【正文】 本設(shè)計從加工物料的要求和生產(chǎn)能力出發(fā)，設(shè)計出比現(xiàn)有同類產(chǎn)品更節(jié)能且經(jīng)濟的齒輥破碎機。 （ 2） 確定軸的結(jié)構(gòu)方案 軸的具體方案見圖。該棱錐體齒前部受力位置面積增大，不易被磨損。破碎齒通過鍵與芯軸連接，通過改變破碎齒上的鍵槽角度來實現(xiàn)破碎齒在芯軸上的螺旋式排列，如圖 。查標(biāo)準(zhǔn)取 第四段 與大齒輪相連采用普通平鍵 A 型。 ③ 第三段與軸承相配合，取 mm，初選圓錐滾子軸承 30217，軸承寬度 B=29mm，則 mm。 1） 確定計算功率 根據(jù)工作情況，查工況系數(shù) 則有計算功率 KW 2）選擇 V帶帶型 由 及 查得選用 B型 V帶 3） 初選小帶輪基準(zhǔn)直徑 并驗算帶速 v 由教材表格初選小帶輪基準(zhǔn)直徑 mm 帶速 m/s 因為 m/s,故帶速合適。 對于齒輥破碎機破碎煤貨焦炭時電動機功率 P(kW)為： 式中 D—— 輥子直徑， 。本設(shè)計的破碎機型號為 2PGC450 500，故取輥子直徑 D=450mm，輥子長度為L=500mm。kg/m 179。通過結(jié)構(gòu)優(yōu)化的機架重量輕、強度高 ,結(jié)構(gòu)緊湊、安全可靠、美觀大方 ,單件生產(chǎn)成本較鑄鋼件大大降低 ,但焊縫質(zhì)量要求高。另外，由于該系列破碎機為強力破碎，工藝布置時不需要手選皮帶人工揀矸，原煤也不需要預(yù)先篩分而直接入破碎機，簡化了選煤工藝流程，降低了廠房高度，減少了選煤廠建設(shè)投資與生產(chǎn)費用。出料口大小可通過推力板上的長方形螺孔調(diào)整。 (7)在 特殊情況下 ，雙齒輥破碎機 可直接起動 ,因此其 對電網(wǎng)沖擊很小。 Roll。在破碎盤上加裝了破碎錐，使得破碎輥齒的破碎效果更好并減少了過粉塵現(xiàn)象。 (4)雙齒輥破碎機 工作受力均為內(nèi)力 ,為簡化基礎(chǔ)設(shè)計創(chuàng)造了 有利 條件 ,而且 更適合移動破碎站選用 。安裝彈簧的拉桿插在機體的支座上，支座孔沿垂直方向為長方孔，用此調(diào)整產(chǎn)品的粒度。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)生的過粉碎。因此 ,為提高工作效率 ,應(yīng)減少工作齒磨損和破碎過程中的過粉現(xiàn)象 ,降低粉塵污染 ,解決機架滑道潤滑效果差等問題。兩輥子同速相向轉(zhuǎn)動完成破碎任務(wù)。 齒輥破碎機的齒為兩輥之間相互交叉，且根據(jù)其他產(chǎn)品的實踐經(jīng)驗，由出料粒度確定齒輥間中心距 mma 580? 。 4）根據(jù)企業(yè)的電網(wǎng)電壓標(biāo)準(zhǔn)和對功率因數(shù)的要求，確定電動機的電壓等級和類型。 m 第 Ⅳ 軸扭矩 N m，孔徑 70mm，長度 142mm，轂孔長度 107mm。 1）輸入軸 第一軸段與大帶輪連接，采用單圓頭普通平鍵 C型，該種鍵用于軸端與轂類零件連接。 圖 第二種是雙齒輥破碎機輥 子表面工作齒的齒形采用楞錐體齒，其齒型如圖所示，每 4個輥齒嵌在 1個齒套上，齒套通過螺釘固定在輪轂上，輪轂是正方形，在輥齒切割物連料的部位用螺釘安裝用合金制成的刀片，輥齒成螺旋型布置。 本設(shè)計屬于中碎 ,所以我選取一種新型的齒， 長方棱錐體齒 ,如圖所示。 再在右端 ⑦段 裝入右端套筒密封檔環(huán)和右軸承，靠軸肩定位；半聯(lián)軸器 安裝在 ⑧段 靠軸肩定位。隨著采煤機械化、自動化程度的提高和新的選煤工藝方法的出現(xiàn)，對破碎機的技術(shù)和破碎工藝也提出更高的的要求。 ，齒環(huán)與軸的連接方案的可靠性是重中之重，本設(shè)計中根據(jù)經(jīng)驗采用普通平鍵連接，經(jīng)校核是可靠的。 再在右端 ⑦段 裝入右端套筒密封檔環(huán)和右軸承，靠軸肩 ⑥ 定位 。 中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 29 頁 齒輥切向力計 算 為了進(jìn)行齒輥切向力受力分析，確定下列分析條件： (1)將最大粒度物料視為一個球體； (2)最大粒度物料進(jìn)入破碎腔后無滾動現(xiàn)象； (3)物料屬于彈性或脆性物質(zhì)，破碎粒度要求為出碎或中碎，適合用第二破碎理論分析。如圖 。 mm 3）選取齒寬系數(shù) 4）查得材料的彈性影響系數(shù) 5）按齒面硬度查得大、小齒輪的接觸疲勞強度極限 MPa 6)計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 7）查圖取接觸疲勞壽命系數(shù) 8) 計算接觸疲勞許用應(yīng)力 取失效概率為 ，安全系數(shù) ，有 MPa （ 2）計算 1）試算小齒輪分度圓直徑 ，代入 中較小值 中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 25 頁 帶入數(shù)據(jù)有 mm 2）計算圓周速度 v 帶入數(shù)據(jù)有 m/s 3) 計算齒寬 b mm 4）計算齒寬和齒高之比 模數(shù) 齒高 則 26 5）計算載荷系數(shù) 根據(jù) m/s,8 級精度，查圖得動載系數(shù) ，直齒輪有 ；查得使用系數(shù) 用插值法查 8 級精度、小齒輪相對支撐非 對稱布置時 。 ⑥ 第六段與軸承配合，取 mm， mm。 mm 3）選取齒寬系數(shù) 4）查得材料的彈性影響系數(shù) 5） 按齒面硬度查得大、小齒輪的接觸疲勞強度極限 MPa 6)計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 7）查圖取接觸疲勞壽命系數(shù) 8) 計算接觸疲勞許用應(yīng)力 取失效概率為 ，安全系數(shù) ，有 中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 14 頁 MPa MPa （ 2）計算 1）試算小齒輪分度圓直徑 ，代入 中較小值 帶入數(shù)據(jù)有 mm 2） 計算圓周速度 v 帶入數(shù)據(jù)有 m/s 3) 計算齒寬 b mm 4）計算齒寬和齒高之比 模數(shù) 齒高 則 5）計算載荷系數(shù) 根據(jù) ,8 級精度，查圖得動載系數(shù) ，直齒輪有 ；查得使用系數(shù) 用插值法查 8 級精度、小齒輪相對支撐對稱布置時 。 中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 10 頁 傳動和減速系統(tǒng)的確定 電機轉(zhuǎn)速 730r/min，初定破碎輥轉(zhuǎn)速為 54r/min。通常，被破碎物料的粒度越大，輥子轉(zhuǎn)速應(yīng)越低；當(dāng)破碎軟的或脆的物料時，轉(zhuǎn)速應(yīng)高些。設(shè)給料為球形，通過物料與輥子的接觸點作切線，兩條切線之間出夾角為 ? （鉗角），輥子在物料上的正壓 力為 F 以及由它所引起的摩擦力 f F 。另外由于環(huán)境溫度高、灰塵大 ,滑道上油槽內(nèi)的油脂容易干結(jié) ,堵塞進(jìn)油孔 ,滑道上的潤滑脂得不到及 時補充 ,不能有效的形成潤滑油膜 ,起不到潤滑效果 ,導(dǎo)致移動輥軸承座在滑道上滑動不靈活甚至被卡死 ,破碎過硬物時移動輥不能及時被推開 ,破碎無法順利通過 ,有時被硬物卡住 ,造成設(shè)備損壞 ,甚至生產(chǎn)工段停產(chǎn)。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。 2. 機架 3. 彈簧 4. 拉桿 5. 螺母 圖 915單齒輥破碎機示意圖 (第 1種結(jié)構(gòu) ) 中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 3 頁 2. 顎板 3. 調(diào)整機構(gòu) 4. 機架 圖 915單齒輥破碎機示意圖 (第 2種結(jié)構(gòu) ) 1994 年平頂山選煤設(shè)計院和鄭州長城冶金設(shè)備廠研究開發(fā)出了 FP500 系列分級破碎機。這種過鐵保護雖能保護破碎齒但是不能嚴(yán)格保證產(chǎn)品粒度。 在很多工業(yè)部門，如礦山、化工、冶金、水泥等，每年都有大量原料和再利用的廢料通過破碎機進(jìn)行加工處理，如在水泥廠，為使原料燒成熟料要先將原料破碎成塊，燒成熟料后再用磨巖機磨成水泥。本設(shè)計主要設(shè)計內(nèi)容包括一個單級減速器、帶傳動、一對同步齒輪和齒輥盤及齒輥軸的設(shè)計。經(jīng)過國內(nèi)外雙齒輥破碎機的運行實踐和對比分析 ,與顎式破碎機等國內(nèi)使用的傳統(tǒng)破碎機相比 ,雙齒輥破碎機具有下列優(yōu)點 : (1)雙齒輥破碎機的 結(jié)構(gòu) 比較 簡單 ,整機的安裝 維護 修理十分 方便 。 針對單齒輥破碎機存在效率低、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、受力不均勻等特點開發(fā)了新一代的 Ф 915單齒輥破碎機。 2PLF 系列分級破碎機在傳動形 式上采用三角帶大帶輪傳動，傳動結(jié)構(gòu)簡單、故障率低，由于大帶輪有蓄能作用，故所需的電機功率比直聯(lián)式傳動的小。物料自兩輥上方的上料口加入 ,在輥與物料間的摩擦力作用下 ,物料被帶入兩輥之間 ,受擠壓破碎后自下部排除 ,破碎后的粒度一般在 60～ 120mm 內(nèi) ,見圖 所示。 2 總體設(shè)計 方案設(shè)計 方案一： 圖 此方案采用兩個同型號的三向異步電機分別帶動兩個輥子轉(zhuǎn)動 ，這種設(shè)計方案破碎效果很好，但造價相當(dāng)昂貴，且在不需要調(diào)動破碎粒度的時候不需要采用兩個動力源。對與黏濕物料， f=,則 D≈ 10D0。 3）根據(jù)負(fù)載轉(zhuǎn)矩、速度變化范圍和啟動頻繁程度等要求，考慮電動機的溫升限制、過載能力和起動轉(zhuǎn)矩，選擇電動機功率，并確定冷卻通風(fēng)方式。 傳動裝置的運動參數(shù)的計算 設(shè)電動機軸為第Ⅰ軸，從減速器的高速軸Ⅱ軸， 低速軸為 Ⅲ軸， 主動齒輥軸為Ⅳ軸，從動齒輥軸為第Ⅴ軸。 m,輸入軸上齒輪分度圓直徑 mm，由牛頓第三定律有 圓周力 N 徑向力 N 軸向力 2） 初步估計軸徑 軸的材料選用 45鋼，熱處理為調(diào)質(zhì)回火，取 計算軸的最小直徑 mm 3）確定各軸段長度 中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 19 頁 圖 左起為第一段 ① 第一段通過聯(lián)軸器與齒輥軸相連，即第一段與半聯(lián)軸器連接。 ② 輸出軸軸承 軸承型號初選為 圓錐滾子軸承 30217， 正裝， kN， ， ， 1）計算軸承支反力 由之前計算可知 水平支反力： N, N 垂直支反力： N, N 合成支反力： N, N 2)計算派生軸向力 N。 破碎齒輥箱設(shè)計 對于雙齒輥破碎機來說最重要的部件莫過于它的破碎齒盤。 鷹嘴形齒的 齒高一般為60～ 80 mm。 （ 2） 確定軸的結(jié)構(gòu)方案 軸的具體方案見圖 。機架與活動軸承之間安放不同厚度的墊片，改 變墊片的數(shù)目就可以調(diào)整兩輥間的排料口寬度來滿足不同產(chǎn)品粒度的要求，當(dāng)有不能破碎物料進(jìn)入破碎腔，則彈簧被壓縮，活動輥退讓排料口增大，物料排出后，在彈簧壓力下，活動輥復(fù)位 ，這就是機械式排料口調(diào)整與過載保護裝置。 中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 34 頁 參考文獻(xiàn) [1] 許文 .新編破碎粉磨與篩分機械選型設(shè)計實用全書 .北京：北方工業(yè)出版社 2021， 75136 [2] 范祖堯 .非標(biāo)準(zhǔn)機械設(shè)備設(shè)計手冊 [3] 程志紅 .機械設(shè)計 .南京：東南大學(xué)出版社， 2021 [4] 王洪欣 .機械原理 .南京：東南大學(xué)出版社， 2021 [5] 成大先 機械設(shè)計手冊 北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2021 [6] 劉鴻文 .簡明材料力學(xué) .北京：高等教育出版社， 1997 [7] 甘永立 幾何量公差與檢測 上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社， 2021 [8] 畫法幾何及機械 制圖 徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社， 2021 [9] 高瀾慶 破碎機的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢 冶金設(shè)備 2021， 128： 1316 [10] 李鶴一 .雙齒輥破碎機的設(shè)計 . 礦山機械 .2021， 7： 4142 [11] 梁金剛 .煤用齒輥式破碎機的現(xiàn)狀及新發(fā)展 .選煤技術(shù) .2021， (3)： 4143 [12] 王忠文 .雙齒輥破碎機齒輥切向力的分析計算 .選煤技術(shù) .2021， (4)： 89 [13] 王進(jìn)軍 .雙齒輥破碎機輥齒強度分析 .煤礦機械 .2021， (11)： 6566 [14] 中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總 局 .GB/T 共和國國家標(biāo)準(zhǔn) .北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社， 20210906 [15] 中國機械工業(yè)聯(lián)合會 .JB/T 破碎機 .北京：機械科學(xué)研究院出版社， 20210523 [16] BS 812． Testing Aggregates． Pnn 1． Methods for determining particle size and shape． British Standards Institute,London(1975)． [17] Shergold， H． E． ,A study ol the granulators used in the production of roadmakingaggregates． Dept． Scientific and Industrial Research， Road Research Laboratory， Technical Paper 44， HMSO(1959)． [18] Brook。 ②該段安裝軸承，且要為齒輪做軸肩，估選軸承為 30219 型號圓錐 滾子軸承，根據(jù)軸承的寬度，且在左端要留安裝密封透蓋得位置，右端安裝密封緊定套的位置，根據(jù)結(jié)構(gòu)可確定該段軸徑