【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 潤(rùn)滑效果變差。軸承工作載荷：軸承工作載荷大，潤(rùn)滑區(qū)內(nèi)潤(rùn)滑膜上的壓力就大，潤(rùn)滑劑被擠出，厚度變薄，甚至破裂，所以軸承上載荷必須在所選潤(rùn)滑劑的承載能力范圍內(nèi)。軸承工作轉(zhuǎn)速：軸承轉(zhuǎn)速越高，套圈、滾動(dòng)體和保持架在運(yùn)動(dòng)中的摩擦發(fā)熱量就越大。根據(jù)使用的潤(rùn)滑劑的不同，滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑方式有油潤(rùn)滑、脂潤(rùn)滑和固體潤(rùn)滑三類。選用哪一類潤(rùn)滑方式，這與軸承的轉(zhuǎn)速有關(guān)，一般用滾動(dòng)軸承的dn值（d為滾動(dòng)軸承內(nèi)徑，單位為mm；n為軸承轉(zhuǎn)速，單位為r/min）表示軸承的速度大小。因此，參照《機(jī)械設(shè)計(jì)》書(shū)中滾動(dòng)軸承這一章，根據(jù)dn值的大小，我們選用脂潤(rùn)滑。潤(rùn)滑脂的潤(rùn)滑膜強(qiáng)度高，能承受較大的載荷，不易流失，容易密封，一次加脂可以維持相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間。潤(rùn)滑脂的主要性能指標(biāo)為錐入度和滴點(diǎn)，根據(jù)dn值和載荷的大小選擇具有合適錐入度和滴點(diǎn)的潤(rùn)滑脂。在dn值較大，載荷較小時(shí)，應(yīng)選擇錐入度較大的潤(rùn)滑脂；反之，應(yīng)選用錐入度較下的潤(rùn)滑脂。本機(jī)構(gòu)中，dn值較小，載荷較大，因此選用錐入度較大的潤(rùn)滑脂。常用的是極壓鋰基脂，這類潤(rùn)滑脂具有良好的高、低溫性、緩蝕性機(jī)械安定性、氧化安定性、極壓抗磨性、耐磨性等。為了防止?jié)櫥瑒┑臑a出和塵埃、顆粒以及其它雜物、水分的侵入，滾動(dòng)軸承必須具有適當(dāng)?shù)拿芊庋b置，以保持良好的潤(rùn)滑條件和正常的工作環(huán)境。通常在選擇軸承密封形式時(shí)，應(yīng)考慮以下幾個(gè)因素：軸承的外部工作環(huán)境；軸承的轉(zhuǎn)速和工作溫度；軸的支承結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；潤(rùn)滑劑的種類和性能。密封裝置可分為接觸式密封和非接觸式密封。本機(jī)構(gòu)一般屬于礦山粉碎機(jī)械，轉(zhuǎn)速不是很高，采用的是脂潤(rùn)滑，結(jié)合這些因素和實(shí)際情況，我們選擇非接觸式潤(rùn)滑。非接觸式密封裝置的密封間隙處，除了存在潤(rùn)滑劑的內(nèi)摩擦外，不會(huì)出現(xiàn)其它形式的摩擦，不會(huì)磨損，使用時(shí)間長(zhǎng)也不會(huì)有明顯的溫升，因此應(yīng)用也較廣。其主要有隙縫密封、甩油密封和曲路密封，我們采用溝槽密封，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，溝槽內(nèi)填充潤(rùn)滑脂后使塵埃難以入侵。滾動(dòng)軸承的公差主要是指軸承零件加工后的尺寸和形位公差，以及軸承成品的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)精度。根據(jù)滾動(dòng)軸承公差等級(jí)的選擇原則：在中等載荷、中等轉(zhuǎn)速以及旋轉(zhuǎn)精度要求不高的一般傳動(dòng)裝置中，可選用P0級(jí)軸承。在轉(zhuǎn)速較高和旋轉(zhuǎn)精度要求較高的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中，可選用PP5級(jí)軸承。在高速和高精度的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中，可選用PP2級(jí)軸承。立式輥磨機(jī)屬于轉(zhuǎn)速較高和精度要求較高的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，因此我們選用的公差等級(jí)為P6。24 第4章 MPS3150主要零部件的選材我們知道，磨輥軸有一徑向力從上到下，從大到小地作用在磨輥上，相應(yīng)地作用在輥軸上，因此我們?cè)趯?duì)輥軸選材時(shí)，一定要保證輥軸的剛度，由于支撐部分是懸浮式，因此有一定的沖擊力，所以對(duì)輥軸選材時(shí)，盡量使材料具有一定的耐沖擊性?；谶@些實(shí)際情況，參考《機(jī)械設(shè)計(jì)》第七版中軸這一章節(jié)，我們選用經(jīng)過(guò)調(diào)質(zhì)處理的40CrNi鋼，這種鋼一般用于載荷較大，具有一定沖擊力,很重要的軸，查的其彎曲疲勞極限[]＝430MPa；剪切疲勞應(yīng)力[τ]＝260MPa,比普通及45號(hào)鋼要大的多。在磨盤(pán)上，隨著物料的逐漸輾碎，徑向力從上向下逐漸減小，我們把這一個(gè)逐漸減小的均布力考慮為一集中力，作用在滾壓輪上部1/3點(diǎn)初，則用：M=Fd (41)=3183=(N/m)又因作用截面使一直徑d=20mm=2cm的圓形，所以： W=/32 (42) =(2)/32 =因此： = M/ W (43) = =405(MPa) []如果按照常規(guī)選用經(jīng)過(guò)調(diào)質(zhì)處理的45號(hào)剛，其彎曲疲勞極限為：[]＝275MPa,利用受力計(jì)算軸的彎曲應(yīng)力是不滿足要求的。具體情況為： ＝M/ W ＝ ＝405(MPa) []經(jīng)過(guò)校驗(yàn)可知：所選材料合格。在懸輥磨中，主要的受力和磨損部件就是磨輥和磨盤(pán)，因此對(duì)磨輥的材料和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求很高。對(duì)于磨輥，因其是磨損件，對(duì)其材料的耐磨性要求很高，再加上支撐部分是懸浮式，因此要求其材料又一定的耐沖擊能力，所以普通的鋼已不能滿足需要?，F(xiàn)在在各種工業(yè)的耐磨材料中，金屬材料是應(yīng)用最廣的一類。它主要包括合金鑄鋼、鑄鐵、有色金屬和硬質(zhì)合金。第二代耐磨材料鎳硬鑄鐵優(yōu)點(diǎn)是硬度高，耐磨性好。美國(guó)、日本等國(guó)在1930年前后開(kāi)始使用鎳硬鑄鐵，目前已發(fā)展到鎳硬4，鉻含量由2%提高到9%，鎳含量由4%提高到6%，金相組織中的碳化物由Fe3C型變?yōu)镸7C3型，使韌性等力學(xué)性能顯著提高，鑄態(tài)厚截面也可獲得馬氏體組織，硬度在HRC62以上，并具有一定的韌性，其特點(diǎn)是幾噸重的大型磨輥，可以不經(jīng)熱處理，鑄態(tài)使用，用于立式磨的磨盤(pán)和磨輥。鎳硬鑄鐵的成分性能見(jiàn)表51因此，對(duì)于磨輥零部件的材料，我們定為鎳硬鑄鐵IV。表5國(guó)際鎳公司鎳硬鑄鐵牌號(hào)、成分和性能牌號(hào)化學(xué)成 分（%）機(jī)械性能CSiMnNiCrMoHRCσw(Mpa)σb(Mpa)Αkφ30NiHard1砂53/61金54/6450060056085023035035042028/4135/55NiHard2砂52/59金55/6256068068087032039042053035/4848/76NiHard3砂53/61金54/6450060056085023035035042028/4135/55NiHard4砂53/63金56/64620750680870500600/35/4248/76注：砂——砂型鑄造，金——金屬模鑄造。合金鋼是向碳鋼中加入一種或幾種合金元素，使鋼進(jìn)一步合金化，以提高某些方面的性能。它優(yōu)于碳素鋼，具有高的強(qiáng)度和高的塑性，以及韌性相結(jié)合的綜合機(jī)械性能，有的還具有特殊的物理、化學(xué)性能，如耐蝕、耐熱、耐磨以及磁性等。加入鋼中的主要合金元素有：錳、硅、鉻、鎳、鎢、鉬、釩、鈮、硼等。目前在我國(guó)的鋼產(chǎn)量中合金鋼所占比例逐漸增多，現(xiàn)已發(fā)展成為推進(jìn)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)極為重要的金屬材料。生產(chǎn)制造方法。合金鋼一般在電爐中冶煉，這是由于電爐便于控制爐內(nèi)氣氛，且可獲得較高的溫度，熔煉質(zhì)量高。合金元素是在熔煉前根據(jù)鋼的用途，按適當(dāng)比例以中間合金的方式加入鋼液中。將煉好的鋼液澆注鋼錠模，便獲得各種鋼錠。若注入型模便得到鑄鋼件。鋼錠經(jīng)過(guò)鍛壓或軋制后便獲得各種形狀的鋼材和鍛件。用途。合金結(jié)構(gòu)鋼主要用于制造橋梁、車輛、船舶、容器、鍋爐、齒輪、拖拉機(jī)、起重設(shè)備破碎機(jī)械等。根據(jù)生產(chǎn)工藝和使用的需要，常按以下幾種情況對(duì)鋼進(jìn)行分類：按化學(xué)成分分類。依鋼中主要合金元素的種類可分為錳鋼、鉻鋼、硅錳鋼、鉻錳鋼、鎢鉻釩鋼等。按鋼中合金元素的總含量多少，可分為低合金鋼、中合金鋼和高合金鋼。按用途分類。有合金結(jié)構(gòu)鋼、合金工具鋼和特殊性能的鋼。如耐磨鋼、不銹耐酸鋼、電磁鋼等。按金相組織分類。有鐵素體鋼、珠光體鋼、馬氏體鋼和奧氏體鋼等?；谏鲜鰧?duì)合金鋼的分析，我們選用的主要是耐磨鋼?，F(xiàn)在市場(chǎng)上應(yīng)用的耐磨鋼，大部分是高錳鋼，其鑄態(tài)組織為奧氏體加碳化物。經(jīng)1000176。Ｃ左右水淬處理后組織轉(zhuǎn)變?yōu)閱我坏膴W氏體或奧氏體加少量碳化物，韌性反而提高，因此稱水韌處理。高錳鋼最重要的特點(diǎn)是在強(qiáng)烈的沖擊、擠壓條件下，表層迅速發(fā)生加工硬化現(xiàn)象，使其在心部仍保持奧氏體良好的韌性和塑性的同時(shí)硬化層具有良好的耐磨性能。隨著現(xiàn)在工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)金屬耐磨性的研究越來(lái)越深。從設(shè)計(jì)說(shuō)明中我們知道：本次設(shè)計(jì)的立式輥磨及主要粉碎的是硬度等級(jí)在7級(jí)以上，比如石英等較硬的物料，我們查的硬度等級(jí)為7的石英，估算接近HRC60，理論上研磨介質(zhì)的硬度大于或等于磨料硬度的80％，才具有理想的抗磨效果。懸輥磨在粉碎物料時(shí)，物料在滾壓輪和缸體內(nèi)壁之間只要進(jìn)行擠壓和摩擦，磨料被不斷的破碎成越來(lái)越小的碎片。從磨損類型上來(lái)講，這是磨料磨損，因此在選擇磨輥材料時(shí)，應(yīng)該綜合考慮這些因素。在其它大型的粉碎機(jī)械上，用的耐磨損件大多是硬鎳鑄鐵，其利用高錳鋼在沖擊作用下耐磨性能強(qiáng)和加工硬化能力。在本機(jī)構(gòu)屬于小型機(jī)械，雖說(shuō)在支撐部分設(shè)計(jì)為懸浮式，有一定的沖擊力，但沖擊力不是很大，高錳鋼只有在沖擊作用下其耐磨性才能得到充分發(fā)揮，因此我們選用硬鎳鑄鐵。像這么大型的粉碎機(jī)械，很少有可以參考的方面，我們只有在分析的基礎(chǔ)上斟酌選擇，其實(shí)際應(yīng)用中的工作能力，還要在工作進(jìn)一步的檢驗(yàn)。在本次設(shè)計(jì)的立式輥磨機(jī)中，主要的工作原理就是利用磨輥在磨盤(pán)上輾壓粉碎物料，因此和磨輥一樣，磨盤(pán)是也各磨損件。為了節(jié)約成本，我們?cè)谀ケP(pán)上加一個(gè)襯板，這樣只要襯板的材料有一定的抗磨損就可以了。因此像設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)上說(shuō)的那樣，我們也要優(yōu)選磨盤(pán)襯板的材料，使其與磨輥的材料相匹配。但又因?yàn)樵O(shè)計(jì)為可拆卸的，對(duì)于其襯板可以方便更換，所以對(duì)其材料要求可以不像磨輥那么高，但必須滿足實(shí)際的工作需要。說(shuō)起襯板，對(duì)于工程機(jī)械人員，優(yōu)選想到的就是高錳鋼。高碳高錳耐磨鋼即ZGMn13，簡(jiǎn)稱高錳鋼。高錳鋼自從問(wèn)世至今已有100多年歷史，作為耐磨鋼目前仍然廣泛應(yīng)用于許多行業(yè)，并被電力行業(yè)譽(yù)為“王牌抗磨材料”。如此之強(qiáng)的生命力主要?dú)w因于其極高的沖擊韌性（Ak100 J/cm2），使用中安全可靠是其主要特點(diǎn)，尤其在強(qiáng)沖擊條件下的磨損工況中效果更為顯著。這種材料在磨機(jī)中廣泛的應(yīng)用為襯板材料，目前也經(jīng)久不衰。%－%，含錳11％－14％，鑄造成型經(jīng)固溶化熱處理，形成單一奧氏體金相組織，具有較高的抗拉伸強(qiáng)度、塑性和韌性，但硬度較低。加工硬化后，表面硬度可以在HB200左右提高到HB500－HB600左右，也就是HRC50左右（和滾壓輪材料ZG70CrMnMoBRe的HRC53相匹配），從而具有較高的硬度和耐磨性，而芯部保持較高的韌性，因此高錳鋼適用于沖擊磨損的條件下。該材料的另一特點(diǎn)是無(wú)磁性，可根據(jù)這一特點(diǎn)判斷材料成分或熱處理是否合格。現(xiàn)在許多粉碎機(jī)械，比如球磨機(jī)、雷蒙機(jī)都選用的是高錳鋼襯板。所以，對(duì)于磨盤(pán)襯板的材料，我們選擇經(jīng)過(guò)熱處理和硬化處理的高錳鋼。但是隨著高錳鋼應(yīng)用的推廣，對(duì)其研究的深入，其不足之處也顯露出來(lái)。高錳鋼的加工硬化機(jī)理有位錯(cuò)堆積與形變誘導(dǎo)變兩種理論。近年來(lái)的研究更多的支持了位錯(cuò)堆積論。認(rèn)為，高錳鋼在摩擦作用下高度強(qiáng)化是由于形成大量的位錯(cuò)、孿晶變形、鋃嵌缺陷及塊狀組織細(xì)化等。在位錯(cuò)密度達(dá)到極限值時(shí)，滑移實(shí)際上不可能，這是孿晶成為主要的變形形式。但是在低沖擊載荷或低應(yīng)力下，由于不可能達(dá)到那樣高的加工硬化度，這時(shí)高錳鋼的耐磨性不如其它耐磨鋼好。如用高錳鋼作噴丸機(jī)的噴嘴，其壽命和一般碳鋼相當(dāng)。用ZGMn13做球磨機(jī)襯板一般使用六到八個(gè)月，多者一年，使用壽命還不如T8鋼及其它低合金耐磨鋼。另外，即使在較高的沖擊載荷下，如果破碎的礦石較軟，其耐磨性也較差。如錘式破碎機(jī)的錘頭，破碎含有泥沙的較軟的礦石時(shí)，錘頭表層加工硬化只有240—300HB，錘頭壽命最多18小時(shí)。綜上可見(jiàn)，高錳鋼不是任何情況都是耐磨的，只有在高沖擊下和高應(yīng)力下迅速加工硬化，形成耐磨的表面層時(shí)，才顯出較高的耐磨性。因此，近年來(lái)又提出了對(duì)高錳鋼的再合金化，這都需要進(jìn)一步的研發(fā)和試驗(yàn)，我們拭目以待。由于磨盤(pán)沖擊和磨損不是很大，且支撐盤(pán)的體積較大，所以為了節(jié)約成本，我們對(duì)其選材首先考慮耐磨鑄鐵。鑄鐵具有優(yōu)良的耐磨性，作為耐磨材料得到廣泛應(yīng)用。鑄鐵的耐磨性能取決于其組織，在摩擦磨損條件下，灰鐵或球鐵中的石墨是良好的潤(rùn)滑劑，能起到儲(chǔ)油與潤(rùn)滑的作用。常用的耐磨鑄鐵有：鎳硬白口鑄鐵、高磷合金鑄鐵鉻系白口鑄鐵，灰鑄鐵等，因鎳合金價(jià)格較貴，磷合金的強(qiáng)度不高，因此對(duì)于支撐件的材料，我們考慮選用灰鑄鐵?；诣T鐵基本上是由鐵、碳和硅組成的共晶型合金，其中，碳主要以石墨的形態(tài)存在。生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)鑄件，控制鑄鐵凝固時(shí)形成的石墨的形態(tài)和基體金屬組織是至關(guān)重要的。它具有良好的鑄造性能、良好的減振性、良好的耐磨性能、良好的切削加工性能、低的缺口敏感性因此，支撐件的材料我們選為灰鑄鐵（HT150）。、機(jī)身立柱材料的選擇液壓缸、機(jī)身立柱的材料常用的是45號(hào)鋼，為了保證其機(jī)械性能，應(yīng)進(jìn)行正火或調(diào)質(zhì)處理。在這里，我們把液壓缸的材料也選為45號(hào)鋼，并進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，以提高其機(jī)械性能。、生產(chǎn)能力的核算在立磨中，當(dāng)物料所受的離心力和物料在磨盤(pán)上運(yùn)動(dòng)時(shí)的摩擦力相等時(shí)，則物料作等速運(yùn)動(dòng)。對(duì)于同一種型式的立磨，其不同規(guī)格的轉(zhuǎn)速，一般按相同的離心力來(lái)設(shè)計(jì)。因?yàn)殡x心力與直徑的一次方成正比，與轉(zhuǎn)速的平方成正比(=)，所以磨機(jī)的轉(zhuǎn)速N與磨盤(pán)直徑成正比，據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)記載LM型立磨N=，MPS型立磨N=。立磨的生產(chǎn)能力與所加工的物料性能有關(guān)，與所施加的壓力及單位時(shí)間內(nèi)碾壓的物料量有關(guān)。在同種物料和一定的壓力下，一個(gè)磨輥單位時(shí)間內(nèi)碾壓的物料量M與磨輥寬度B、料床厚度h和磨盤(pán)輥道線速度u的乘積有關(guān)。B與h均與磨盤(pán)直徑D成正比，磨機(jī)臺(tái)時(shí)能力Q正比于M。立磨的生產(chǎn)能力是按試驗(yàn)?zāi)サ脑囼?yàn)結(jié)果來(lái)計(jì)算的。各種原材料由于其產(chǎn)地不同，成礦條件和巖相結(jié)構(gòu)不同，其易磨性有著顯著的差異，反映到磨機(jī)的產(chǎn)量上也有明顯的差別。因此，在立磨的選型之前必須作原材料的易性試驗(yàn)，MPS立磨的原材料試驗(yàn)是在標(biāo)準(zhǔn)的MPS32型(輾道直徑32Omm)小型立磨上試驗(yàn)的。試驗(yàn)前將用戶提供的原材料按用戶的配制方案相配合，通過(guò)試驗(yàn)得出這種配合料的小磨小時(shí)能力(kg/h)、單位功率消耗(立磨聯(lián)軸器處的消耗，KWh科和耐