【文章內(nèi)容簡介】 。允許壓輥軸相對軸承座孔中心左右偏擺1176?！?176。，以適應(yīng)壓輥在較大的經(jīng)向壓力作用下非均勻受力工況。 動(dòng)、靜輥組件定位方案的設(shè)計(jì)動(dòng)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。動(dòng)輥組件與液壓缸連接。在液壓缸推力作用下，可沿導(dǎo)軌作往復(fù)位移。 定輥組件與后支承座采用固定連接方式；同時(shí)，在接觸面墊有一橡膠耐磨版，以吸收和減緩作用在定輥上的輥磨沖擊力。允許壓輥軸相對軸承座孔中心左右偏擺1176?！?176。，以適應(yīng)壓輥在較大的徑向壓力作用下非均勻受力工況。 設(shè)備的總體框架總體框架由底座組件、上橫梁組件和前后支撐組件組成。各部分組件均為焊接結(jié)構(gòu)，并需經(jīng)過消除內(nèi)應(yīng)力處理。底座組件和上橫梁組件均有兩條平行導(dǎo)軌，由復(fù)合聚四氟乙烯耐磨版與底座體通過螺紋連接組成；同時(shí)，底座和上橫梁中都設(shè)有擋鐵裝置來限制動(dòng)靜輥沿導(dǎo)軌方向的移動(dòng)。 總體框架圖 軸承類型的選擇及潤滑方式由于要求的生產(chǎn)能力為150t/h，液壓推力達(dá)到5000kN。因此，選用承受較大徑向載荷的調(diào)心滾子軸承，同時(shí)還可以起到一定的緩沖作用。潤滑方式采用干油潤滑，每個(gè)軸承座設(shè)置兩個(gè)注油點(diǎn)。一般在設(shè)備每次啟動(dòng)時(shí)，通過多點(diǎn)甘油潤滑泵自動(dòng)向軸承內(nèi)注入一定量的潤滑脂。在此，選用型號(hào)為Ω75號(hào)的潤滑脂。 液壓推力系統(tǒng)高壓輥磨機(jī)所需要的強(qiáng)大壓力是由液壓系統(tǒng)提供的。在動(dòng)輥軸承座的兩端各設(shè)兩個(gè)上下比鄰的液壓缸，以產(chǎn)生所需要的靜壓推力。推力的大小可根據(jù)粉碎物料的特性和實(shí)際工況及調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)的壓力來確定。液壓缸的油壓由液壓站上的液壓泵供給，液壓泵為間歇式工作方式。雖然由一個(gè)液壓站供油，但分兩個(gè)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)。這樣，當(dāng)喂料的物理性能不均勻而使動(dòng)輥發(fā)生偏移時(shí)，它能使其盡快恢復(fù)到與固定輥保持平行的狀態(tài)。為保持液壓穩(wěn)定和高壓輥磨機(jī)的安全運(yùn)轉(zhuǎn)，在每個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中均設(shè)置兩個(gè)充氮蓄能器，以增加系統(tǒng)的靈活性，更好的滿足操作條件的需要。 設(shè)備的密封及防塵裝置的設(shè)計(jì)高壓輥磨機(jī)的工作對象是塊狀鐵礦石，這就要求應(yīng)將物料準(zhǔn)確的送至對輥工作表面，并將其局限在工作表面范圍內(nèi)而不能外溢，從而實(shí)現(xiàn)有效的破碎，此結(jié)構(gòu)是由料斗機(jī)構(gòu)和側(cè)擋板機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)的。 料斗及防塵裝置由圖可以看出，當(dāng)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(dòng)及側(cè)擋板機(jī)構(gòu)的作用下，實(shí)現(xiàn)物料在工作范圍內(nèi)的有效破碎。由于本設(shè)備在工作條件下會(huì)產(chǎn)生很大的灰塵，對工人的健康及設(shè)備本身，如液壓系統(tǒng)及滑動(dòng)導(dǎo)軌的保養(yǎng)等造成很大的損害，故在設(shè)計(jì)中必須考慮到防塵的裝置，但它不是絕對的，由于微?；覊m無孔不入，所以本設(shè)計(jì)中所指的防塵，只能是防止顆粒狀態(tài)灰塵的外延，使其控制在空間工作內(nèi)，它包括動(dòng)靜輥的整體封閉及對靜動(dòng)輥軸的封閉采用。對于動(dòng)靜輥的整體封閉采用薄鋼板作為防塵罩，做成一個(gè)適當(dāng)形狀的整體殼罩在上面即可。同時(shí)要便于灰塵進(jìn)一步到出料口，以防止灰塵淤積。對于封料板應(yīng)用燕尾槽形的擋板。因?yàn)閾醢迥p劇烈，需要經(jīng)常更換。同時(shí)當(dāng)料板比較重，導(dǎo)致拆卸安裝比較的困難，需要用吊車。因此上面要有吊環(huán)，采用燕尾槽形式擋板，能使板受力均勻，密封性更好，消除了導(dǎo)向性，定位等有關(guān)問題。 設(shè)備的總體布局設(shè)計(jì)（1）采用兩套傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，由于電動(dòng)機(jī)、減速器、動(dòng)靜輥之間采用聯(lián)軸器聯(lián)接，故在實(shí)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)（）； 臥式結(jié)構(gòu)布局圖（2）由于采用大功率電動(dòng)機(jī)，減速器降速比較大，才用分離式布局電機(jī)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(dòng)輥軸承座左側(cè)，其支承由筋板來實(shí)現(xiàn)；（4）動(dòng)靜輥之間有壓力存在時(shí)機(jī)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。4 動(dòng)輥組件的設(shè)計(jì)與計(jì)算 動(dòng)輥軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算軸是組成機(jī)械的一個(gè)重要零件。它支承著其他轉(zhuǎn)動(dòng)件回轉(zhuǎn)并傳遞轉(zhuǎn)矩，同時(shí)它又通過軸承和機(jī)架聯(lián)結(jié)。所有軸上零件都圍繞軸心線做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，形成了一個(gè)以軸為基準(zhǔn)的組合體——軸系部件。所以，在軸的設(shè)計(jì)中，不能只考慮軸本身，還必須和軸系零、部件的整個(gè)結(jié)構(gòu)密切聯(lián)系起來。軸設(shè)計(jì)的特點(diǎn)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(diǎn)和支點(diǎn)間的跨距無法精確確定，故彎矩大小和分布情況不能求出。因此，在軸的設(shè)計(jì)中，必須把軸的強(qiáng)度計(jì)算和軸系零、部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)交錯(cuò)進(jìn)行，邊畫圖、邊計(jì)算、邊修改。通常，軸的設(shè)計(jì)程序是：根據(jù)機(jī)械傳動(dòng)方案的整體布局，擬定軸上零件的布置和裝配；選擇軸的合適材料；初步估算軸的直徑；進(jìn)行軸系零、部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算；進(jìn)行剛度計(jì)算；校驗(yàn)鍵的聯(lián)接強(qiáng)度；驗(yàn)算軸承；根據(jù)計(jì)算結(jié)構(gòu)修改設(shè)計(jì)；繪制軸的零件工作圖； 動(dòng)輥軸的材料選用在機(jī)械工程領(lǐng)域所應(yīng)用的材料，按用途的不同，可分為結(jié)構(gòu)材料和功能材料兩大類。結(jié)構(gòu)材料通常是指工程上要求強(qiáng)度、韌性、塑料、硬度、耐磨性等機(jī)械性能的材料。功能材料是指具有電、光、聲、熱、磁等功能和效用的材料。按材料結(jié)合鍵的特點(diǎn)及性質(zhì)，一般可分為金屬材料、無機(jī)非金屬材料和有機(jī)材料三大類其中金屬材料是機(jī)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。黑色金屬材料是鐵基金屬合金，包括碳鋼、鑄鐵及各種合金鋼。其余的金屬材料都屬于有色金屬材料。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(jī)器零件和各類工程結(jié)構(gòu)。當(dāng)零件的形狀復(fù)雜、截面尺寸較大、機(jī)械性能較高、滲透性較好時(shí)，采用碳素結(jié)構(gòu)鋼常常難于滿足要求，而合金結(jié)構(gòu)鋼由于合金元素的作用，能夠明顯地提高強(qiáng)度、韌性和耐磨性，并具有良好的淬透性。對于大型零件，由于合金結(jié)構(gòu)鋼淬透性較高，能夠在零件整個(gè)大截面上淬透而得到均勻一致的良好的綜合機(jī)械性能，既有高強(qiáng)度又有足夠的韌性。因此，強(qiáng)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。合金結(jié)構(gòu)鋼通常需熱處理，以獲得良好的綜合機(jī)械性能，按其含碳量和熱處理工藝的不同，可將合金鋼分為合金調(diào)質(zhì)與滲碳鋼兩類?！?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(qiáng)度和足夠的韌性，為進(jìn)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(jìn)行氮化處理。合金調(diào)質(zhì)鋼的淬透性直接影響調(diào)質(zhì)處理后的綜合機(jī)械性能，因此，選材時(shí)應(yīng)當(dāng)考慮其臨界淬透性直徑與工件的截面尺寸的協(xié)調(diào)。合金調(diào)質(zhì)鋼多用與制造高強(qiáng)度、高韌性、綜合機(jī)械性能優(yōu)良的重要機(jī)器零件，如齒輪、各種軸（發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸、機(jī)床主軸）及高強(qiáng)度連接螺栓。35CrMo特性高溫下具有高的持久強(qiáng)度和蠕變強(qiáng)度，低溫韌性較好，工作溫度高溫可達(dá)500，低溫可至110，并具有高的靜強(qiáng)度、沖擊韌性及較高的疲勞強(qiáng)度，淬透性良好，無過熱傾向，淬火變形小，冷變形時(shí)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(shí)，焊前預(yù)熱至150～400，焊后需消除應(yīng)力處理。一般在調(diào)質(zhì)處理后使用，也可以在高中頻表面淬火或淬火加低中溫回火后使用。42CrMo特性和35CrMo性能相近，由于碳和鉻的含量增高，因此其強(qiáng)度和淬透性均優(yōu)于35CrMo，調(diào)質(zhì)后有較高的疲勞強(qiáng)度和抗多次沖擊能力，低溫沖擊韌性好，且無明顯的回火脆性，一般在調(diào)質(zhì)后使用。一般用于制造比35CrMo強(qiáng)度更高、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(dòng)機(jī)汽缸、彈簧、彈簧夾、1200～2000mm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。在此，選用42CrMo，調(diào)質(zhì)處理，作為輥軸的材料。 初估動(dòng)輥軸軸徑根據(jù)公式： mm ()其中：P——軸傳遞的功率 kW n——軸的轉(zhuǎn)速 r/min d——所要計(jì)算的軸徑 mm A——與軸的材料及相應(yīng)的許用扭剪應(yīng)力[]有關(guān)的設(shè)計(jì)系數(shù)，由表613查得A取100==得，=根據(jù)結(jié)構(gòu)要求及實(shí)際工況，取最小軸徑d=300mm。按理論上說，最小軸徑越大，越能保證其強(qiáng)度要求，從而加大軸的安全系數(shù)。但軸徑過大，會(huì)造成材料浪費(fèi)、設(shè)備尺寸加大、設(shè)備成本增加，故滿足軸本身的強(qiáng)度、其它軸系零部件的要求及實(shí)際工況等綜合考慮的前提下，來確定最小軸徑。 動(dòng)輥軸的結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)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(yùn)輸?shù)葪l件。軸的結(jié)構(gòu)應(yīng)是盡量減小應(yīng)力集中，受力合理，有良好的工藝性，并使軸上零件定位可靠，裝拆方便。對軸的結(jié)構(gòu)決定于受載情況，軸上零件的布置和固定方式，軸承的類型與要求剛度大的軸，還應(yīng)在結(jié)構(gòu)上考慮減小軸的變形。由于影響軸的結(jié)構(gòu)因素較多，故軸不可能有標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)形式，必須根據(jù)具體情況分析比較，確定方案。軸的破壞多數(shù)屬于疲勞破壞。在軸的截面變化處(如軸肩、鍵槽、環(huán)槽等)，會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中，軸的疲勞破壞往往在此產(chǎn)生。因此在軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，應(yīng)力求降低應(yīng)力集中。由于軸的表面應(yīng)力最大，提高軸的表面質(zhì)量也是提高軸的疲勞強(qiáng)度的有力措施。在結(jié)構(gòu)上為了保證軸的疲勞強(qiáng)度，在軸肩處的過渡圓角半徑不應(yīng)過小。提高軸的表面質(zhì)量包括降低軸的表面粗糙度，對軸表面進(jìn)行處理，如熱處理、機(jī)械處理和化學(xué)處理等，都能達(dá)到提高軸的疲勞強(qiáng)度的目的。在前面的總體設(shè)計(jì)計(jì)算里，已確定輥徑為1200mm。為防止礦石顆粒的外溢，應(yīng)設(shè)有擋料裝置；考慮到工作環(huán)境，應(yīng)設(shè)有防塵裝置；由于軸承的負(fù)荷很大，兩個(gè)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(yīng)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(jié)構(gòu)形狀要適合這些元件的結(jié)構(gòu)要求，設(shè)計(jì)成階梯軸，即軸徑尺寸從中間向兩端逐漸減小。 壓輥軸的結(jié)構(gòu)圖 軸承的選擇與校核1. 軸承的選擇前面已確定選用調(diào)心滾子軸承，根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)，確定軸承的具體型號(hào)為23280CAF3/W33調(diào)心滾子軸承。它的主要特點(diǎn)是承載能力里大，；主要承受徑向載荷，也能承受任一方向的軸向載荷，適于在重載和振動(dòng)載荷下工作，不能承受純軸向載荷；軸的外殼的軸向位移限制在軸向游隙范圍內(nèi)；調(diào)心性好，能補(bǔ)償同軸度誤差；極限轉(zhuǎn)速低，內(nèi)空錐度1：12。在普通車床的主軸頭部軸承亦采用這種軸承來保證主軸的各項(xiàng)精度要求，可見選用此類軸承的合理性。23280CAF3/W33的主要參數(shù):dDB=400mm720mm256mm，基本額定靜載荷=11300kN，基本額定動(dòng)載荷=6150kN，e=，錐度1:12，=， =， =。徑向當(dāng)量動(dòng)載荷： 當(dāng)Fa/Fr≤e時(shí)，Pr=Fr+Fa （） 當(dāng)Fa/Fr＞e時(shí)，Pr=+Fa （）2. 軸承壽命驗(yàn)算 （）式中：——用小時(shí)表示的軸承基本額定壽命 ——壽命指數(shù)（滾子軸承=10/3） n——軸承內(nèi)外圈的相對轉(zhuǎn)速 r/min P——當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷 kN C——基本額定動(dòng)負(fù)荷 kN根據(jù)輥壓設(shè)備的實(shí)際工作情況，軸承主要受液壓系統(tǒng)的推力作用，故可以粗略的按下面的方法取用。徑向載荷：Fr=F/2=2500kN軸向載荷：Fa=1/12 Fr= kN由于Fa/Fr=1/12e，所以當(dāng)量動(dòng)載荷Pr=Fr+Fa=2500+=2937kN則該軸承的使用壽命：=9788h=1年所以所選軸承合格。 動(dòng)輥軸的校核按此設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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。根據(jù)實(shí)際設(shè)計(jì)要求及液壓缸外徑的限制，設(shè)計(jì)壓輥外側(cè)與軸承座內(nèi)側(cè)的距離A=240mm，軸承座寬度為350，由于軸承受力點(diǎn)一般選在軸承中間，故取C=175mm。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=9550=9550=138647Nm考慮到整個(gè)設(shè)備的實(shí)際工況等條件，動(dòng)輥軸的變形主要是由液壓推力的作用產(chǎn)生的。故動(dòng)輥軸的受力圖、彎矩、。 動(dòng)輥軸的受力圖、彎矩、扭矩圖 若按許用彎曲應(yīng)力計(jì)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(jì)算時(shí)應(yīng)選輥軸邊緣計(jì)算。軸所受的彎矩為：水平方向：===1725 Nm垂直方向：=合成彎矩：=2440 Nm按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度：進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面的強(qiáng)度。由于輥軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取=：==前面已選定軸的材料為42CrMo，調(diào)質(zhì)處理，查表得，=240 MPa。因此，故安全。 減速器的選擇與校核 減速器的介紹減速器是原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)之間的獨(dú)立的封閉傳動(dòng)裝置，用來降低轉(zhuǎn)速和增大轉(zhuǎn)矩，以滿足工作需要。在某些場合也用來增速，成為增速器。 減速器種類很多，按照傳動(dòng)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(dòng)級(jí)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(dòng)的布置形式又可分為展開式、分流式和同軸式減速器。在此選用的ＸＧ型系列減速器主要用于水泥工業(yè)輥壓機(jī)主傳動(dòng)減速裝置上。該系列減速機(jī)在多粉塵環(huán)境中能承受連續(xù)強(qiáng)沖擊、強(qiáng)振動(dòng)的重載負(fù)荷，同時(shí)由于受輥壓機(jī)結(jié)構(gòu)限制，減速機(jī)必須做到體積小、重量輕。在此采用的行星傳動(dòng)使傳動(dòng)功率分流，經(jīng)優(yōu)化設(shè)計(jì)，在行星傳動(dòng)核心技術(shù)─均載上取得突破，較好的解決了上述問題。該系列減速器齒輪采用高強(qiáng)度優(yōu)質(zhì)合金鋼材料淬硬、精制而成。其性能特點(diǎn)如下：連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)、高承載能力、抗沖擊、抗震動(dòng)；可正、反兩向運(yùn)轉(zhuǎn)；傳動(dòng)效率：；輸入軸轉(zhuǎn)速≤1500r/min；環(huán)境溫度10℃—+40℃，低于0℃時(shí)，啟動(dòng)前潤滑油應(yīng)預(yù)熱；特別適用于嚴(yán)重沖擊，多粉塵及連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的情況；正常使用壽命：不低