【正文】 體的粉碎過程如下：當符合高壓輥磨機粒度要求的物料喂入料斗后形成一個料柱，物料在轉(zhuǎn)動壓輥的擠壓力作用下進入第 一粉碎區(qū)段。由于壓力的減小，料餅微微膨脹。物料的可壓縮性好，料餅較緊密，最小輥隙應選小些。 當料層厚度相同時，物料粉碎的越細，消耗的功率越大。 物料主要受徑向力 rP 的作用，將 rP 沿水平、垂直方向分解為兩個力為： 水平分力： ?cosrh PP? （ ） 垂直分力： ?sinru PP? （ ） 由于兩個壓輥相向向內(nèi)轉(zhuǎn)動，于是產(chǎn)生一個摩擦力 fP ，其方向與物料相對速度方向相反，向右下方作用。 由圖中三角關系得出下列關系： ?c os22 m i nm i n ???? dDSD cc （ ） 整理后，得： ??c os1 c os m inm a x ? ??? SdDc （ ） 公式中 cD 為理論壓輥的外徑，即臨界直徑。 （ 3）慣性大。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。 （ 5）輥寬大，輥面的彈性變形大。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，影響輥壓機的正沈陽航空工業(yè)學院畢業(yè)設計（論文） 10 常運轉(zhuǎn)。 （ 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，以及機械減速機構的復雜程度，選擇電動機的額定轉(zhuǎn)速。 公式（ 16）經(jīng)整理得， ?? s i n2FvMN ?? （ ） 當 ? =?1 時， N=2 9000 ?1sin ? 346kW 當 ? =?3 時 ， N=2 9000 ?3sin ? 1037kW 為了設計和計算的需要，粗取 N 值為 630kW，由于系統(tǒng)是用兩套電動機來帶動，為了設計和選擇的方便，所以電動機功率取為 315kW。 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 。 2. 輥子轉(zhuǎn)速的確定 輥子線速度： 60Dnv ?? （ ） 沈陽航空工業(yè)學院畢業(yè)設計（論文） 13 整理得輥子轉(zhuǎn)速： Dvn ?60? （ ） 故 ???? r/min 已知電動機轉(zhuǎn)速 電n =985r/mim，輥子轉(zhuǎn)速 n =。 擠壓方案的設計 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。在液壓缸推力作用下，可沿導軌作往復位移。底座組件和上橫梁組件均有兩條平行導軌，由復合聚四氟乙烯耐磨版與底座體通過螺紋連接組成；同時，底座和上橫梁中都設有擋鐵裝置來限制動靜輥沿導軌方向的移動。推力的大小可根據(jù)粉碎物料的特性和實際工況及調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)的壓力來確定。 對于動靜輥的整體封閉采用薄鋼板作為防塵罩，做成一個適當形狀的整體殼罩在上面即可。它支承著其他轉(zhuǎn)動件回轉(zhuǎn)并傳遞轉(zhuǎn)矩，同時它又通過軸承和機架聯(lián)結。按材料結合沈陽航空工業(yè)學院畢業(yè)設計（論文） 20 鍵的特點及性質(zhì)，一般可分為金屬材料、無機非金屬材料和有機材料三大類其中金屬材料是機械工程中最常用的材料，可分為黑色金屬材料和有色金屬材料。 合金調(diào)質(zhì)鋼含碳量在 ～ %范圍內(nèi)，一般采用淬火和高溫回火的調(diào)質(zhì)處理，可以得到高強度和足夠的韌性，為進一步提高零件表面的耐磨性，對某些中碳合金調(diào)質(zhì)鋼可在調(diào)質(zhì)后再進行氮化處理。 初估 動輥軸 軸徑 根據(jù)公式： 3npAd? mm () 其中： P—— 軸傳遞的功率 kW n—— 軸的轉(zhuǎn)速 r/min d—— 所要計算的軸徑 mm A—— 與軸的材料及相應的許用扭剪應力 [? ]有關的設計系數(shù)，由表 613查得 A取 100 軸承減聯(lián)電 ??? 2PP ? =315? ? ? ? = 得， 3 ??d= 根據(jù)結構要求及實際工況，取最小軸徑 d=300mm。在軸的截面變化處 (如軸肩、鍵槽、環(huán)槽等 )，會沈陽航空工業(yè)學院畢業(yè)設計（論文） 22 產(chǎn)生應力集中，軸的疲勞破壞往往在此產(chǎn)生。 圖 壓輥軸的結構圖 軸承的選擇與校核 前面已確定選用調(diào)心滾子軸承，根據(jù)軸的結構，確定軸承的具體型號為23280CAF3/W33 調(diào)心滾子軸承。 則此軸所受彎矩的力臂長： L=B/2+A+C=550/2+240+175=690mm 所受的扭矩： T=9550nP=9550?=138647N 因此 ca? ? ?1?? ， 故安全。其性能特點如下：連續(xù)運轉(zhuǎn)、高承載能力、抗沖擊、抗震動 ；可正、反兩向運轉(zhuǎn)；傳動效率： ；輸入軸轉(zhuǎn)速≤ 1500r/min；環(huán)境溫度 10℃ — +40℃，低于 0℃時，啟動前潤滑油應預熱；特別適用于嚴重沖擊，多粉塵及連續(xù)運轉(zhuǎn)的情況；正常使用壽命：不低于 50000小時；減速器輸出軸與工作機軸 采 用 伸 縮套聯(lián)結（無鍵可拆卸聯(lián)接方式），懸掛安裝。1n —— 要求輸入轉(zhuǎn)速， 985r/min 1`PP — — 對應于 39。 （ 3） 兩軸相對位移的大小和方向。例如剛性聯(lián)軸器不但結構簡單，而且裝拆方便，可用于低速、剛性大的傳動軸。 m= N 由前面的技術參數(shù)數(shù)據(jù)可知，動輥的最大工作壓力 0F =5000kN， 則實際液壓缸的最大工作壓力：miFF ?0? ，其中 iF 為實際工作壓力， m? 為液壓缸機械效率，所以，沈陽航空工業(yè)學院畢業(yè)設計（論文） 29 ?? mi FF ?= 在總體方案設計中已經(jīng)提出采用 4個液壓缸，所以一個液壓缸工作壓力為： iF = iF /4= 由所給技術 參考數(shù)據(jù)可知 0P 為 10～ 20MPa之間任意值，現(xiàn)初選壓力為 0P =20MPa。 m wP —— 驅(qū)動功率 ， wP =315kW k—— 工況系數(shù)，查表 5222，取 k=4（重載荷沖擊） n—— 工作轉(zhuǎn)速， n=985r/min 故， nPT w9550? = 9853159550? =3054 N 5）聯(lián)軸器的制造、安裝、維護和成本。 （ 2） 聯(lián)軸器的工作轉(zhuǎn)速高低和引起的離心力大小。1pP ? 1P 139。在此采用的行星傳動使傳動功率分流，經(jīng)優(yōu)化設計，在行星傳動核心技術─均載上取得突破，較好的解決了上述問題。 m 按彎扭合成應力校核軸的強度： 進行校核時，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面的強度。 動輥軸的校核 按此設備的 結構設計安排，壓輥外側應與 軸承座內(nèi)側留有足夠的空間，用以完成防塵裝置、端蓋等的安裝。為防止礦石顆粒的外溢，應設有擋料裝置；考慮到工作環(huán)境，應設有防塵裝置；由于軸承的負荷很大，兩個壓輥的平行度難以保證，以及定 位等要求，故采用內(nèi)圈錐度為 1： 12 的調(diào)心滾子軸承，以適應壓輥在使用中產(chǎn)生的歪斜；另外輥軸需要緊固件及密封件等，其結構形狀要適合這些元件的結構要求，設計成階梯軸，即軸徑尺寸從中間向兩端逐漸減小。 由于影響軸的結構因素較多，故軸不可能有標準的結構形式，必須根據(jù)具體情況分析比較，確定方案。一般用于制造比 35CrMo 強度更高、沈陽航空工業(yè)學院畢業(yè)設計（論文） 21 端面尺寸較大的重要零件，如軸、齒輪、連桿、變速箱齒輪、增壓器齒輪、發(fā)動機汽缸、彈簧、彈簧夾、 1200～ 2021mm 石油鉆桿接頭、打撈工具以及代替含鎳較高的調(diào)質(zhì)鋼使用。因此，強度、韌性要求均高的重要零件或截面尺寸較大、形狀復雜的零件采用合金結構鋼制造比較理想。結構材料通常是指工程上要求強度、韌性、塑料、硬度、耐磨性等機械性能的材料。 沈陽航空工業(yè)學院畢業(yè)設計（論文） 18 設備的總體布局設計 （ 1）采用兩套傳動機構，由于電動機、減速器、動靜輥之間采用聯(lián)軸器聯(lián) 接 ，故 在實際場地允許的條件下， 三者均采用同側布置 ， 亦被稱為臥式結構（如圖 所示） ； 圖 臥式結構布局圖 （ 2）由于采用大功率電動機，減速器降速比較大，才用分離式布局電機減速器支承由另外的支承結構來支承； （ 3）兩對液壓缸布置在動輥軸承座左側，其支承由筋板來實現(xiàn)； （ 4）動靜輥之間有壓力存在時機器整體在內(nèi)部的剪切力由橫梁與軸承座和支承座之間的剪切銷來承受。 圖 料斗及防塵裝置 由圖可以看出，當物料順料斗下來后可有效的控制在圖中所示的范 圍內(nèi)，并在主軸圖示方向的轉(zhuǎn)動及側擋板機構的作用下，實現(xiàn)物料在工作范圍內(nèi)的有效破碎。 液壓推力系統(tǒng) 高壓輥磨機所需要的強大壓力是由液壓系統(tǒng)提供的。其結構如圖 所示 。 動、靜輥組件定位方案的設計 動靜壓輥組件主要包括壓輥軸、軸承座、軸承和軸承密封、溫度監(jiān)測及其潤滑裝置。通過液壓缸和液壓缸同步驅(qū)動機構，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。理論和實踐證明，輥速宜在 ～ 。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。介于本設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）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，選擇電動機的結構。 一定的輥壓力是輥壓機實現(xiàn)料層粉碎的必要條件之一。 （ 4）輥寬大，輥面壓力分布不易均勻。 B 的確定 輥寬的確定采用下面公式： DkB B? （ ） 式中 Bk 為輥寬系數(shù)，即輥子的寬徑比。則 ： 97816c os1 1516c os5516c os1 16c os m i nm a x ?? ???? ??? ???? SdD c （ 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。嚙角 39。 輥壓機的輥徑 D 主要由喂料中額定最大顆粒 maxd 所決定，同時也受最小輥隙 影響。 最大入料粒度 mmd 55max ? ，故 minS ≤ ～ 。 設備的主要參數(shù)的設計計算 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。此時料層內(nèi)部的顆 粒已是傷痕累累，只是徒有其表面而不堪一擊。排出的料餅不僅含有大比例的細粒，而且在顆粒內(nèi)部產(chǎn)生大量裂紋，從而改善物料后續(xù)球磨的可磨性，增加球磨系統(tǒng)的生產(chǎn)能力，并大幅度降低球磨電耗和鋼耗。 輥磨機的發(fā)展趨勢 針對目前市場對鋼材的需求增加和礦山選礦對大型設備的需求情況，高壓輥磨設備向大型化、全自動控制方向發(fā)展，例如某大型高壓輥磨機，其設備技術參數(shù)為：最大入料粒度： 150 mm；最大處理能力： 1800 t/h（粉碎銅礦）；最大裝機容量：4500kW；最大設備自重： 2500t。經(jīng)過高壓輥磨機輥壓后的物料在粒度分布上明顯不同于傳統(tǒng)的粉碎設備。能否將高壓輥磨機普遍應用到冶金礦業(yè) ， 一直是行內(nèi)人關心的問題。首先根據(jù)經(jīng)驗公式，設計完成給定任務量所需的高壓輥磨機的各部分參數(shù)，如輥徑，輥寬、輥磨力，功率等參數(shù)。主要內(nèi)容如下： 。冶金礦業(yè)粉碎礦石的數(shù)量也相當可觀 ， 且金屬礦石大都堅硬難磨 ， 而目前球磨機的能耗、鋼耗和效率的問題都比較突出 ， 礦物回收率受粉磨方式的影響也比較嚴重。 高壓輥磨機在國外普遍應用到冶金行業(yè) ， 該機在國內(nèi)冶金行業(yè)立即受到了普遍的關注。由于它具有強大的作用力 ， 不僅使物料粉碎 ， 還可使物料顆粒內(nèi)部結構產(chǎn)生裂紋 ， 從而使磨礦能力大幅度提高。物料從壓輥上方進料口進入，通過壓輥轉(zhuǎn)動帶入壓輥間，受到強力擠壓后形成酥松料餅從機 下排出。當料層進入高壓粉碎區(qū)段，即第三區(qū)段時，其速度已達到甚至超過輥面的線速度，同時壓力持續(xù)增大，最小間隙處壓力達到最大值。詳細結構見三維總裝配體。再此引入粉碎系數(shù)ξ，minmaxSd??（理論上應控制ξ≤ ～ 4）。這