬時工作不超過110 ，如果長時間保持高溫，對橡膠油封圈以及工作油都會有影響，使它們快速老化引起故障，產生漏油現(xiàn)象。所以應防止超負荷運行以及工作機長時間的制動。3、選型要合理。選得過大啟動力矩會加大，過載能力加大，不能夠保護原動機；過小電機啟動后無法帶動工作機正常運轉，所以正確選型尤為重要。4、對液力耦合器的維護檢查。首先，要從電動機的電流值確定耦合器是否正常運轉，外觀觀察是否漏油、滲油；其次，要定期調換工作油，定期檢查彈性聯(lián)軸器中的彈性連接件是否磨損；還要安排對液力耦合器定期檢修，保證安裝和維修的質量，以保證其使用壽命。參  考  文  獻1 王少懷.機械設計師手冊.北京:電子工業(yè)出版社20062 陳立德.機械設計基礎課程設計.北京:高等教育出版社,20063 吳宗澤,羅圣國.機械設計課程設計手冊.北京:高等教育出版社,20064 周明衡.聯(lián)軸器選用手冊.北京:化學工業(yè)出版社,20005 唐增寶,何永然,劉安俊.機械設計課程設計.武漢:華中科技大學出版社,19946 機械設計手冊編委會.機械設計手冊.北京:機械工業(yè)出版社,20047 周元康.機械設計課程設計.重慶:重慶大學出版社,20018 施高義等.聯(lián)軸器.北京:機械工業(yè)出版社,1988.6  9 聯(lián)軸器結構圖冊編寫組編.聯(lián)軸器結構圖冊.北京:國防工業(yè)出版社, 1994  10 花家壽.新型聯(lián)軸器與離合器.上海:上?？茖W技術出版社,1989.1  11 張文志.機械結構有限元分析.哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學出版社,2006  12 侯玉英,孫立鵬.機械設計學習指導與典型題解. 北京:高等教育出版社,2006  13 王嵐,趙丹,隋立明.機電系統(tǒng)計算機控制.哈爾濱:哈爾濱工程大學, 2006  14 唐大放,馮曉寧,楊現(xiàn)卿.機械設計工程學.徐州:中國礦業(yè)大學出版社,2001  15 張建中.機械設計基礎.徐州:中國礦業(yè)大學出版社,1999  16 楊昂岳.機械設計學習要點與習題解析.北京:國防科技大學出版社, 2004  17 尹常治.機械設計制圖.北京:高等教育出版社,2004  18 楊清梅,孫建民.傳感器與測試技術.哈爾濱:哈爾濱工程大學出版社, 2004  19 機械譯叢編輯部編.機械設計譯文集.北京:機械工業(yè)出版社,1959  20 石瑛玉,許維曦.機械設計圖常見錯誤.上海:上海交通大學出版社,1993 21（美）柯林斯(Collins,J.A.)著,談嘉楨等譯.機械設計中的材料失效. 北京:機械工業(yè)出版社,1987 22 許毓潮.機械設計與制造工藝簡明手冊. 北京:中國電力出版社,1998 23 Obering J.Winter halder,Unna.Long time operation of a double-     roll crusher at the lime works Oterbein-Mus.Aufberintungs Technik,198624 H W Bergmanm.Coal cutting by winning machines.199125 F C Bond.AIME Trans.1952,193:56758926 單麗云,強穎懷,張亞非.工程材料.徐州：中國礦業(yè)大學出版社，2003.127 劉鴻文.簡明材料力學北京:高等教育出版社.2004.428 中國礦業(yè)大學機械制圖教材編寫組.畫法幾何及機械制圖.徐州:中國礦業(yè)大學出版社，2002.829 甘永立.幾何量公差與檢測.上海:上?？茖W技術出版社,2005.730 李宜民,王慕齡,宮能平.理論力學.徐州:中國礦業(yè)大學出版社,2003.3 = 第 1 頁 目 錄 一般設計部分 1 緒論 1 力分級破碎機的使用范圍與優(yōu)點 1 力分級破碎機的結構特點 1 力分級破碎機與傳統(tǒng)破碎機的比較 3 碎理論 3 碎機工藝性能比較 4 力分級破碎機的應用 和經濟效益淺析 5 碎機的應用情況 5 力分級破碎機的經濟效益淺析 5 2 力分級破碎機基本參數(shù)的確定 5 碎機的破碎及排料機理分析 6 力分級破碎機功率的確定及電動機的選型 6 碎機基本參數(shù)的估算 8 碎機基本參數(shù)的校核與破巖力的評估 10 本參數(shù)的校核 10 巖力的評估 10 3 限矩型液力聯(lián)軸器的選擇 11 4 傳動方案設計 12 定傳動類型 12 傳動比和合理分配各級傳動比 13 動裝置的運動和動力參數(shù) 14 5 膜片聯(lián)軸器的選型 15 6 齒輪傳動的設計與校核 16 齒的失效形式 17 位齒輪簡介 19 輪設計準則 21 21 22 弧齒錐齒輪正交傳動的幾何計算 24 26 變位斜齒輪傳動主要尺寸的確定 29 變位齒輪齒輪主要尺寸的初步確定 30 變位斜齒輪外嚙合傳動的幾何計算 31 = 第 2 頁 變位斜齒輪接觸強度校核 32 輪結構形式的確定 34 齒輪結構形式 34 變位斜齒輪結構形式 34 7 傳動軸的結構設計與校核 35 入軸的結構設計 36 定軸的最小直徑 36 軸向定位要求確定各軸段直徑和長度 37 上零件的軸向定位及軸上圓角和倒角的尺寸 38 間軸的結構設計 39 定軸的最小直徑 39 軸向定位要求確定各軸段直徑和長度 39 上零件的軸向定位及軸上圓角和倒角的尺寸 40 出軸的結構設計 40 定軸的最小直徑 40 定位要求確定各軸段直徑和長度 41 動軸的彎扭合成強度計算與疲勞強度校核 43 動軸的受力分析 43 的彎扭合成強度校核 44 確校核軸的疲勞強度 50 8 軸承與鍵的校核 52 列圓錐滾子軸承的壽命校核 52 B 型平鍵的強度校核 53 開線型花鍵的強度校核 54 9 箱體及附件的設計 55 10 步斜齒輪設計與校核 56 齒輪傳動主要尺寸的確定 56 步斜齒輪的疲勞強度校核 58 齒輪的疲勞強度結構形式設計 59 11 主動部分傳動設計與校核 60 12 產能力精確校核及注意事項 67 型雙齒輥破碎機生產能力計算方法的推導 67 產能力校核 70 意事項 70 動機整定、保護及啟動 70 力聯(lián)軸器注油量的確定 71 封及潤滑設計 71 = 第 3 頁 專題設計部分 1 液力聯(lián)軸器概述 72 2 液力聯(lián)軸器的工作原理 73 3 液力聯(lián)軸器的工作液體 74 本要求 74 用油的種類 75 4 液力聯(lián)軸器的工作特性 75 量矩方程式 75 率特性 78 特性 79 因次特性 81 5 液力聯(lián)軸器的分類 83 通型液力聯(lián)軸器 83 矩型液力聯(lián)軸器 84 速型液力聯(lián)軸器 85 6 碎機液力聯(lián)軸器的選型 87 參考文獻 90 致謝 95 摘 要 本設計在分析 齒輥破碎機破碎機理的基礎上，針對其機構特點，利用梯形法推導出計算該種破碎機基本參數(shù)的估算公式。 力分級破碎機是在吸收大量國內外先進技術的基礎上，設計開發(fā)的一種新型、高效、技術先進的強力破碎機，目前已達到國際先進水平，可作為進口同類產品的替代產品。獨特新穎的結構和設計方式，使其具有破碎強度高、產能大、能耗低、過載保護靈敏可靠、破碎產品粒度穩(wěn)定等優(yōu)點，而且維修拆裝方便快捷，易損件壽命大大延長。另外，完善的自動化供油系 統(tǒng)、自動化過載保護系統(tǒng)的使用，使本機軸承的使用壽命比以前提高了近一倍，清堵和防堵能力大為提高，降低了維修工人的維修勞動強度，處處體現(xiàn)了以人為本的設計理念；設計獨特的專用減速器和 步齒輪箱，不但減小了外型尺寸，而且使破碎機穩(wěn)定性能得到提高。 = 第 4 頁 關鍵詞： 破碎機； 生產能力 ； 減速器； 同步； 液力聯(lián)軸器 at in a in of of a to a to is in at of a of s be of it up is to up to to to an of of 00%, up of up in to to a to PU of up an = 第 5 頁 1 緒論 力分級破碎機 的使用范圍與優(yōu)點 力分級破碎機 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，其入料粒度最大可達 630料粒度最小可達 80對抗壓強度 160物料進行破碎。 力分級 破碎機可用來破碎露天礦表層巖石、煤炭、石灰石、粘土礦石、鐵礦石、金礦石、鈾礦石、 鎳礦 石、鋁礬土礦石、滑石、石膏、焦炭、玻璃等。 煤炭工業(yè)所占比例最大，約占 50 ，金屬礦約占 12 ，石灰石礦約占 14 ，非金屬礦約占 9 ，石料工業(yè)約占 6 ，化工原料約占 4 。 在煤炭行業(yè)，使用本機破碎原煤只要經過除鐵、除雜，無須揀矸，便可直接進行破碎 。 破碎出的 物料，粒度均勻，過 粉 碎率低，從而簡化了選煤工藝，降低了投資和生產成本。 力分級 破碎機的優(yōu)點： 1、 過粉碎率低 由于采取剪切原理，破碎后合格物料 (包括入料中已含有的合格物料 )沿著螺旋腔直接排出，避免 了 物料在破碎腔中相互摻雜、擠 壓、研磨等缺陷 ，所以物料不易過粉碎。 2、 能嚴格保證破碎產品粒度 由于 輥齒 是采用螺旋方式分布在輪軸上， 輥齒 的結構尺寸是按產品的粒度優(yōu)化設計的，破碎后的物料在螺旋腔內 被強制排出，不再受剪切作用，因此該破碎機能較好的控制物料的粒度 。 3、 有破碎和分級雙重作用 該破碎機除破碎限定粒度以上的物料外，對入料中的合格物料可以使其通過兩 輥齒 之間以及 輥齒 與側壁 襯 板間的間隙，進入螺旋腔內，然后排出 機外 ，因此具有破碎和篩分雙重功效。 力分級破碎機 的 結構特點 力分級破碎機 采用單電動機拖動，二級 弧齒錐齒 輪 斜齒圓柱齒輪 減速 器減速， 兩 齒 輥 軸 用 斜齒圓柱 齒輪傳動，噪聲 小，抗磨損能力強 。力分級 破碎機由以下 幾部分組成 ： 原動機、傳動機構、減速裝置、主機、保險裝置等。 1、 原動機 ： 原動機采用電動機 拖動， 增加了破碎機的使用范圍。對遠離供電線路或經常更換工作場地的用戶來說，極其方便。 2、 傳動機構 ： 采用 力 聯(lián)軸 器傳動，可以使原動機的工作更加平 = 第 6 頁 穩(wěn)且具有過載保護作用。 3、 減速裝置 ： 力分級破碎機 配有專用的減速 器 ，能夠傳送強大的動力，同時又有足夠長的壽命，設計壽命為 2 萬小時。該減速器 結構緊湊，安裝方便，直接用螺栓 固定在底座上。電動機和減速器 通過 罩在液力聯(lián)軸 器外面的金屬殼聯(lián)接 ， 形成 了 一 個有機的整體。 4、 保險裝置 ： 除了液力 聯(lián)軸 器， 力分級破碎機 還在 齒 輥軸的末端安裝了低速傳感器，來保護電動機和主機。當破碎機中進入難以破碎的物料使破碎機悶車時，傳感器會發(fā)出脈沖信號，經過轉換器轉換成電信號，使電動機停車，避免損壞主機和電動機。傳感器體積小，重量輕，動作靈敏度高。是老式的彈簧裝置所無法比擬的。 5、 主機 ： 力分級破碎機 的主機，設計先進，工藝性好，互換性強。 箱體 力分級破碎機 的主機采用箱形結構，機架用鋼板焊接而成， 整體式采用單電機拖動，齒輥軸的中心距固定 ，兩個 齒輥軸 之間用兩個參數(shù)相同，精確制造的齒輪聯(lián)接。 破碎機構 主機箱體內就是破碎機的核心部分， 分為粗破碎輥和第二段破碎輥： 粗破碎輥由軸、齒環(huán)、 齒套和 鍵組成。軸按照同系列最大傳遞功率確定直徑 ； 齒環(huán)數(shù)由 生產能力和箱體布置面積 確定 ；齒環(huán)上的齒套 做成嵌套式。齒套又分為標準型和重型兩種，適用于不同物料。 輥 齒磨損 后可用耐磨焊條補焊或更換齒套修復 。 第二段破碎輥由 齒板、 齒板架、 砧 板、 弓形 板和調整螺 栓組成， 而齒板架和齒板與老式破碎機 的結構截然不同，在強度和穩(wěn)定性上大大加強。 老式破碎機每塊齒板用四個螺栓固定在齒板架上，工作時作用在輥子上的力矩，全部作用于四個螺栓。這種結構不能承受大的工作力，而且易產生松動和螺栓剪斷現(xiàn)象。 力分級破碎機 則采用全新的結構形式，克服了老式破碎機的缺點。其弓形齒板上有一半圓弧與齒板架配合，由其來承擔上作壓力。這種結構穩(wěn)定牢固，強度高，能承受強大的工作力，所以破碎機能夠破碎堅硬的巖礦物料，而老式破碎機只能破碎易破碎的脆性物料。另外 ，力分級破碎機 的齒環(huán) 、齒套、齒板都是由 專門研制的耐磨材料制造，也為破碎機強大的工作能力提供了物質基礎。 輔助裝置 輥破碎機的主機內還增加了兩種輔助裝置。其一是齒梳，安裝 = 第 7 頁 在箱體的兩側，能夠剔掉夾在齒間或粘在齒間的物料，使破碎機不會因夾料堵塞，降低工作效率。 其二是在箱體的下部， 可根據(jù)破碎要求，增加或減少砧板，以調整出料粒度大小。 排料裝置 齒板、齒梳、砧板之間的間隙，形成了動態(tài)篩分機構。進入破碎腔的物料中所含有的合格粒級的物料迅速從間隙排出，而大塊物料被旋轉的齒對咬住，受沖擊剪切和沖擊拉伸而破碎，這種 結構提高了破碎機的工作效率和處理能力。 力分級破碎機與傳統(tǒng)破碎機的比較 碎理論 對礦物的破碎，長久以來人們的思想是這樣一 種概念 ： 即通過對物料施加壓力使物料產生變形。當這變形所吸收的能量足以克服物料原子間的結合力時便產生原子間的位 移，微觀上稱為晶格位移，在宏觀上表現(xiàn)為裂碎，從而達到破碎物料的目 的。在有目的地破碎物料的歷史過程中人們陸續(xù)開發(fā)出各種各樣的機械破碎設備裝置、如 鄂 式破碎機、旋回式破碎機、反擊式破碎和錘式破碎機，至今還沿用著這些傳統(tǒng)的破碎設備。破碎的基礎理論并未 發(fā)生變化。 隨著人們對材料性能研究的不斷深人以及測試試驗手段的不斷完善，逐步建立了現(xiàn)代材料力學科學，人們對材料性質和性能的認識發(fā)生了很大的變 化。利 用 現(xiàn)代測試技術對巖石進行力學分析，人們發(fā)現(xiàn)巖石承受壓力破壞的能力遠遠大于其承受剪切力破壞的能力。經測試，巖石的極限壓應力是極限 剪應力的 6 10 倍，是極限拉應力的 2 4 倍。長期以來人們破碎巖石采用擠壓 方 法，很少采用更為合理的 拉伸、剪切 等 方 法，而 力分級破碎機 是基于巖石的剪切破壞原理而設計的，也就是說通過給巖石施加一個剪切力使巖石承受剪切力和由剪 切力產生的彎曲扭矩從而使巖石被剪斷或折斷。另一種重要的原因是大部分巖石本身存在 晶 格缺陷和紋理缺陷，使得當巖石在承受剪切力時極易沿缺陷 、 紋理、節(jié) 面 等方向斷裂 。 力分級 破碎機在破碎理 論上的 突破、使其在性能上表現(xiàn)出很大的優(yōu)勢。 傳統(tǒng)破碎機如旋回破碎機和鄂式破碎機是靠工作部件運動時施加于被破碎物料上的沖擊壓力實現(xiàn)破碎的。反擊式破碎機和錘式破碎機是靠兩個直徑 很大的棍子對物料的擠壓和碾磨作用而工作。其中旋回破碎機和 鄂 式破碎機工作時必須對物料施加非常大的破碎力，因而機器笨重，效率較低，能耗較高。對輥破碎 機是不能用于粗碎和第二段破碎作業(yè)的，因其咬合礦石能力受 = 第 8 頁 限制，多用于細碎，產量低、 齒 輥表面磨損極為嚴重。反擊式破碎機和錘式破碎機由于高速回轉，錘頭與打擊板與物料高速撞擊而產生強烈的磨損。上述傳統(tǒng)破碎機的共同缺點是 能耗高、處理能力低、 強烈的磨損、大而笨重的機體都限制 了大 型化的發(fā)展。從工藝性能上講，其最終產品粒度、形狀和粉末生成率都難以控制。 力分級破 碎機單機處理礦石能力比傳統(tǒng)破碎機高出 15 倍，占地面積僅為 1/2 1/5，設備高度僅為 1/3 1/7,可 更換的齒套和齒尖使磨損大大降低。這一系 列特點，使 力分級破 碎機顯示出眾多的優(yōu)越性。 碎機工藝性能比較 1、 產品粒度比較 以 4 齒式破碎機與 70 旋回破碎機， 1500 x 2100單襯板 鄂 式破碎機為例，當處理能力為 1000 t/h 時進行比較： 旋回破碎機 ： 當量排料口為 170大產品粒度為 265產品中+170 占 15 , 25級占 35； 鄂 式破碎機 ： 當量排料 口 為 300最大產品粒度為 500+1700， 25級含量占 40 ； 碎機 ： 最大產品粒度為 180+170級含量約占 5， 25級含量約占 18。 由此可見 ： 碎機過大顆粒比 上 述兩種破碎機分別少 10 和25 。過細粉末分別少 17 和 22。 2、 單產能耗比較 經計算 ，旋回破碎機單產能耗為 38t,鄂 式破碎機為 t,而碎機僅為 t( 750 型 )，與之比較 別比它們節(jié)能約40 和 65 。 3、 易損件利用率比較 旋回破碎機的定錐襯板和動錐襯板往往是在排料 時磨損劇烈，而報廢被磨部分的重量僅 為 易損件重量的 1 5 ，也就是說利用率僅為 1 5 。 鄂 式破碎機高度相對于旋回破碎機要低，故其易損件利用率高于旋回式，據(jù)統(tǒng)計約為 5 10。 而 碎機的齒牙、齒套均可更換，故其利用率達 50 以上。 力分級破碎機 的 應用和經濟效益淺析 力分級破碎機是 碎機的一種更新改造， 自第 一 臺碎機問世以來，至今已 2100 多臺機器在世界 60 多個國家得到應用。中國自 1991 年以來，已有 50 多臺破碎機分別應用于安太堡煤礦，大同煤礦， = 第 9 頁 盤江老屋礦和準格爾煤礦并得到用戶 好評。 用情況 (1) 金屬礦山 ： 破碎機在鈾礦、金礦和含金礬土礦、鎳礦、銅礦鉛鋅礦等金屬礦山都有大量的應用 ； (2) 煤礦 ： 煤礦是最大的用戶，約占總數(shù)的 50 ， 在中國主要集中在新建人型煤礦使用 ； (3) 石料 ： 碎石業(yè)更適合于使用 器，特別是移動式破碎機更適合于石料開采，在英國、澳大利亞都采用 胎車牽引全移動式破碎機 ； (4) 水泥工業(yè) ： 水泥廠采用 碎機很普 遍； (5) 非金屬礦 ： 破碎機對重質碳酸鈣、 粘土 礦、石膏礦等物料的破碎更適合，它不存 在堵塞給料口和 排 料口的問題 ； (6) 市政 工 程 ： 碎機還可以用來加工城市的廢料和垃圾以及各種難碎的物料如玻璃、舊輪胎等。 力分級破碎機 的 經濟效益淺析 破碎機的優(yōu)越性必然給破碎工廠設計、生產、管理和維護帶來積極有利的影響，帶來環(huán)保節(jié)能的效果，還可以帶來豐厚的經濟效益，特別表現(xiàn)在 ：廠房高度低、面積小 、輔助設備的簡化、 大 幅度降低基建費用、運轉維修費用、人工費用、易損件消耗和動力消耗費用 等方面， 給用戶帶來的經濟效益是 十 分顯著的。 目前 ， 國內礦山使用設備大多是傳統(tǒng)設備，引進一些新設備 、新理念，無疑會推動礦山工業(yè)的發(fā)展和粉體下業(yè)的發(fā)展。 碎機是一種新型環(huán)保節(jié)能高效破碎機，由于其工作原理突破了傳統(tǒng)破碎理論，帶來了系列綜合性能優(yōu)點，但 碎機造價較高，能不能加快國產化步伐，加大使用國 產零部件比 例，使更多的中國用戶能接受、 應用它，是一個值得探討的問題 。 2 力分級破碎機基本參數(shù)的確定 新型雙齒輥破碎機是國外近年出現(xiàn)的一種破碎設備 ,同其它類型的破碎機相比 ,具有重量輕、體積小、功耗低、生產率高、出料粒度均勻等諸多優(yōu)點 ,特別適用于露天礦的破碎站和公路建設碎石。目前國內對該 設備的需求量很大 ,由于引進價格昂貴 ,因此對其進行技術消化吸收便成為當前的緊迫任務。 碎機 的破碎及排料機理分析 強力分級雙齒輥 破碎機的主要工作部件為兩個平行安裝的齒輥 ,每個齒輥沿軸向布置一定數(shù)量的齒環(huán) ,通過齒輥的對轉實現(xiàn)對物料的破 碎 。其結構 如 = 第 10 頁 圖 1 所示： 齒對物料的作用過程可分為 3 個階段。在第 1 階段 ,旋轉運動中的輥齒遇到大塊物料 ,首先對它進行沖擊剪切作用 ,接著對它進行撕拉作用。如果碎塊能被輥齒咬入則進入第 2 階段破碎 ,否則輥齒沿物料表面強行滑過 ,靠輥齒的螺旋布置迫使物料翻轉 ,等待下一對齒的繼續(xù)作用。在 圖 1 中 ,這一階段為齒從 1置到 2置。第 2 階段從物料被咬入開始 ,到前一對齒脫離咬合終 止。在圖 1 中表現(xiàn)為齒從 2置運動到 3置的過程。這一階段兩齒包容的截面由大逐漸變到最小 ,然后再增大。粒度大的物料由于包容體積逐漸變小而被強行擠壓剪碎 ,破碎后的物料被擠出 ,從齒側間隙漏下。 前一對齒開始脫離嚙合時 ,破碎的物料大量下漏排出 ,個別粒度仍然偏大的物料被劈裂棒阻擋。當齒運動到劈裂棒附近時 ,與劈裂棒共同作用 ,將大塊物料劈碎并將其強行排出 ,這就是第 3 階段破碎。 至此 ,一對齒的破碎過程結束。每對齒環(huán)上有 多少齒 ,齒輥運行一周時同樣的過程就進行多少次 ,循環(huán)往復。 力分級破碎機 功率的確定及電動機的選型 破碎機 功率計算是破碎機設計中的關鍵環(huán)節(jié) ,它是選擇電 動 機的理論依據(jù) ,電 動 機選擇得適當與否 ,直接關系到后續(xù)設計的成敗。在過去的破碎機設計中 ,一般采用兩種方法確定功率 ,即經驗公式法和理論計算法。由于雙齒輥破碎機是一種新型設備 ,無經驗可循 ,因此提出如下的理論計算方法 。 目前有 4 種不同的理論計算方法可以確定單位生產量的功耗 ,即 ,和 ,其中 適用于細 = 第 11 頁 磨 ,適用于粗碎 ,介于二者之間 ,是對上述 3種方法的統(tǒng)一 ,其表達式為 估算一： 1 8 1 0 11080 估算二： 1085 式中： W 單位生產量的功耗， t； M 指數(shù)； E 占排料粒度 80%以上的部分的粒度尺寸 , m ; A 占給料粒度 80%以上的部分的粒度尺寸 , m ; i 取值范圍 由于 式中 i 的取值范圍過大稍有不當 ,將與實際情況相差甚遠。通過對 1250 雙齒輥破碎機功率的計算 ,根據(jù)繪制 N 線 (N =Q),初步得出對于雙齒輥破碎機 i 可取 式在估算中選擇 下述 方法是基于電機的功率應與單位時間的破碎物料的功耗相同的原則 ,即認為電 動 機的功率 應如下求得 : 估算一： 估算二： 式中： Q 設計要求的生產能力， t/h； F 電動機的功率， 破碎機的傳動效率。 通過以上分析，考慮到破碎機工作環(huán)境和過載系數(shù)的影響，選取 機，如 圖 2示： = 第 12 頁 沉孔 深 2 0Y B C 3 - 2 5 0 電 動 機 外 形 尺 寸 圖圖 2術特征： 1、 額定功率： 250 2、額定電壓： 1140V 3、額定電流： 162A 4、 額定轉速： 14755、額定頻率： 50 6、絕緣等級： H 7、 接線方式： Y 8、工作方式： 9、冷卻水壓： 0、進水溫度： 30 11、冷卻水量： 12、 質量： 1490 3、電纜密封圈內徑： 60碎機 基本參數(shù)的估算 初步確定破碎機輥齒的形狀及比例如 圖 2示 ，經有關資料結合設計要求，特制定以下估算方案： 梯形 估算法 L 輥軸有效長度 ， m； a 輥軸中心距 ， m； 輥齒大徑 ， m； R 輥軸半徑 ， m； h 輥齒高度 ， m； S 梯形面積 ， m； D 輥軸 直 徑 ， m； 梯形上底 ， m； 梯形下底 ， m； 梯形高度 ， m； 物料密度 ， t / 角速度 s； 梯形部分的面積： 2221 方案一： 假設齒輥軸的轉速 n 90輥軸的有效長度 L= = 第 13 頁 角速度 圖 2 設計要求的生產能力， t/h； V 兩齒輥中間處的線速度， m/s； 兩齒輥中間可通過物料的面積， 將 Q=1000 t/h 代入上式，得 齒輥軸的半徑 R=案 二：假設齒輥軸的轉速 n 120輥軸的有效長度 L=速度 0 023 6 0 03 6 0 0 221 將 Q=1000 t/h 代入上式，得 齒輥軸的半徑 R=慮到破碎機的結構形式、主動軸嵌套齒環(huán)、齒帽的結構、軸的材料選擇、剛度、加工工藝性等的影響，方案一比較合理。 = 第 14 頁 輥軸直徑 0 . 3 m 1 522 輥齒高度 3 兩齒輥之間的距離 輥齒大徑 6 入料口的寬度 輥軸中心距 碎機 基本參數(shù)的校核 與破巖力的評估 破碎機的工作對象是各種礦石 、 巖石和煤等 ，它 們的物理特性 、 節(jié)理構造千變萬化 ,所以只有以適 合該 類型破碎機的破碎理論為基礎 ,通過試驗臺試驗 以及 工業(yè)運行實踐而導出的經驗公式方是切實可行的 。隨 著人們生產實踐的不斷發(fā)展 ,會得出各種被破碎 物料 的修正系數(shù) ,經驗公式將給出更為精確的結果 。 式中 兩個齒輥中間可通過物料的面積， 驗公式中充滿系數(shù) 等于 由此確定 梯形估算法確實可行，方案 校核通過 。 減速器的傳動比 5 電動機的 額定 轉速， 電動機的額定功率 250則破碎輥的 估算 轉矩 2 2 5 5 破碎齒齒尖上的 估算 破巖力 2 5 5 022 1 下 表 給出了幾種物料 抗破巖力 的參考值 ： = 第 15 頁 巖石 中混煤 細煤 抗破巖力 1620此看出，破碎齒齒尖上的破巖力 P 大于被破碎物料的 抗破巖力 , 則滿足要求。 3 限矩型液力聯(lián)軸器的選擇 圖 3中 : 圈、 4. 油封、 限矩型液力偶合器是一種動力式液力傳動元件、 由于它效率高，結構簡單，能夠帶動負載平穩(wěn)起動，改善起動性能，提高起動能力；具有過載保護作用；能隔離扭振和沖擊；在多臺電機傳動鏈中均衡各電機的負荷；并減小電網的沖擊電流；所以在礦山機械、化學工業(yè)、冶金工業(yè)、食品、建筑、交通等部分得到了廣泛應用。 主要由主動部分和被動部分組成。主動部分包括后輔室、前半聯(lián) = 第 16 頁 軸節(jié)、后半連軸節(jié)、彈性塊、泵輪和外殼。從動部分主要包括軸和渦輪。主動部分與原動機聯(lián)接，被動部分與工作機聯(lián)接。 原動機的扭矩 通過 聯(lián)軸器 中的工作液體來傳遞，泵輪將原動機 的機械能轉變?yōu)楣ぷ饕后w的動能，渦輪又將工作液體的動能變?yōu)闄C械能 ， 通過輸出軸驅動負載 ， 泵輪和渦輪之間沒有機械聯(lián)系。 國家標準 型 號 輸入轉速 r/傳遞功率范圍 N （ 過載系數(shù) 效率 外形尺寸 最大輸入孔徑 及長度（ 最大輸出孔徑 及長度（ 充油量（ L ） 重量 （ D A 1500 200 695 490 100/210 115/210 185 4 傳動方案設計 確定傳動方案設計是設計傳動裝置的第一步，是設計各級傳動件和裝配圖的依據(jù)，因此應使所擬定的方案在技術上合理、先進、且經濟效益高。 傳動裝置方案設計的內容為：確定傳動類型，計算總傳動比和合理分配各級傳動比，計算裝置的運動和動力參數(shù)。 定傳動類型 二級圓錐圓柱齒輪減速器傳動簡圖如圖 4示 ： 圖 4輪傳動機構的性能及使 用范圍 = 第 17 頁 功率（常用值） /最大 50000 單級傳動比 常用值 圓柱 3 5 圓錐 2 3 最大值 8 5 許用的線速度 /（ m/s） 6 級精度直齒 v 18m/s，非直齒 36m/s 外廓尺寸 小 傳動精度 高 工作平穩(wěn)性 一般 自鎖能力 無 過載保護作用 無 使用壽命 長 緩沖吸振能力 差 要求制造及安裝精度 高 要求潤滑條件 高 對環(huán)境適應性 一般 圓錐齒輪傳動布置在傳動裝置的高速級，以減小圓錐齒輪的尺寸。因為大模數(shù)的圓錐齒輪需要大型機床切齒，對一般制造工廠難于實現(xiàn)。若圓錐 齒輪的速度過高，其精度也要相應地提高。此時還需要考慮能否制造及經濟性等問題。 傳動比和合理分配各級傳動比 電動機選定后，根據(jù)電動機的滿載轉速可求得傳動裝置的總傳動比為 量、潤滑、成本等方面，主要考慮如下幾點： 各級傳動比不應超過其傳動比的最大值，應盡量在推薦范圍內選取。 使減 速器中各大齒輪的浸油深度大致相等，以利實現(xiàn)浸油潤滑。 所設計的傳動裝置具有較小的外廓尺寸。 1、 圓錐齒輪傳動比可取為 2、 圓柱齒輪傳動比為： 12 傳動比誤差確定 %6 u = 第 18 頁 在誤差限制范圍 )%53( 內。 動裝置的運動和動力參數(shù) 1 軸 4751 2 軸 rp 1475112 3 軸 rp 04 9223 圖 4械傳動和摩擦副的效率概略值 種類 效率 很好跑合的 6 級精度和 7 級精度圓柱齒輪傳動 (油潤滑）c好跑合的 6 級精度和 7 級精度圓錐齒輪傳動 (油潤滑） z 片 聯(lián)軸器m子軸承（稀油潤滑）g = 第 19 頁 液力聯(lián)軸器l各軸的輸入功率 1 軸 2 軸 512 3 軸 電動機的輸出轉矩 1 81 4 7 52 5 09 5 5 09 5 5 01 軸 2 軸 3 2 2112 3 軸 0 3 3 5223 5 膜片聯(lián)軸器的選型 膜片聯(lián)軸器 （ 9147 2000） 采用一種 厚度很薄的彈簧片，制成各種形狀，用螺栓分別與主從動軸上的兩半聯(lián)軸器聯(lián)接，其彈性元件為若干多邊形的膜片，在膜片的圓周上有若干螺栓孔，為了獲得相對位移，常采用中間軸，其兩端各有一組膜片組成兩個膜片聯(lián)軸器，分別與主從動軸聯(lián)接。 膜片的材料一般要求具有高的強度極限和疲勞強度，而且要有良好的加工性能，耐腐蝕性和耐熱 性，目前主要用 11不銹鋼和 40高強度合金鋼制成。 彈性聯(lián)軸器結構比較簡單，彈性元件的聯(lián)接沒有間隙，一般不需潤滑，維護方便，平衡容易，重量輕，無噪聲，對環(huán)境適應性強，可靠性高，承載大，效率高，適用壽命長但扭矩彈性較低，緩沖減振性能差，主要用于載荷比較平穩(wěn)的中、高速轉動軸系，能補償兩軸相對位移，耐酸、耐腐蝕，允許工作溫度達 200的場合。對于高速運轉的聯(lián)軸器，為防止膜片間發(fā)生為微動磨損，可在膜片之間涂以二硫化鉬等固體潤滑劑或對膜片表面做減磨涂層處理。 易平衡， 不需潤滑，對環(huán)境的適應性強，且結構簡單，裝拆方便，工作可靠，無噪聲，有一定的補償性能和緩沖性能，主要用于載荷較為平穩(wěn)的中、高速傳動，可部分代替齒式聯(lián)軸器。 = 第 20 頁 膜片聯(lián)軸器的計算與膜片的結構型式有關，同時也與兩軸的相對位移情況有關， 聯(lián)軸器的計算轉矩 c 4 6 0 3590 11 式中 K 工作情況系數(shù)， 1K 考慮角位移對傳遞轉矩的影響系數(shù) 據(jù)此選擇膜片聯(lián)軸器 基本外形 為 圖 5號為 稱轉矩 40000瞬時最大轉矩 56000m a L=200 齒輪傳動的設計與校核 當齒輪工作于封閉的箱體之內時，稱為閉式齒輪傳動。閉式齒輪傳動具有潤滑與防護條件好的優(yōu)點，多用于中、高速和較重要的場合；當齒輪齒面的硬度大于 350，稱為硬齒面齒輪。將齒輪的精度分為 12個精度等級，1 級精度最高， 12 級精度最低，常用的多為 5 9 級精度。齒輪材料及熱處理如下： 1、鍛鋼 鍛鋼是制造齒輪最常用的材料， 一對齒輪在嚙合過程中，小齒輪的齒面硬度通常高于大齒輪的齒面硬度，其高出值約為 50，硬齒面齒輪一般無硬度差。較重要場合可選用硬齒面齒輪，一般硬齒面齒輪常用中碳鋼或中碳合金鋼制作，如 45、 4035類齒輪一般進行表面淬火處理，齒面硬度可達 55，因表面淬火后輪齒變形不大 ，可以不磨齒，常用于中、高速傳動。當高速、重載及沖擊載荷較大時，硬齒面齒輪常用的材料為 20、 2020低碳鋼和低碳合金鋼，采用滲碳淬火 = 第 21 頁 處理，齒面硬度可達 62，而芯部具有良好韌性。 但滲碳淬火后變形較大，需要進行磨齒等精加工，價格較貴。 2、 鑄鋼 當齒輪尺寸較大（直徑大于 400 500結 構較復雜時，因輪坯不易鍛造，可采用鑄鋼。鑄鋼的強度和耐磨性較好， 但鑄鋼鑄造性較差，鑄鋼輪坯在切削加工前要進行正火處理，以消除鑄造中產生的內應力。 減速器國外資料介紹，減速器能力應提高 8倍，從國內運行實踐來看，找不出提高 8倍的理由。眾所周知，閉式傳動的主要破壞形式是齒面疲勞，在齒面疲勞計算通過的情況下，齒彎曲破壞強度是非常富余的，常規(guī)不進行齒彎曲強度校核。由于在過鐵情況發(fā)生時，齒輥和減速器轉動件 的轉動慣量較大，適當提高減速器能力是適宜的。對設計的破碎機選用的減速器進行一次齒抗彎強度校核，這 對 選用減速器時提高一個檔次是有益的。雙齒輥破碎機上用的傳動齒輪，均應采用硬齒面。 齒輪傳動的幾何尺寸數(shù)據(jù)，應分別根據(jù)情況進行標準化、圓整或求出精確數(shù)值。例如，模數(shù)必須標準化，中心距、齒寬應圓整，嚙合幾何尺寸（節(jié)圓、分度圓、齒頂圓直徑和螺旋角等必須精確到小數(shù)點后 2至 3位，角度應精確到“秒 ” 。 直齒圓柱齒輪傳動為滿足中心距為整數(shù)，可改變模數(shù)和齒數(shù)或采用角度變位。對于斜齒輪傳動，可調整螺旋角 使中心距為整數(shù)。 圓錐齒輪的錐距 模數(shù)和齒數(shù)精確計算到小數(shù)點后三位數(shù)，分度圓錐角 的數(shù)值精確到“秒”，齒寬系數(shù) R 不能取大。 齒輪傳動是機械傳動中最重要的、也是應用最為廣泛的一種傳動型式。齒輪傳動的主要優(yōu)點是： （ 1）工作可靠、壽命較長； （ 2）傳動比穩(wěn)定、傳動效率高； （ 3）可實現(xiàn)平行軸、任意角相交軸、任意角交錯軸之間的傳動； （ 4）適用的功率和速度范圍廣。 齒的失效形式 輪齒的 主要失效形式有以下 5種： 齒折斷 齒輪工作時；若輪齒危險剖面的應力超過材料所允許的極限值，輪齒將發(fā)生折斷。 = 第 22 頁 輪齒的折斷有兩種情況，一種是因短時意外的嚴重過載或受到沖擊載荷時突然折斷，稱為過載折斷；另一種是由于循環(huán)變化的彎曲應力的反復作用而引起的疲勞折斷。輪齒折斷一般發(fā)生在輪齒根部。 面點蝕 在潤滑良好的閉式齒輪傳動中，當齒輪工作 了一定時間后，在輪齒工作表面上會產生一些細小的凹坑，稱為點蝕 。 點蝕的產生主要是由于輪齒嚙合時，齒面的接觸應力按脈動循環(huán)變化，在這種脈動循環(huán)變化接觸應力的多次重復作用下，由于疲勞，在輪齒表面層會產生疲勞裂紋，裂紋的擴展使金屬微粒剝落下來而形成疲勞點蝕。通常疲勞點蝕首先發(fā)生在節(jié)線附近的齒根表面處。點蝕使齒面有效承載面積減小，點蝕的擴展將會嚴重損壞齒廓表面，引起沖擊和噪音，造成傳動的不平穩(wěn)。齒面抗點蝕能力主要與齒面硬度有關，齒面硬度越高，抗點蝕能力越強。點蝕是閉式軟齒面（ 350）齒輪傳動的主要失效形式。 而對于開式齒輪傳動， 由于齒面磨損速度較快，即使輪齒表層產生疲勞裂紋，但還未擴展到金屬剝落時，表面層就已被磨掉，因而一般看不到點蝕現(xiàn)象。 面膠合 = 第 23 頁 在高速重載傳動中，由于齒面嚙合區(qū)的壓力很大，潤滑油膜因溫度升高容易破裂，造成齒面金屬直接接觸，其接觸區(qū)產生瞬時高溫，致使兩輪齒表面焊粘在一起，當兩齒面相對運動時， 較軟的齒面金屬被撕下，在輪齒工作表面形成與滑動方 = 第 1 頁 目 錄 一般設計部分 1 緒論 1 力分級破碎機的使用范圍與優(yōu)點 1 力分級破碎機的結構特點 1 力分級破碎機與傳統(tǒng)破碎機的比較 3 碎理論 3 碎機工藝性能比較 4 力分級破碎機的應用 和經濟效益淺析 5 碎機的應用情況 5 力分級破碎機的經濟效益淺析 5 2 力分級破碎機基本參數(shù)的確定 5 碎機的破碎及排料機理分析 6 力分級破碎機功率的確定及電動機的選型 6 碎機基本參數(shù)的估算 8 碎機基本參數(shù)的校核與破巖力的評估 10 本參數(shù)的校核 10 巖力的評估 10 3 限矩型液力聯(lián)軸器的選擇 11 4 傳動方案設計 12 定傳動類型 12 傳動比和合理分配各級傳動比 13 動裝置的運動和動力參數(shù) 14 5 膜片聯(lián)軸器的選型 15 6 齒輪傳動的設計與校核 16 齒的失效形式 17 位齒輪簡介 19 輪設計準則 21 21 22 弧齒錐齒輪正交傳動的幾何計算 24 26 變位斜齒輪傳動主要尺寸的確定 29 變位齒輪齒輪主要尺寸的初步確定 30 變位斜齒輪外嚙合傳動的幾何計算 31 = 第 2 頁 變位斜齒輪接觸強度校核 32 輪結構形式的確定 34 齒輪結構形式 34 變位斜齒輪結構形式 34 7 傳動軸的結構設計與校核 35 入軸的結構設計 36 定軸的最小直徑 36 軸向定位要求確定各軸段直徑和長度 37 上零件的軸向定位及軸上圓角和倒角的尺寸 38 間軸的結構設計 39 定軸的最小直徑 39 軸向定位要求確定各軸段直徑和長度 39 上零件的軸向定位及軸上圓角和倒角的尺寸 40 出軸的結構設計 40 定軸的最小直徑 40 定位要求確定各軸段直徑和長度 41 動軸的彎扭合成強度計算與疲勞強度校核 43 動軸的受力分析 43 的彎扭合成強度校核 44 確校核軸的疲勞強度 50 8 軸承與鍵的校核 52 列圓錐滾子軸承的壽命校核 52 B 型平鍵的強度校核 53 開線型花鍵的強度校核 54 9 箱體及附件的設計 55 10 步斜齒輪設計與校核 56 齒輪傳動主要尺寸的確定 56 步斜齒輪的疲勞強度校核 58 齒輪的疲勞強度結構形式設計 59 11 主動部分傳動設計與校核 60 12 產能力精確校核及注意事項 67 型雙齒輥破碎機生產能力計算方法的推導 67 產能力校核 70 意事項 70 動機整定、保護及啟動 70 力聯(lián)軸器注油量的確定 71 封及潤滑設計 71 = 第 3 頁 專題設計部分 1 液力聯(lián)軸器概述 72 2 液力聯(lián)軸器的工作原理 73 3 液力聯(lián)軸器的工作液體 74 本要求 74 用油的種類 75 4 液力聯(lián)軸器的工作特性 75 量矩方程式 75 率特性 78 特性 79 因次特性 81 5 液力聯(lián)軸器的分類 83 通型液力聯(lián)軸器 83 矩型液力聯(lián)軸器 84 速型液力聯(lián)軸器 85 6 碎機液力聯(lián)軸器的選型 87 參考文獻 90 致謝 95 摘 要 本設計在分析 齒輥破碎機破碎機理的基礎上，針對其機構特點，利用梯形法推導出計算該種破碎機基本參數(shù)的估算公式。 力分級破碎機是在吸收大量國內外先進技術的基礎上，設計開發(fā)的一種新型、高效、技術先進的強力破碎機，目前已達到國際先進水平，可作為進口同類產品的替代產品。獨特新穎的結構和設計方式，使其具有破碎強度高、產能大、能耗低、過載保護靈敏可靠、破碎產品粒度穩(wěn)定等優(yōu)點，而且維修拆裝方便快捷，易損件壽命大大延長。另外，完善的自動化供油系 統(tǒng)、自動化過載保護系統(tǒng)的使用，使本機軸承的使用壽命比以前提高了近一倍，清堵和防堵能力大為提高，降低了維修工人的維修勞動強度，處處體現(xiàn)了以人為本的設計理念；設計獨特的專用減速器和 步齒輪箱，不但減小了外型尺寸，而且使破碎機穩(wěn)定性能得到提高。 = 第 4 頁 關鍵詞： 破碎機； 生產能力 ； 減速器； 同步； 液力聯(lián)軸器 at in a in of of a to a to is in at of a of s be of it up is to up to to to an of of 00%, up of up in to to a to PU of up an = 第 5 頁 1 緒論 力分級破碎機 的使用范圍與優(yōu)點 力分級破碎機 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，其入料粒度最大可達 630料粒度最小可達 80對抗壓強度 160物料進行破碎。 力分級 破碎機可用來破碎露天礦表層巖石、煤炭、石灰石、粘土礦石、鐵礦石、金礦石、鈾礦石、 鎳礦 石、鋁礬土礦石、滑石、石膏、焦炭、玻璃等。 煤炭工業(yè)所占比例最大，約占 50 ，金屬礦約占 12 ，石灰石礦約占 14 ，非金屬礦約占 9 ，石料工業(yè)約占 6 ，化工原料約占 4 。 在煤炭行業(yè)，使用本機破碎原煤只要經過除鐵、除雜，無須揀矸，便可直接進行破碎 。 破碎出的 物料，粒度均勻，過 粉 碎率低，從而簡化了選煤工藝，降低了投資和生產成本。 力分級 破碎機的優(yōu)點： 1、 過粉碎率低 由于采取剪切原理，破碎后合格物料 (包括入料中已含有的合格物料 )沿著螺旋腔直接排出，避免 了 物料在破碎腔中相互摻雜、擠 壓、研磨等缺陷 ，所以物料不易過粉碎。 2、 能嚴格保證破碎產品粒度 由于 輥齒 是采用螺旋方式分布在輪軸上， 輥齒 的結構尺寸是按產品的粒度優(yōu)化設計的，破碎后的物料在螺旋腔內 被強制排出，不再受剪切作用，因此該破碎機能較好的控制物料的粒度 。 3、 有破碎和分級雙重作用 該破碎機除破碎限定粒度以上的物料外，對入料中的合格物料可以使其通過兩 輥齒 之間以及 輥齒 與側壁 襯 板間的間隙，進入螺旋腔內，然后排出 機外 ，因此具有破碎和篩分雙重功效。 力分級破碎機 的 結構特點 力分級破碎機 采用單電動機拖動，二級 弧齒錐齒 輪 斜齒圓柱齒輪 減速 器減速， 兩 齒 輥 軸 用 斜齒圓柱 齒輪傳動，噪聲 小，抗磨損能力強 。力分級 破碎機由以下 幾部分組成 ： 原動機、傳動機構、減速裝置、主機、保險裝置等。 1、 原動機 ： 原動機采用電動機 拖動， 增加了破碎機的使用范圍。對遠離供電線路或經常更換工作場地的用戶來說，極其方便。 2、 傳動機構 ： 采用 力 聯(lián)軸 器傳動，可以使原動機的工作更加平 = 第 6 頁 穩(wěn)且具有過載保護作用。 3、 減速裝置 ： 力分級破碎機 配有專用的減速 器 ，能夠傳送強大的動力，同時又有足夠長的壽命，設計壽命為 2 萬小時。該減速器 結構緊湊，安裝方便，直接用螺栓 固定在底座上。電動機和減速器 通過 罩在液力聯(lián)軸 器外面的金屬殼聯(lián)接 ， 形成 了 一 個有機的整體。 4、 保險裝置 ： 除了液力 聯(lián)軸 器， 力分級破碎機 還在 齒 輥軸的末端安裝了低速傳感器，來保護電動機和主機。當破碎機中進入難以破碎的物料使破碎機悶車時，傳感器會發(fā)出脈沖信號，經過轉換器轉換成電信號，使電動機停車，避免損壞主機和電動機。傳感器體積小，重量輕，動作靈敏度高。是老式的彈簧裝置所無法比擬的。 5、 主機 ： 力分級破碎機 的主機，設計先進，工藝性好，互換性強。 箱體 力分級破碎機 的主機采用箱形結構，機架用鋼板焊接而成， 整體式采用單電機拖動，齒輥軸的中心距固定 ，兩個 齒輥軸 之間用兩個參數(shù)相同，精確制造的齒輪聯(lián)接。 破碎機構 主機箱體內就是破碎機的核心部分， 分為粗破碎輥和第二段破碎輥： 粗破碎輥由軸、齒環(huán)、 齒套和 鍵組成。軸按照同系列最大傳遞功率確定直徑 ； 齒環(huán)數(shù)由 生產能力和箱體布置面積 確定 ；齒環(huán)上的齒套 做成嵌套式。齒套又分為標準型和重型兩種，適用于不同物料。 輥 齒磨損 后可用耐磨焊條補焊或更換齒套修復 。 第二段破碎輥由 齒板、 齒板架、 砧 板、 弓形 板和調整螺 栓組成， 而齒板架和齒板與老式破碎機 的結構截然不同，在強度和穩(wěn)定性上大大加強。 老式破碎機每塊齒板用四個螺栓固定在齒板架上，工作時作用在輥子上的力矩，全部作用于四個螺栓。這種結構不能承受大的工作力，而且易產生松動和螺栓剪斷現(xiàn)象。 力分級破碎機 則采用全新的結構形式，克服了老式破碎機的缺點。其弓形齒板上有一半圓弧與齒板架配合，由其來承擔上作壓力。這種結構穩(wěn)定牢固，強度高，能承受強大的工作力，所以破碎機能夠破碎堅硬的巖礦物料，而老式破碎機只能破碎易破碎的脆性物料。另外 ，力分級破碎機 的齒環(huán) 、齒套、齒板都是由 專門研制的耐磨材料制造，也為破碎機強大的工作能力提供了物質基礎。 輔助裝置 輥破碎機的主機內還增加了兩種輔助裝置。其一是齒梳，安裝 = 第 7 頁 在箱體的兩側，能夠剔掉夾在齒間或粘在齒間的物料，使破碎機不會因夾料堵塞，降低工作效率。 其二是在箱體的下部， 可根據(jù)破碎要求，增加或減少砧板，以調整出料粒度大小。 排料裝置 齒板、齒梳、砧板之間的間隙，形成了動態(tài)篩分機構。進入破碎腔的物料中所含有的合格粒級的物料迅速從間隙排出，而大塊物料被旋轉的齒對咬住，受沖擊剪切和沖擊拉伸而破碎，這種 結構提高了破碎機的工作效率和處理能力。 力分級破碎機與傳統(tǒng)破碎機的比較 碎理論 對礦物的破碎，長久以來人們的思想是這樣一 種概念 ： 即通過對物料施加壓力使物料產生變形。當這變形所吸收的能量足以克服物料原子間的結合力時便產生原子間的位 移，微觀上稱為晶格位移，在宏觀上表現(xiàn)為裂碎，從而達到破碎物料的目 的。在有目的地破碎物料的歷史過程中人們陸續(xù)開發(fā)出各種各樣的機械破碎設備裝置、如 鄂 式破碎機、旋回式破碎機、反擊式破碎和錘式破碎機，至今還沿用著這些傳統(tǒng)的破碎設備。破碎的基礎理論并未 發(fā)生變化。 隨著人們對材料性能研究的不斷深人以及測試試驗手段的不斷完善，逐步建立了現(xiàn)代材料力學科學，人們對材料性質和性能的認識發(fā)生了很大的變 化。利 用 現(xiàn)代測試技術對巖石進行力學分析，人們發(fā)現(xiàn)巖石承受壓力破壞的能力遠遠大于其承受剪切力破壞的能力。經測試，巖石的極限壓應力是極限 剪應力的 6 10 倍，是極限拉應力的 2 4 倍。長期以來人們破碎巖石采用擠壓 方 法，很少采用更為合理的 拉伸、剪切 等 方 法，而 力分級破碎機 是基于巖石的剪切破壞原理而設計的，也就是說通過給巖石施加一個剪切力使巖石承受剪切力和由剪 切力產生的彎曲扭矩從而使巖石被剪斷或折斷。另一種重要的原因是大部分巖石本身存在 晶 格缺陷和紋理缺陷，使得當巖石在承受剪切力時極易沿缺陷 、 紋理、節(jié) 面 等方向斷裂 。 力分級 破碎機在破碎理 論上的 突破、使其在性能上表現(xiàn)出很大的優(yōu)勢。 傳統(tǒng)破碎機如旋回破碎機和鄂式破碎機是靠工作部件運動時施加于被破碎物料上的沖擊壓力實現(xiàn)破碎的。反擊式破碎機和錘式破碎機是靠兩個直徑 很大的棍子對物料的擠壓和碾磨作用而工作。其中旋回破碎機和 鄂 式破碎機工作時必須對物料施加非常大的破碎力，因而機器笨重，效率較低，能耗較高。對輥破碎 機是不能用于粗碎和第二段破碎作業(yè)的，因其咬合礦石能力受 = 第 8 頁 限制，多用于細碎，產量低、 齒 輥表面磨損極為嚴重。反擊式破碎機和錘式破碎機由于高速回轉，錘頭與打擊板與物料高速撞擊而產生強烈的磨損。上述傳統(tǒng)破碎機的共同缺點是 能耗高、處理能力低、 強烈的磨損、大而笨重的機體都限制 了大 型化的發(fā)展。從工藝性能上講，其最終產品粒度、形狀和粉末生成率都難以控制。 力分級破 碎機單機處理礦石能力比傳統(tǒng)破碎機高出 15 倍，占地面積僅為 1/2 1/5，設備高度僅為 1/3 1/7,可 更換的齒套和齒尖使磨損大大降低。這一系 列特點，使 力分級破 碎機顯示出眾多的優(yōu)越性。 碎機工藝性能比較 1、 產品粒度比較 以 4 齒式破碎機與 70 旋回破碎機， 1500 x 2100單襯板 鄂 式破碎機為例，當處理能力為 1000 t/h 時進行比較： 旋回破碎機 ： 當量排料口為 170大產品粒度為 265產品中+170 占 15 , 25級占 35； 鄂 式破碎機 ： 當量排料 口 為 300最大產品粒度為 500+1700， 25級含量占 40 ； 碎機 ： 最大產品粒度為 180+170級含量約占 5， 25級含量約占 18。 由此可見 ： 碎機過大顆粒比 上 述兩種破碎機分別少 10 和25 。過細粉末分別少 17 和 22。 2、 單產能耗比較 經計算 ，旋回破碎機單產能耗為 38t,鄂 式破碎機為 t,而碎機僅為 t( 750 型 )，與之比較 別比它們節(jié)能約40 和 65 。 3、 易損件利用率比較 旋回破碎機的定錐襯板和動錐襯板往往是在排料 時磨損劇烈，而報廢被磨部分的重量僅 為 易損件重量的 1 5 ，也就是說利用率僅為 1 5 。 鄂 式破碎機高度相對于旋回破碎機要低，故其易損件利用率高于旋回式，據(jù)統(tǒng)計約為 5 10。 而 碎機的齒牙、齒套均可更換，故其利用率達 50 以上。 力分級破碎機 的 應用和經濟效益淺析 力分級破碎機是 碎機的一種更新改造， 自第 一 臺碎機問世以來，至今已 2100 多臺機器在世界 60 多個國家得到應用。中國自 1991 年以來，已有 50 多臺破碎機分別應用于安太堡煤礦，大同煤礦， = 第 9 頁 盤江老屋礦和準格爾煤礦并得到用戶 好評。 用情況 (1) 金屬礦山 ： 破碎機在鈾礦、金礦和含金礬土礦、鎳礦、銅礦鉛鋅礦等金屬礦山都有大量的應用 ； (2) 煤礦 ： 煤礦是最大的用戶，約占總數(shù)的 50 ， 在中國主要集中在新建人型煤礦使用 ； (3) 石料 ： 碎石業(yè)更適合于使用 器，特別是移動式破碎機更適合于石料開采，在英國、澳大利亞都采用 胎車牽引全移動式破碎機 ； (4) 水泥工業(yè) ： 水泥廠采用 碎機很普 遍； (5) 非金屬礦 ： 破碎機對重質碳酸鈣、 粘土 礦、石膏礦等物料的破碎更適合，它不存 在堵塞給料口和 排 料口的問題 ； (6) 市政 工 程 ： 碎機還可以用來加工城市的廢料和垃圾以及各種難碎的物料如玻璃、舊輪胎等。 力分級破碎機 的 經濟效益淺析 破碎機的優(yōu)越性必然給破碎工廠設計、生產、管理和維護帶來積極有利的影響，帶來環(huán)保節(jié)能的效果，還可以帶來豐厚的經濟效益，特別表現(xiàn)在 ：廠房高度低、面積小 、輔助設備的簡化、 大 幅度降低基建費用、運轉維修費用、人工費用、易損件消耗和動力消耗費用 等方面， 給用戶帶來的經濟效益是 十 分顯著的。 目前 ， 國內礦山使用設備大多是傳統(tǒng)設備，引進一些新設備 、新理念，無疑會推動礦山工業(yè)的發(fā)展和粉體下業(yè)的發(fā)展。 碎機是一種新型環(huán)保節(jié)能高效破碎機，由于其工作原理突破了傳統(tǒng)破碎理論，帶來了系列綜合性能優(yōu)點，但 碎機造價較高，能不能加快國產化步伐，加大使用國 產零部件比 例，使更多的中國用戶能接受、 應用它，是一個值得探討的問題 。 2 力分級破碎機基本參數(shù)的確定 新型雙齒輥破碎機是國外近年出現(xiàn)的一種破碎設備 ,同其它類型的破碎機相比 ,具有重量輕、體積小、功耗低、生產率高、出料粒度均勻等諸多優(yōu)點 ,特別適用于露天礦的破碎站和公路建設碎石。目前國內對該 設備的需求量很大 ,由于引進價格昂貴 ,因此對其進行技術消化吸收便成為當前的緊迫任務。 碎機 的破碎及排料機理分析 強力分級雙齒輥 破碎機的主要工作部件為兩個平行安裝的齒輥 ,每個齒輥沿軸向布置一定數(shù)量的齒環(huán) ,通過齒輥的對轉實現(xiàn)對物料的破 碎 。其結構 如 = 第 10 頁 圖 1 所示： 齒對物料的作用過程可分為 3 個階段。在第 1 階段 ,旋轉運動中的輥齒遇到大塊物料 ,首先對它進行沖擊剪切作用 ,接著對它進行撕拉作用。如果碎塊能被輥齒咬入則進入第 2 階段破碎 ,否則輥齒沿物料表面強行滑過 ,靠輥齒的螺旋布置迫使物料翻轉 ,等待下一對齒的繼續(xù)作用。在 圖 1 中 ,這一階段為齒從 1置到 2置。第 2 階段從物料被咬入開始 ,到前一對齒脫離咬合終 止。在圖 1 中表現(xiàn)為齒從 2置運動到 3置的過程。這一階段兩齒包容的截面由大逐漸變到最小 ,然后再增大。粒度大的物料由于包容體積逐漸變小而被強行擠壓剪碎 ,破碎后的物料被擠出 ,從齒側間隙漏下。 前一對齒開始脫離嚙合時 ,破碎的物料大量下漏排出 ,個別粒度仍然偏大的物料被劈裂棒阻擋。當齒運動到劈裂棒附近時 ,與劈裂棒共同作用 ,將大塊物料劈碎并將其強行排出 ,這就是第 3 階段破碎。 至此 ,一對齒的破碎過程結束。每對齒環(huán)上有 多少齒 ,齒輥運行一周時同樣的過程就進行多少次 ,循環(huán)往復。 力分級破碎機 功率的確定及電動機的選型 破碎機 功率計算是破碎機設計中的關鍵環(huán)節(jié) ,它是選擇電 動 機的理論依據(jù) ,電 動 機選擇得適當與否 ,直接關系到后續(xù)設計的成敗。在過去的破碎機設計中 ,一般采用兩種方法確定功率 ,即經驗公式法和理論計算法。由于雙齒輥破碎機是一種新型設備 ,無經驗可循 ,因此提出如下的理論計算方法 。 目前有 4 種不同的理論計算方法可以確定單位生產量的功耗 ,即 ,和 ,其中 適用于細 = 第 11 頁 磨 ,適用于粗碎 ,介于二者之間 ,是對上述 3種方法的統(tǒng)一 ,其表達式為 估算一： 1 8 1 0 11080 估算二： 1085 式中： W 單位生產量的功耗， t； M 指數(shù)； E 占排料粒度 80%以上的部分的粒度尺寸 , m ; A 占給料粒度 80%以上的部分的粒度尺寸 , m ; i 取值范圍 由于 式中 i 的取值范圍過大稍有不當 ,將與實際情況相差甚遠。通過對 1250 雙齒輥破碎機功率的計算 ,根據(jù)繪制 N 線 (N =Q),初步得出對于雙齒輥破碎機 i 可取 式在估算中選擇 下述 方法是基于電機的功率應與單位時間的破碎物料的功耗相同的原則 ,即認為電 動 機的功率 應如下求得 : 估算一： 估算二： 式中： Q 設計要求的生產能力， t/h； F 電動機的功率， 破碎機的傳動效率。 通過以上分析，考慮到破碎機工作環(huán)境和過載系數(shù)的影響，選取 機，如 圖 2示： = 第 12 頁 沉孔 深 2 0Y B C 3 - 2 5 0 電 動 機 外 形 尺 寸 圖圖 2術特征： 1、 額定功率： 250 2、額定電壓： 1140V 3、額定電流： 162A 4、 額定轉速： 14755、額定頻率： 50 6、絕緣等級： H 7、 接線方式： Y 8、工作方式： 9、冷卻水壓： 0、進水溫度： 30 11、冷卻水量： 12、 質量： 1490 3、電纜密封圈內徑： 60碎機 基本參數(shù)的估算 初步確定破碎機輥齒的形狀及比例如 圖 2示 ，經有關資料結合設計要求，特制定以下估算方案： 梯形 估算法 L 輥軸有效長度 ， m； a 輥軸中心距 ， m； 輥齒大徑 ， m； R 輥軸半徑 ， m； h 輥齒高度 ， m； S 梯形面積 ， m； D 輥軸 直 徑 ， m； 梯形上底 ， m； 梯形下底 ， m； 梯形高度 ， m； 物料密度 ， t / 角速度 s； 梯形部分的面積： 2221 方案一： 假設齒輥軸的轉速 n 90輥軸的有效長度 L= = 第 13 頁 角速度 圖 2 設計要求的生產能力， t/h； V 兩齒輥中間處的線速度， m/s； 兩齒輥中間可通過物料的面積， 將 Q=1000 t/h 代入上式，得 齒輥軸的半徑 R=案 二：假設齒輥軸的轉速 n 120輥軸的有效長度 L=速度 0 023 6 0 03 6 0 0 221 將 Q=1000 t/h 代入上式，得 齒輥軸的半徑 R=慮到破碎機的結構形式、主動軸嵌套齒環(huán)、齒帽的結構、軸的材料選擇、剛度、加工工藝性等的影響，方案一比較合理。 = 第 14 頁 輥軸直徑 0 . 3 m 1 522 輥齒高度 3 兩齒輥之間的距離 輥齒大徑 6 入料口的寬度 輥軸中心距 碎機 基本參數(shù)的校核 與破巖力的評估 破碎機的工作對象是各種礦石 、 巖石和煤等 ，它 們的物理特性 、 節(jié)理構造千變萬化 ,所以只有以適 合該 類型破碎機的破碎理論為基礎 ,通過試驗臺試驗 以及 工業(yè)運行實踐而導出的經驗公式方是切實可行的 。隨 著人們生產實踐的不斷發(fā)展 ,會得出各種被破碎 物料 的修正系數(shù) ,經驗公式將給出更為精確的結果 。 式中 兩個齒輥中間可通過物料的面積， 驗公式中充滿系數(shù) 等于 由此確定 梯形估算法確實可行，方案 校核通過 。 減速器的傳動比 5 電動機的 額定 轉速， 電動機的額定功率 250則破碎輥的 估算 轉矩 2 2 5 5 破碎齒齒尖上的 估算 破巖力 2 5 5 022 1 下 表 給出了幾種物料 抗破巖力 的參考值 ： = 第 15 頁 巖石 中混煤 細煤 抗破巖力 1620此看出，破碎齒齒尖上的破巖力 P 大于被破碎物料的 抗破巖力 , 則滿足要求。 3 限矩型液力聯(lián)軸器的選擇 圖 3中 : 圈、 4. 油封、 限矩型液力偶合器是一種動力式液力傳動元件、 由于它效率高，結構簡單，能夠帶動負載平穩(wěn)起動，改善起動性能，提高起動能力；具有過載保護作用；能隔離扭振和沖擊；在多臺電機傳動鏈中均衡各電機的負荷；并減小電網的沖擊電流；所以在礦山機械、化學工業(yè)、冶金工業(yè)、食品、建筑、交通等部分得到了廣泛應用。 主要由主動部分和被動部分組成。主動部分包括后輔室、前半聯(lián) = 第 16 頁 軸節(jié)、后半連軸節(jié)、彈性塊、泵輪和外殼。從動部分主要包括軸和渦輪。主動部分與原動機聯(lián)接，被動部分與工作機聯(lián)接。 原動機的扭矩 通過 聯(lián)軸器 中的工作液體來傳遞，泵輪將原動機 的機械能轉變?yōu)楣ぷ饕后w的動能，渦輪又將工作液體的動能變?yōu)闄C械能 ， 通過輸出軸驅動負載 ， 泵輪和渦輪之間沒有機械聯(lián)系。 國家標準 型 號 輸入轉速 r/傳遞功率范圍 N （ 過載系數(shù) 效率 外形尺寸 最大輸入孔徑 及長度（ 最大輸出孔徑 及長度（ 充油量（ L ） 重量 （ D A 1500 200 695 490 100/210 115/210 185 4 傳動方案設計 確定傳動方案設計是設計傳動裝置的第一步，是設計各級傳動件和裝配圖的依據(jù)，因此應使所擬定的方案在技術上合理、先進、且經濟效益高。 傳動裝置方案設計的內容為：確定傳動類型，計算總傳動比和合理分配各級傳動比，計算裝置的運動和動力參數(shù)。 定傳動類型 二級圓錐圓柱齒輪減速器傳動簡圖如圖 4示 ： 圖 4輪傳動機構的性能及使 用范圍 = 第 17 頁 功率（常用值） /最大 50000 單級傳動比 常用值 圓柱 3 5 圓錐 2 3 最大值 8 5 許用的線速度 /（ m/s） 6 級精度直齒 v 18m/s，非直齒 36m/s 外廓尺寸 小 傳動精度 高 工作平穩(wěn)性 一般 自鎖能力 無 過載保護作用 無 使用壽命 長 緩沖吸振能力 差 要求制造及安裝精度 高 要求潤滑條件 高 對環(huán)境適應性 一般 圓錐齒輪傳動布置在傳動裝置的高速級，以減小圓錐齒輪的尺寸。因為大模數(shù)的圓錐齒輪需要大型機床切齒，對一般制造工廠難于實現(xiàn)。若圓錐 齒輪的速度過高，其精度也要相應地提高。此時還需要考慮能否制造及經濟性等問題。 傳動比和合理分配各級傳動比 電動機選定后，根據(jù)電動機的滿載轉速可求得傳動裝置的總傳動比為 量、潤滑、成本等方面，主要考慮如下幾點： 各級傳動比不應超過其傳動比的最大值，應盡量在推薦范圍內選取。 使減 速器中各大齒輪的浸油深度大致相等，以利實現(xiàn)浸油潤滑。 所設計的傳動裝置具有較小的外廓尺寸。 1、 圓錐齒輪傳動比可取為 2、 圓柱齒輪傳動比為： 12 傳動比誤差確定 %6 u = 第 18 頁 在誤差限制范圍 )%53( 內。 動裝置的運動和動力參數(shù) 1 軸 4751 2 軸 rp 1475112 3 軸 rp 04 9223 圖 4械傳動和摩擦副的效率概略值 種類 效率 很好跑合的 6 級精度和 7 級精度圓柱齒輪傳動 (油潤滑）c好跑合的 6 級精度和 7 級精度圓錐齒輪傳動 (油潤滑） z 片 聯(lián)軸器m子軸承（稀油潤滑）g = 第 19 頁 液力聯(lián)軸器l各軸的輸入功率 1 軸 2 軸 512 3 軸 電動機的輸出轉矩 1 81 4 7 52 5 09 5 5 09 5 5 01 軸 2 軸 3 2 2112 3 軸 0 3 3 5223 5 膜片聯(lián)軸器的選型 膜片聯(lián)軸器 （ 9147 2000） 采用一種 厚度很薄的彈簧片，制成各種形狀，用螺栓分別與主從動軸上的兩半聯(lián)軸器聯(lián)接，其彈性元件為若干多邊形的膜片，在膜片的圓周上有若干螺栓孔，為了獲得相對位移，常采用中間軸，其兩端各有一組膜片組成兩個膜片聯(lián)軸器，分別與主從動軸聯(lián)接。 膜片的材料一般要求具有高的強度極限和疲勞強度，而且要有良好的加工性能，耐腐蝕性和耐熱 性，目前主要用 11不銹鋼和 40高強度合金鋼制成。 彈性聯(lián)軸器結構比較簡單，彈性元件的聯(lián)接沒有間隙，一般不需潤滑，維護方便，平衡容易，重量輕，無噪聲，對環(huán)境適應性強，可靠性高，承載大，效率高，適用壽命長但扭矩彈性較低，緩沖減振性能差，主要用于載荷比較平穩(wěn)的中、高速轉動軸系，能補償兩軸相對位移，耐酸、耐腐蝕，允許工作溫度達 200的場合。對于高速運轉的聯(lián)軸器，為防止膜片間發(fā)生為微動磨損，可在膜片之間涂以二硫化鉬等固體潤滑劑或對膜片表面做減磨涂層處理。 易平衡， 不需潤滑，對環(huán)境的適應性強，且結構簡單，裝拆方便，工作可靠，無噪聲，有一定的補償性能和緩沖性能，主要用于載荷較為平穩(wěn)的中、高速傳動，可部分代替齒式聯(lián)軸器。 = 第 20 頁 膜片聯(lián)軸器的計算與膜片的結構型式有關，同時也與兩軸的相對位移情況有關， 聯(lián)軸器的計算轉矩 c 4 6 0 3590 11 式中 K 工作情況系數(shù)， 1K 考慮角位移對傳遞轉矩的影響系數(shù) 據(jù)此選擇膜片聯(lián)軸器 基本外形 為 圖 5號為 稱轉矩 40000瞬時最大轉矩 56000m a L=200 齒輪傳動的設計與校核 當齒輪工作于封閉的箱體之內時，稱為閉式齒輪傳動。閉式齒輪傳動具有潤滑與防護條件好的優(yōu)點，多用于中、高速和較重要的場合；當齒輪齒面的硬度大于 350，稱為硬齒面齒輪。將齒輪的精度分為 12個精度等級，1 級精度最高， 12 級精度最低，常用的多為 5 9 級精度。齒輪材料及熱處理如下： 1、鍛鋼 鍛鋼是制造齒輪最常用的材料， 一對齒輪在嚙合過程中，小齒輪的齒面硬度通常高于大齒輪的齒面硬度，其高出值約為 50，硬齒面齒輪一般無硬度差。較重要場合可選用硬齒面齒輪，一般硬齒面齒輪常用中碳鋼或中碳合金鋼制作，如 45、 4035類齒輪一般進行表面淬火處理，齒面硬度可達 55，因表面淬火后輪齒變形不大 ，可以不磨齒，常用于中、高速傳動。當高速、重載及沖擊載荷較大時，硬齒面齒輪常用的材料為 20、 2020低碳鋼和低碳合金鋼，采用滲碳淬火 = 第 21 頁 處理，齒面硬度可達 62，而芯部具有良好韌性。 但滲碳淬火后變形較大，需要進行磨齒等精加工，價格較貴。 2、 鑄鋼 當齒輪尺寸較大（直徑大于 400 500結 構較復雜時，因輪坯不易鍛造，可采用鑄鋼。鑄鋼的強度和耐磨性較好， 但鑄鋼鑄造性較差，鑄鋼輪坯在切削加工前要進行正火處理，以消除鑄造中產生的內應力。 減速器國外資料介紹，減速器能力應提高 8倍，從國內運行實踐來看，找不出提高 8倍的理由。眾所周知，閉式傳動的主要破壞形式是齒面疲勞，在齒面疲勞計算通過的情況下，齒彎曲破壞強度是非常富余的，常規(guī)不進行齒彎曲強度校核。由于在過鐵情況發(fā)生時，齒輥和減速器轉動件 的轉動慣量較大，適當提高減速器能力是適宜的。對設計的破碎機選用的減速器進行一次齒抗彎強度校核，這 對 選用減速器時提高一個檔次是有益的。雙齒輥破碎機上用的傳動齒輪，均應采用硬齒面。 齒輪傳動的幾何尺寸數(shù)據(jù)，應分別根據(jù)情況進行標準化、圓整或求出精確數(shù)值。例如，模數(shù)必須標準化，中心距、齒寬應圓整，嚙合幾何尺寸（節(jié)圓、分度圓、齒頂圓直徑和螺旋角等必須精確到小數(shù)點后 2至 3位，角度應精確到“秒 ” 。 直齒圓柱齒輪傳動為滿足中心距為整數(shù)，可改變模數(shù)和齒數(shù)或采用角度變位。對于斜齒輪傳動，可調整螺旋角 使中心距為整數(shù)。 圓錐齒輪的錐距 模數(shù)和齒數(shù)精確計算到小數(shù)點后三位數(shù)，分度圓錐角 的數(shù)值精確到“秒”，齒寬系數(shù) R 不能取大。 齒輪傳動是機械傳動中最重要的、也是應用最為廣泛的一種傳動型式。齒輪傳動的主要優(yōu)點是： （ 1）工作可靠、壽命較長； （ 2）傳動比穩(wěn)定、傳動效率高； （ 3）可實現(xiàn)平行軸、任意角相交軸、任意角交錯軸之間的傳動； （ 4）適用的功率和速度范圍廣。 齒的失效形式 輪齒的 主要失效形式有以下 5種： 齒折斷 齒輪工作時；若輪齒危險剖面的應力超過材料所允許的極限值，輪齒將發(fā)生折斷。 = 第 22 頁 輪齒的折斷有兩種情況，一種是因短時意外的嚴重過載或受到沖擊載荷時突然折斷，稱為過載折斷；另一種是由于循環(huán)變化的彎曲應力的反復作用而引起的疲勞折斷。輪齒折斷一般發(fā)生在輪齒根部。 面點蝕 在潤滑良好的閉式齒輪傳動中，當齒輪工作 了一定時間后，在輪齒工作表面上會產生一些細小的凹坑，稱為點蝕 。 點蝕的產生主要是由于輪齒嚙合時，齒面的接觸應力按脈動循環(huán)變化，在這種脈動循環(huán)變化接觸應力的多次重復作用下，由于疲勞，在輪齒表面層會產生疲勞裂紋，裂紋的擴展使金屬微粒剝落下來而形成疲勞點蝕。通常疲勞點蝕首先發(fā)生在節(jié)線附近的齒根表面處。點蝕使齒面有效承載面積減小，點蝕的擴展將會嚴重損壞齒廓表面，引起沖擊和噪音，造成傳動的不平穩(wěn)。齒面抗點蝕能力主要與齒面硬度有關，齒面硬度越高，抗點蝕能力越強。點蝕是閉式軟齒面（ 350）齒輪傳動的主要失效形式。 而對于開式齒輪傳動， 由于齒面磨損速度較快，即使輪齒表層產生疲勞裂紋，但還未擴展到金屬剝落時，表面層就已被磨掉，因而一般看不到點蝕現(xiàn)象。 面膠合 = 第 23 頁 在高速重載傳動中，由于齒面嚙合區(qū)的壓力很大，潤滑油膜因溫度升高容易破裂，造成齒面金屬直接接觸，其接觸區(qū)產生瞬時高溫，致使兩輪齒表面焊粘在一起，當兩齒面相對運動時， 較軟的齒面金屬被撕下，在輪齒工作表面形成與滑動方