【正文】 ，進入第四區(qū)段。由于壓力的減小，料餅微微膨脹。 由此可見，在第一區(qū)段內(nèi)的少量大顆粒的粉碎屬于單顆粒高壓粉碎。在第二、三區(qū)段的物料的粉碎屬于高壓料層粉碎。由于高壓直接作用于顆粒上，物料與壓輥表面幾乎沒有相對運動，所以能耗、鋼耗小。 設(shè)備的組成高壓輥磨機由給料裝置、擋料裝置、驅(qū)動裝置、加載裝置、支撐裝置、動靜輥組件等組成。詳細結(jié)構(gòu)見三維總裝配體。 設(shè)備的主要參數(shù)的設(shè)計計算課題給定的參量有：生產(chǎn)能力Q=120～150t/h，入料粒度X=0～55mm，壓輥額定最大推力F=5000kN，液壓系統(tǒng)壓力P=10～20MPa。 工藝參數(shù)的計算1. 最小輥隙的確定最小輥隙的大小與物料的可壓縮程度——料餅的緊密度、要求的產(chǎn)量、喂料粒度、壓輥直徑有關(guān)。物料的可壓縮性好，料餅較緊密，最小輥隙應(yīng)選小些。要求的產(chǎn)量高，最小輥隙就應(yīng)適當放寬。但必須有足夠大的壓力，否則粉碎率會降低。一般喂料粒度大，最小輥隙應(yīng)適當加大，否則物料會不易被咬住，反彈傾向增大。這樣不但會降低粉碎效率，而且還會使輥面磨損加大。再此引入粉碎系數(shù)ξ，（理論上應(yīng)控制ξ≤～4）。最大入料粒度，故 ≤～。根據(jù)實際工況要求，在此取 。當料層厚度相同時，物料粉碎的越細，消耗的功率越大。由此可見，對每一臺具體的輥壓機而言，最小輥隙難以準確的確定。為了使輥壓機能在最佳工況下運轉(zhuǎn)，把最小輥隙設(shè)計成可調(diào)的。根據(jù)輥壓機的具體工作情況和物料性質(zhì)的不同，在生產(chǎn)調(diào)試時調(diào)整到比較合適的尺寸。2. 壓輥直徑D的確定為了獲得最低功率的消耗，采用兩個直徑相同的壓輥。這樣，不僅能夠降低單位功耗，而且使輥壓機的設(shè)計工作量大大的減小，制造和維修以及配件的儲備都方便和容易得多，成本也會隨著降低。輥壓機的輥徑D主要由喂料中額定最大顆粒 所決定，同時也受最小輥隙 影響。 壓輥受力分析圖，a為兩輥中心距，為最大入料粒度，為兩輥間的最小輥隙，α為物料中心與輥子中心的連線與水平線所成的夾角，β=2α為嚙角，圖中各力是左邊輥子作用在物料上的力。物料主要受徑向力的作用，將沿水平、垂直方向分解為兩個力為：水平分力： （）垂直分力： （）由于兩個壓輥相向向內(nèi)轉(zhuǎn)動，于是產(chǎn)生一個摩擦力，其方向與物料相對速度方向相反，向右下方作用。將分解為沿水平、垂直方向分解為兩個力為：水平分力： （）垂直分力： （）因為摩擦力等于摩擦系數(shù)與正壓力的乘積，即：，代入到公式（3）、（4）中得： 　　　 ?。ǎ? 　　 （）可以看出，物料顆粒被帶入輥間的條件為： 　 （）因為，為物料與輥子表面的摩擦角，代入到公司（7）中整理后得： （） 即： （）通常將。即：，這就是說，最大物料顆粒被壓輥咬入的條件是：。 摩擦角由摩擦系數(shù)決定，物料與輥面間的摩擦系數(shù)與輥面狀態(tài)和物料性質(zhì)有關(guān)。取=，則=16176。42180。，嚙角。 由圖中三角關(guān)系得出下列關(guān)系： （）整理后，得： （）公式中為理論壓輥的外徑，即臨界直徑?？紤]到可靠性，實際設(shè)計的壓輥直徑要比大。由最大物料顆粒被壓輥咬入的條件知，=16176。42180。，現(xiàn)取=16176。則：（mm）通常情況下，輥徑的選用原則都采用大輥徑原則，大輥徑有以下的優(yōu)點：（1）大塊物料容易嚙入，且反彈情況少。（2）粉碎作用線長度大，受壓面積大。（3）慣性大。飛輪慣量J=GD，這表明飛輪慣量與輥子直徑的平方成正比。輥子直徑大，飛輪慣量就大，運轉(zhuǎn)就比較平穩(wěn)，受顆粒尺寸的影響也越小，保證料餅比較均勻。（4）軸承受力好。輥子直徑大，有較大的空間，可以選用較大的軸承，使用壽命長，改善其受力狀態(tài)，同時也方便于安裝和維修。介于大輥徑原則和要求較高的生產(chǎn)能力，故取=1200mm。3. 輥寬B的確定輥寬的確定采用下面公式： （）式中為輥寬系數(shù)，即輥子的寬徑比。從理論上分析，寬型輥壓機有以下優(yōu)缺點：（1）輥寬大，邊界效應(yīng)小。在壓輥兩端靠近邊緣處存在壓力衰減區(qū)，有部分物料未經(jīng)充分粉碎而逸出。輥寬大，兩端的壓力衰減和漏料量對處理效果的不利影響較小。（2）輥寬大，單位壓力增大。輥寬大，相對地意味著輥徑小。這樣在相同粉碎力作用下，較小的輥徑對物料產(chǎn)生的單位壓力較高，更有利于物料的粉碎。（3）輥寬大，對料層厚度的均勻性有不良影響。（4）輥寬大，輥面壓力分布不易均勻。大顆粒物料容易打滑，導(dǎo)致磨損嚴重，運轉(zhuǎn)不平穩(wěn)，噪音也會增大。（5）輥寬大，輥面的彈性變形大。輥壓機是一種高壓粉碎設(shè)備，壓輥受力相當大，可達到300噸以上。輥寬大，雖然所受的粉碎力較小，但由于運轉(zhuǎn)時彎曲變形大，將引起壓力分布不均，粉碎效果較低，加速輥面磨損，縮短其使用壽命。因為料層愈均勻，料層粉碎的效果就愈顯著。綜上所述，輥子的幾何參數(shù)直接關(guān)系著機器的性能和運轉(zhuǎn)率，此外對制造的難易和機重的大小都有密切關(guān)系，在設(shè)計時應(yīng)結(jié)合實際情況，綜合考慮、慎重確定。經(jīng)過一些廠家的實際選用經(jīng)驗，～，結(jié)合實際情況及性能的綜合分析，現(xiàn)取=，故B=550mm。4. 輥壓力一定的輥壓力是輥壓機實現(xiàn)料層粉碎的必要條件之一。輥壓力太小，不能充分發(fā)揮料層粉碎的優(yōu)勢，影響粉碎效率，甚至?xí)茐牧蠈臃鬯榈臋C理，不能形成料層粉碎的條件，這樣就與傳統(tǒng)的破碎機無異。但是輥壓力又不能太大，因為這樣會無謂地浪費能量，加劇輥面的磨損，加上軸承的負荷，縮短其壽命，影響輥壓機的正常運轉(zhuǎn)。由于國外幾家生產(chǎn)廠家在水泥行業(yè)的高壓輥磨機的輥壓力值一般在150～180MPa之間，因此可以確定粉碎金屬礦石時的輥壓力在150～180MPa之間。平均單位壓力F的確定： F=PBH （）其中輥壓力P=200MPa；有效輥寬B=550；H為破碎作用線長度。因為物料的尺寸及料餅厚度相對于輥徑來說很小，所以忽略不計，得出破碎作用線長度的公式： H= （）式中：為工作壓力角，根據(jù)實測和經(jīng)驗得知，工作壓力角一般為～，即：當=時，H==當=時，H==故：當=時，F(xiàn)=5753 kN當=時，F(xiàn)=9185kN根據(jù)實際設(shè)計情況等條件，粗取F=9000kN。 動力參數(shù)的選擇1. 電動機選擇應(yīng)考慮的問題（1）根據(jù)機械的負荷性質(zhì)和生產(chǎn)工藝對電動機的啟動、制動、反轉(zhuǎn)、調(diào)速等要求，選擇電動機的類型。（2）根據(jù)負荷轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速變化范圍和啟動頻繁程度的要求，考慮電動機的溫升限制、過載能力和啟動轉(zhuǎn)矩，選擇電動機的容量，并確定冷卻通風(fēng)方式，所選電動機容量應(yīng)留有余量，～，對于感應(yīng)電動機，其功率因數(shù)將變低、并使按電動機最大轉(zhuǎn)矩校驗強度的機械造價提高。（3）根據(jù)使用場所的環(huán)境條件，如溫度、濕度、灰塵、雨水、腐蝕、和易燃易爆氣體等，考慮必要的保護方式，選擇電動機的結(jié)構(gòu)。同時，根據(jù)企業(yè)的電網(wǎng)電壓標準和對功率因數(shù)的要求，確定電動機的電壓等級和類型。（4）根據(jù)生產(chǎn)機械的最高轉(zhuǎn)速和對電力傳動調(diào)速系統(tǒng)的過渡過程性能的要求，以及機械減速機構(gòu)的復(fù)雜程度，選擇電動機的額定轉(zhuǎn)速。此外，選擇電動機還必須負荷節(jié)能要求，考慮運行可靠性、設(shè)備的供貨情況、備用備件的通用性、安裝檢修的難易，以及產(chǎn)品價格、建設(shè)費用及考慮生產(chǎn)過程中前后電動機容量變壞等因素。2. 電動機的轉(zhuǎn)速選擇電動機額定轉(zhuǎn)速是根據(jù)生產(chǎn)機械的要求而選定的。在確定電動機額定轉(zhuǎn)速時，必須考慮減速裝置的傳動比，兩者相互配合，經(jīng)過技術(shù)、經(jīng)濟全面比較才能確定。通常，電動機的轉(zhuǎn)速不低于500r/min，因為當功率一定時，電動機的轉(zhuǎn)速愈低，則其尺寸愈大，價格愈貴，而且效率也較低。如選用高轉(zhuǎn)速電動機，勢必加大機械減速裝置的傳動比，致使機械傳動部分復(fù)雜起來。介于本設(shè)備輥速比較小的實際情況，有減速器來減速，所以電動機按一般常用的型號來選取，在960～1500之間。3. 電機功率的確定兩輥所需的功率為： N=Mω （）式中：M——連個輥子的轉(zhuǎn)矩，M= kN ； ——物料受壓區(qū)合力作用角，一般取～；ω——壓輥的角速度。公式（16）經(jīng)整理得， （）當=時，N=29000346kW當=時，N=290001037kW為了設(shè)計和計算的需要，粗取N值為630kW，由于系統(tǒng)是用兩套電動機來帶動，為了設(shè)計和選擇的方便，所以電動機功率取為315kW。4. 電動機的選擇Y 系列（IP23）電機特點及用途：該系列為一般用途防護式籠型電動機。符合國標防護等級要求。能防止手指接觸及機殼內(nèi)帶電體或轉(zhuǎn)動部分；防止直徑大于12mm的小固體異物進入，并防止沿垂直線成60度角或小于60度角的淋水對電機的影響。該系列電動機具有效率高、起動性能好、噪音低、體積小、重量輕等優(yōu)點。取Y系列（IP44）三相異步電動機：該系列電動機為封閉自扇冷式鼠籠型三相異步電動機，效率高、噪音低、振動小，運行安全可靠。能防止灰塵、鐵屑或其他雜物侵入電機內(nèi)部；具有與Y系列（IP23）相同的用途外，還能適用于灰塵多、水土飛濺的場所，如球磨機、碾米機、磨粉機、脫谷機及其他農(nóng)業(yè)機械、食品機械、礦山機械等。其防護等級為IP44。使用條件及工作方式：1）海拔不超過1000m；2）環(huán)境溫度不高于+40 ；3）額定高壓380V允許偏差5％；4）額定頻率50Hz；允許頻率偏差 1%；5）3kW及以下為Y接法，4kW及以上為 接法；6）絕緣等級:B級；7）工作方式:連接(SI)；8）安裝型式分為:B3，機座帶底腳，端蓋上無凸緣；B5，機座不帶底腳，端蓋上有凸緣；B35，機座帶底腳，端蓋上有凸緣。本次設(shè)計取的是Y系列IP44三相異步電動機型號是Y40036，額定功率為315kW，轉(zhuǎn)速為985r/min，額定電壓為6000V。故采用的安裝型式為B3。 運動參數(shù)的設(shè)計計算1. 輥子的線速度的確定輥子的圓周線速度v是輥壓機的一個重要操作參數(shù)。它與產(chǎn)量、功率消耗以及運行的平穩(wěn)性有著密切的關(guān)系，對輥面的磨損也有重大的影響，必須慎重確定。 輥速太高，產(chǎn)量相對降低，功率卻以線性增大，使輥面磨損嚴重，產(chǎn)生顆粒等級變化較小，故在滿足條件下，應(yīng)盡量采用較低的輥速。理論和實踐證明，～。在此，取=。2. 輥子轉(zhuǎn)速的確定輥子線速度： （）整理得輥子轉(zhuǎn)速： （） 故 r/min3. 減速器減速級數(shù)的確定已知電動機轉(zhuǎn)速=985r/mim，輥子轉(zhuǎn)速=。故減速器減速級數(shù)：49 生產(chǎn)能力的估算 （）式中：——輥轉(zhuǎn)速（r/min）； D——壓輥外徑（m）； B——壓輥寬度（m）； P——物料堆積密度（T/m179。）179。； S——壓輥工作時的實際間隙（m）。一般情況下通過改變壓輥轉(zhuǎn)速或初始間隙或調(diào)整料斗料口大小，即可改變設(shè)備單位小時處理礦石的產(chǎn)量，過分增大壓輥初始間隙或降低輥壓力對輥磨效果不利。 設(shè)備的主要技術(shù)參數(shù)（1）壓輥直徑 D=1200mm（2）壓輥寬度 B=550mm（3）壓輥線速度 v=（4）壓輥轉(zhuǎn)速 n=（5）壓輥工作間隙 S=0～50mm（6）驅(qū)動電機功率 P=315kW（7）生產(chǎn)能力（鐵礦石） Q=120～150t/h （8）液壓系統(tǒng)壓力 P=10～20MPa（9）壓輥額定最大推力 F=5000kN（10）入料粒度 X=0～55mm 3 總體方案的設(shè)計 傳動方案的設(shè)計通過液壓系統(tǒng)給兩個連續(xù)轉(zhuǎn)動的壓輥（均為電機獨立驅(qū)動，其中一個為定輥，一個為動輥）施加載荷。通過液壓缸和液壓缸同步驅(qū)動機構(gòu)，以及兩級蓄能保壓系統(tǒng)，確保壓輥對物料的連續(xù)恒壓施載。經(jīng)過第二章的參數(shù)計算，可以初步確定電機、減速器、輥軸之間采用聯(lián)軸器聯(lián)接。 擠壓方案的設(shè)計采用轉(zhuǎn)速相同，方向相反的一個動輥和一個靜輥作為執(zhí)行件。其中動輥通過四個液壓缸的液壓系統(tǒng)來推動，使動靜輥之間產(chǎn)生壓力，擠壓粉碎區(qū)域的物料，以實現(xiàn)物料的破碎。 壓輥支承方案的設(shè)計壓輥支承采用內(nèi)圈帶錐度的調(diào)心滾子軸承來支承