【正文】 液壓系統(tǒng)設(shè)計計算 液壓缸的設(shè)計計算 根據(jù)設(shè)備的實際動作要求，液壓缸設(shè)計為單活塞桿液壓缸，工作時由油壓驅(qū)動，回程時靠液壓閥換向，油壓反向驅(qū)動，采用活塞液壓缸。 m 按公式： nc TT? ，對所選擇的聯(lián)軸器進行強度校核。 m cT —— 計算轉(zhuǎn)矩 N一般的非金屬彈性元件聯(lián)軸器 (例如彈性套柱銷聯(lián)軸器、彈性柱銷聯(lián)軸器、梅花形彈性聯(lián)軸器等 )，由于具有良好的綜合能力，廣泛適用于一般的中、小功率傳動。含有橡膠等非金屬元件的聯(lián)軸器對溫度、腐蝕性介質(zhì)及強光等比較敏感， 而且容易老化。當(dāng)安裝調(diào)整后，難以保持兩軸嚴格精確對中，或工作過程中兩軸將產(chǎn)生較大的附加相對位移時，應(yīng)選用撓性聯(lián)軸器。例如，對大功率的重載傳動，可選用齒式聯(lián)軸器；對嚴重沖擊載荷或要求消除軸系扭轉(zhuǎn)振動的傳動，可選用輪胎式聯(lián)軸器等具有高彈性的聯(lián)軸器。1n 的許用輸入功率 kW，是 AS —— 安全系數(shù)。 由公式： CP =P AK AS = 39。通過扭力支承桿保持平衡。該系列減速機在多粉塵環(huán)境中能承受連續(xù)強沖擊、強振動的重載負荷，同時由于受輥壓機結(jié)構(gòu)限制，減速機必須做到體積小、重量輕。 減速器的選擇與校核 減速器的 介紹 減速器是原動機和工作機之間的獨立的封閉傳動裝置，用來降低轉(zhuǎn)速和增大轉(zhuǎn)矩，以滿足工作需要。 m 垂直方向： 2M = 1M 沈陽航空工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 25 合成彎矩： 2221 MMM ?? =2440 N m 考慮到整個設(shè)備的實際工況等條件，動輥軸的變形主要是由 液壓推力的作用 產(chǎn)生的。 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)量動載荷 Pr=Fr+ 1Y Fa=2500+? =2937kN 則該軸承的使用壽命： 3106 )293 7615 0(206010??hL=9788h= 年 1 年 所以所選軸承合格。它的主要特點是承載能力里大，額定動載荷比；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，能補償同軸度誤差；極限轉(zhuǎn)速低，內(nèi)空錐度 1： 12。 在前面的總體設(shè)計計算里，已確定輥徑為 1200mm。因此在軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，應(yīng)力求降低應(yīng)力集中。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。按理論上說，最小軸徑越大，越能保證其強度要求，從而加大軸的安全系數(shù)。 42CrMo 特性和 35CrMo 性能相近，由于碳和鉻的含量增高，因此其強度和淬透性均優(yōu)于 35CrMo，調(diào)質(zhì)后有較高的疲勞強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。合金調(diào)質(zhì)鋼的淬透性直接影響調(diào)質(zhì)處理后的綜合機械性能，因此，選材時應(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)。對于大型零件，由于合金結(jié)構(gòu)鋼淬透性較高，能夠在零件整個大截面上淬透而得到均勻一致的良好的綜合機械性能，既有高強度又有足夠的韌性。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。 通常，軸的設(shè)計程序是： 根據(jù)機械傳動方案的整體布局，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； 進行軸系零、部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計； 進行強度計算； 進行剛度計算； 校驗鍵的聯(lián)接強度； 驗算軸承； 根據(jù)計算結(jié)構(gòu)修改設(shè)計； 繪制軸的零件工作圖； 動輥軸的材料選用 在機械工程領(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。所有軸上零件都圍繞軸心線做回轉(zhuǎn)運動，形成了一個以軸為基準(zhǔn)的組合體 —— 軸系部件。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。同時要便于灰塵進一步到出料口，以防止灰塵淤積。 設(shè)備的密封及防塵裝置的設(shè)計 高壓輥磨機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，從而實現(xiàn)有效的破碎，此結(jié)構(gòu)是沈陽航空工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 17 由料斗機構(gòu)和側(cè)擋板機構(gòu)來實現(xiàn)的，如圖 所示 。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。在此，選用型號為Ω 75 號的潤滑脂。 沈陽航空工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 16 圖 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，液壓推力達到 5000kN。 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。 定輥組件與后支承座采用固定連接方式；同時，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。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。其中動輥通過四個液壓缸的液壓系統(tǒng)來推動，使動靜輥之間產(chǎn)生壓力，擠壓粉碎區(qū)域的物料，以實現(xiàn)物料的破碎。 hTQ / ???????? 設(shè)備的主要技術(shù)參數(shù) （ 1）壓輥直徑 D=1200mm （ 2）壓輥寬度 B=550mm （ 3）壓輥線速度 v=（ 4）壓輥轉(zhuǎn)速 n=（ 5）壓輥工作間隙 S=0～ 50mm 沈陽航空工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 14 （ 6）驅(qū)動電機功率 P=315kW （ 7）生產(chǎn)能力（鐵礦石） Q=120～ 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(xué)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。 故減速器減速級數(shù)： ??? 減i49 生產(chǎn)能力的估算 SDnBQ ??60? （ ） 式中： n — — 輥轉(zhuǎn)速（ r/min）； D—— 壓輥外徑（ m）； B—— 壓輥寬度（ m）； P—— 物料堆積密度（ T/m179。 輥速太高，產(chǎn)量相對降低，功率卻以線性增大，使輥面磨損嚴重，產(chǎn)生顆粒等級變化較小，故在滿足條件下，應(yīng)盡量采用較低的輥速。 本次設(shè)計取的是 Y 系列 IP44 三相異步電動機型號是 Y40036，額定功率為315kW， 轉(zhuǎn)速為 985r/min， 額定電壓為 6000V。 沈陽航空工業(yè)學(xué)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。 動 機的選擇 Y 系列（ IP23）電機特點及用途： 該系列為一般用途防護式籠型電動機。如選用高 轉(zhuǎn)速電動機，勢必加大機械減速裝置的傳動比，致使機械傳動部分復(fù)雜起來。 此外，選擇電動機還必須負荷節(jié)能要求，考慮運行可靠性、設(shè)備的供貨情況、備用備件的通用性、安裝檢修的難易，以及產(chǎn)品價格、建設(shè)費用及考慮生產(chǎn)過程中前后電動機容量變壞等因素。 （ 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(fēng)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。由于國外幾家生產(chǎn)廠家在水泥行業(yè)的高壓輥磨機的輥壓力值一般在 150～180MPa 之間，因此可以確定粉碎金屬礦石時的輥壓力在 150～ 180MPa 之間。 經(jīng)過一些廠家的實際選用經(jīng)驗， Bk 的取值范圍在 ～ 之間為宜，結(jié)合實際情況及性能的綜合分析，現(xiàn)取 Bk =，故 B=550mm。輥壓機是一種高壓粉碎設(shè)備 ，壓輥受力相當(dāng)大，可達到 300 噸以上。 （ 3）輥寬大，對料層厚度的均勻性有不良影響。輥寬大，兩端的壓力衰減和漏料量對處理效果的不利影響較小。 介于大輥徑原則和要求較高的生產(chǎn)能力，故取 cD =1200mm。飛輪慣量 J=GD2 ，這表明飛輪慣量與輥子直徑的平方成正比。 。考慮到可靠性，實際設(shè)計的壓輥直徑要比 cD 大。 42180。將 fP 分解為沿水平、垂直方向分解為 兩個力為： 水平分力： ?sinffh PP ? （ ） 垂直分力： ?cosffd PP ? （ ） 因為摩擦力等于摩擦系數(shù)與正壓力的乘積，即： rf PP ?? ，代入到公式（ 3）、（ 4）中得： ?? sinrfh PP ? （ ） 沈陽航空工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 8 ?? cosrfd PP ? （ ） 可以看出，物料顆粒被 帶 入輥間的條件為： ???? s i nc o s rrufd PPPP ??? （ ） 因為 ?? tan? ， ? 為物料與輥子表面的摩擦角，代入到公司（ 7）中整理后得： ?? tantan ? （ ） 即： ??? （ ） 通常將 ?? 2? 。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。 由此可見，對每一臺具體的輥壓機而言，最小輥隙 minS 難以準(zhǔn)確的確定。再此引入粉碎系數(shù)ξ，minmaxSd??（理論上應(yīng)控制ξ≤ ～ 4）。要求的產(chǎn)量高，最小輥隙就應(yīng)適當(dāng)放寬。詳細結(jié)構(gòu)見三維總裝配體。 由此可見，在第一區(qū)段內(nèi)的少量大顆粒的粉碎屬于單顆粒高壓粉碎。當(dāng)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。在該區(qū)段內(nèi)，較小的顆粒順著物料間的間隙靠重力下落，較大的顆粒在兩輥的 受 擠壓 力 和剪切 力 作用下，發(fā)生點破碎。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。 本課題的提出 近年來，高壓輥磨機在部分鐵礦工業(yè)化試用的成功，標(biāo)志著我國礦產(chǎn)粉碎行業(yè)進入了高速發(fā)展的階段，而高壓輥磨機則在其中扮演著領(lǐng)軍任務(wù)的角色。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(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂紋 ， 從而使磨礦能力大幅度提高。 輥磨機的與傳統(tǒng)破碎設(shè)備的區(qū)別 高壓輥磨機在形式上很像傳統(tǒng)的對輥破碎機 ， 但在實質(zhì)上有兩點不同。 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。八十年代末，德國洪堡公司 (KDH)依據(jù)德國 Clausthal 大學(xué)礦物工程學(xué)院蕭納特的理論研究成果，研制開發(fā)出第一臺高壓輥磨機，又稱輥壓機。冶金礦業(yè)粉碎礦石的數(shù)量也相當(dāng)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。 ，通過實體建模、虛擬裝配設(shè)計完成輥磨機的 結(jié)構(gòu)設(shè)計；通過對裝配體進行靜態(tài)干涉檢查，以檢驗結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性。主要內(nèi)容如下： 。 GM1200 550W型高壓輥磨機的總體設(shè)計 院 系 機電工程 學(xué)院 專 業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化 班 級 學(xué) 號 姓 名 指導(dǎo)教師 負責(zé)教師 沈陽航空工業(yè)學(xué)院 2021 年 6 月沈陽航空工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） I 摘 要 高壓輥磨機作為一種高效、節(jié)能的粉磨設(shè)備在水泥行業(yè)中已得到了廣泛應(yīng)用，并正在向金屬礦山選礦行業(yè)拓展，其巨大的發(fā)展?jié)摿Υ偈蛊湫纬僧a(chǎn)業(yè)化、系列化的生產(chǎn)趨勢。首先根據(jù)經(jīng)驗公式，設(shè)計完成給定任務(wù)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)。 本論文從工程實用角度出發(fā)，不但縮短了產(chǎn)品的開發(fā)設(shè)計周期，提高產(chǎn)品設(shè)計質(zhì)量，降低設(shè)計成本，而且為高壓輥磨機整個設(shè)備的設(shè)計提供了有效的解決途徑。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。輥磨機開始普遍應(yīng)用于水泥行業(yè)，其應(yīng)用技術(shù)也達到一定水平，趨于成熟，為水泥行業(yè)提 高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本起到了