【正文】 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 沈陽航空工業(yè)學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 15 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。 沈陽航空工業(yè)學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 12 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。 （ 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，并確定冷卻通風方式，所選電動機容量應(yīng)留有余量，負荷率一般取 ～ ，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）輥寬大，對料層厚度的均勻性有不良影響。 。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。詳細結(jié)構(gòu)見三維總裝配體。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。 高壓輥磨機在國外普遍應(yīng)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(guān)注。主要內(nèi)容如下： 。能否將高壓輥磨機普遍應(yīng)用到冶金礦業(yè) ， 一直是行內(nèi)人關(guān)心的問題。 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(shè)備的需求情況，高壓輥磨設(shè)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(shè)備技術(shù)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(shè)備自重： 2500t。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。 最大入料粒度 mmd 55max ? ，故 minS ≤ ～ 。嚙角 39。 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。 一定的輥壓力是輥壓機實現(xiàn)料層粉碎的必要條件之一。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。理論和實踐證明，輥速宜在 ～ 。 動、靜輥組件定位方案的設(shè)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。 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。 沈陽航空工業(yè)學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 18 設(shè)備的總體布局設(shè)計 （ 1）采用兩套傳動機構(gòu)，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(cè)布置 ， 亦被稱為臥式結(jié)構(gòu)（如圖 所示） ； 圖 臥式結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)來支承； （ 3）兩對液壓缸布置在動輥軸承座左側(cè)，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。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(fù)雜的零件采用合金結(jié)構(gòu)鋼制造比較理想。 由于影響軸的結(jié)構(gòu)因素較多，故軸不可能有標準的結(jié)構(gòu)形式，必須根據(jù)具體情況分析比較，確定方案。 動輥軸的校核 按此設(shè)備的 結(jié)構(gòu)設(shè)計安排，壓輥外側(cè)應(yīng)與 軸承座內(nèi)側(cè)留有足夠的空間，用以完成防塵裝置、端蓋等的安裝。在此采用的行星傳動使傳動功率分流，經(jīng)優(yōu)化設(shè)計，在行星傳動核心技術(shù)─均載上取得突破，較好的解決了上述問題。 （ 2） 聯(lián)軸器的工作轉(zhuǎn)速高低和引起的離心力大小。 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 m= N （ 3） 兩軸相對位移的大小和方向。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(yīng)預(yù)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(jié)（無鍵可拆卸聯(lián)接方式），懸掛安裝。 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(shè)計（論文） 22 產(chǎn)生應(yīng)力集中，軸的疲勞破壞往往在此產(chǎn)生。 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。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(jié)。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。在液壓缸推力作用下，可沿導(dǎo)軌作往復(fù)位移。 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(shè)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 =。 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(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。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(shè)計（論文） 10 常運轉(zhuǎn)。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。 由圖中三角關(guān)系得出下列關(guān)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。 當料層厚度相同時，物料粉碎的越細，消耗的功率越大。由于壓力的減小，料餅微微膨脹。 總之，高壓輥磨機的引進和開發(fā)大大的降低了生產(chǎn)成本節(jié)約了能源、提高了效率，并逐步的在我國的水泥工業(yè)、冶金行業(yè)占有了重要的地位。該結(jié)論說明礦石在對壓輥的高壓載荷作用下，內(nèi)部受到極大的創(chuàng)傷并產(chǎn)生眾多的微裂紋，甚至直接被擠壓成餅狀或更細粒度，從而大幅度減少了使后續(xù)磨礦的工作量。為解決實際開發(fā)設(shè)計和系列化定型設(shè)計中的關(guān)鍵技術(shù)問題，本論文采用基于 3D 特征的 CAD 技術(shù)，對 高壓輥磨機進行三維模型設(shè)計，實現(xiàn)以先進的科技手段解決關(guān)鍵性技術(shù)問題，而且為高壓輥磨機設(shè)計的產(chǎn)業(yè)化、系列化發(fā)展，加速該設(shè)備在金屬選礦行業(yè)推廣應(yīng)用的進程奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。 由于金屬礦山行業(yè)的礦巖硬度高、成分復(fù)雜等原因，輥磨機在冶金礦山應(yīng)用和推廣較水泥行業(yè)發(fā)展速度慢，但是輥磨機高效、節(jié)能的優(yōu)點，使國內(nèi)外業(yè)內(nèi)科研工作者從未放棄對其的研究工作，經(jīng)過二十多年的不懈努力，用于礦巖粉碎的輥磨機技術(shù)和設(shè)備在結(jié)構(gòu)上不斷改進、完善，并最終在金屬礦山行業(yè)應(yīng)用方面取得了突破性進展，如德國洪堡公司 (KDH)的鐵礦石輥磨機、美國 BH、 DH 系列型煤輥壓機等。 本課題 主要 內(nèi)容是完成 GM1200 550W 型高壓輥磨機的 工藝參數(shù)、 動力參數(shù)、沈陽航空工業(yè)學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 運動參數(shù)的計算 及 總體設(shè)計，來完成前期的設(shè)計圖紙；在前期完成的設(shè)計圖紙基礎(chǔ)上應(yīng)用三維 CAD 和虛擬裝配技術(shù)進行總體設(shè)計，并進行干涉檢查等內(nèi)容，來保證最終的二維圖紙的合理性與可執(zhí)行性。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。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。42180。輥寬大，相對地意味著輥徑小。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= ?sin21D （ ） 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 ?5 ～ ?8 ， 即： 當 ? = ?5 時， H= ?5sin120211 ?? = 當 ? = ?8 時， H= ?8sin120211 ?? = 故 ： 當 ? = ?5 時， F=5753 kN 當 ? = ?8 時， F=9185kN 根據(jù)實際設(shè)計情況等條件，粗取 F=9000kN。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。； S—— 壓輥工作時的實際間隙（ m）。 ～ 3176。這樣，當喂料的物理性能不均勻而使動輥發(fā)生偏移時，它能使其盡快恢復(fù)到與固定輥保持平行的狀態(tài)。 軸設(shè)計的特點是：在軸系零、部件的具體結(jié)構(gòu)未確定之前，軸上力的作用點和支點間的跨距無法精確確定，故彎矩大小和分布情況不能求出。 35CrMo 特性 高溫下具有高的持久強度和蠕變強度，低溫韌性較好，工作溫度高溫可達 500 C? ，低溫可至 110 C? ，并具有高的靜強度、沖擊韌性及較高的疲勞強度，淬透性良好，無過熱傾向，淬火變形小，冷變形時塑性尚可，切削性能中等，但有第一類回火脆性，焊接性不好，如果需焊接用時，焊前預(yù)熱至 150 C? ～ 400 C? ，焊后需消除應(yīng)力處理。在結(jié)構(gòu)上為了保證軸的疲勞強度，在軸肩處的過渡圓角半徑不應(yīng)過小。 圖 動輥軸的受力圖、彎矩、扭矩圖 若按許用彎曲應(yīng)力計算，則由于輥軸工作處軸徑 ? =710mm，軸徑很大，而在輥軸兩側(cè)，軸徑較小，所以計算時應(yīng)選輥軸邊緣計算。 沈陽航空工業(yè)學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 26 減速器的選擇 此次設(shè)計選用的是 XGF38A— 49 行星齒輪減速器，公稱傳動比 i=49。 （ 4） 聯(lián)軸器的可靠性和工作環(huán)境。 m 軸線折角 —— ?15?? 疲勞轉(zhuǎn)矩 —— fT =20 k N現(xiàn)以十字軸式萬向聯(lián)軸器為例進行校核。 聯(lián)軸器的選用 選擇聯(lián)軸器的類型 根據(jù)傳遞載荷的大小，軸轉(zhuǎn)速的高低，被聯(lián)接兩部件的安裝精度等，參考各類聯(lián)軸器特性，選擇一種合用的聯(lián)軸器類型。 減速器種類很多，按照傳動形式可分為齒輪減速器、 蝸桿 減速器和行星減速器以及它們他們互相組合起來的減速器；按照傳動級數(shù)可分 為圓柱齒輪減速器和圓錐齒輪減速器和圓錐 圓柱齒輪減速器；按照傳動的布置形式又可分為展開式、分流式和同軸式減速器。 23280CAF3/W33 的主要參數(shù) : d D B=400mm 720mm 256mm， 基本額 定靜載荷 0rC =11300kN，基本額定動載 荷 rC =6150kN， e=，錐度 1:12， 1Y =， 2Y =， 0Y =。 動輥軸的結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計 軸的結(jié)構(gòu)決定于受載情況，軸上零件的布置和固定方式，軸承的類型和尺寸、軸的毛坯、制造和裝配工藝及安裝、運輸?shù)葪l件。 合金結(jié)構(gòu)鋼是在碳素結(jié)構(gòu)鋼的基礎(chǔ)上加入適量的一種或幾種合金元素而形成的，它比碳素結(jié)構(gòu)鋼的綜合性能要好，是合金鋼中 用量最大的一類鋼，它廣泛地用于制造各種重要的機器零件和各類工程結(jié)構(gòu)。因為擋板磨損劇烈，需要經(jīng)常更換。 潤滑方式采用干油潤滑，每個軸承座設(shè)置兩個注油點。允許壓輥軸相對軸承座孔中心左右偏擺 1176。 運動參數(shù)的設(shè)計計算 v 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)。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。因為料層愈均勻，料層粉碎的效果就愈顯著。 （ 4）軸承受力 好。 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)。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。由于兩輥間的容積越來