【正文】 — 礦石松散系數(shù)，煤取 － 之間； γ— 破碎物料密度； 故生 產(chǎn)能力 Q＝ 179。一般當(dāng)輥?zhàn)拥膱A周速度較快時(shí)取 v=－ ,圓周速度較慢時(shí)取 v=－ 。通常，被破碎物料的粒度越大，輥?zhàn)愚D(zhuǎn)速應(yīng)越低；當(dāng)破碎軟的或脆的物料時(shí)，轉(zhuǎn)速應(yīng)高 些。 故 輥?zhàn)又睆? D＝λ /＝ 240mm/ = 600mm (2) 輥?zhàn)愚D(zhuǎn)速 輥?zhàn)幼钸m合的轉(zhuǎn)速與輥圈表面特征，被破碎物料的硬度和尺寸大小有關(guān)，一般都是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式?jīng)Q定的。一般來說，齒面或槽面輥式破碎機(jī)轉(zhuǎn)子直徑和給料粒度的比值為 2－ 6，根據(jù)以往產(chǎn)品和設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，輥?zhàn)又睆?D 為最大給料粒度的 倍比較合適。即兩齒輥的轉(zhuǎn)向?yàn)橄騼?nèi)相對轉(zhuǎn)動(dòng)。 103kg/m3 抗壓強(qiáng)度為 σ b = (8090)MPa 彈性模量為 E=( )kg/m3 要求 : 入料粒度≤ 240mm 出料粒度≤ 60mm 處理能力 100t/h 破碎強(qiáng)度： 200Mpa。 第 10 頁 ２ 總體設(shè)計(jì) 齒輥破碎機(jī)總體傳動(dòng)方案的確定 工藝參數(shù)和技術(shù)參數(shù)的確定和原則 1) 設(shè)計(jì)要求和已知條件 本設(shè)計(jì)中雙齒輥破碎機(jī)所破碎的物料為煤，硬度較高、且含有一定的硫鐵礦和煤矸石。 齒輥破碎機(jī)是一種傳統(tǒng)的破碎機(jī)，技術(shù)上相對比較成熟，但還是存在一些問題，比如容易產(chǎn)生過粉碎現(xiàn)象，工作齒尖易磨損，齒板使用壽命短。其中分級(jí)破碎機(jī)以其特有的工藝效果、所需較少的配套設(shè)備和較小的基建投資 在市場上占據(jù)的份額將越來越大。即使用戶對各種破碎機(jī)了解很全面，但選型也會(huì)很困難， 有時(shí)造成選型后投產(chǎn)時(shí)不能達(dá)到工藝要求，造成生產(chǎn)成本增大。目前我國生產(chǎn)齒輥式破碎機(jī)的廠家較多，產(chǎn)品品種也多，即使是同一種規(guī)格 (以輥徑179。粗碎和二段破碎時(shí)破碎輥內(nèi)向旋轉(zhuǎn)，三段破碎時(shí)破碎輥外向旋轉(zhuǎn)。 2． ABOH型分級(jí)破碎機(jī) 1998年，由美國的 FFE礦業(yè)基建設(shè)備公司 和澳利亞 ABOHT工程公司合資開發(fā)的 ABOH系列分級(jí)破碎機(jī)將破碎過程分為三段，而且可視入料粒度上限的不同而選擇不同的齒輥軸間距。現(xiàn)已有多臺(tái) MMD型破碎機(jī)在我國的煤礦和選煤廠使用。物料在兩個(gè)破碎齒之間以及與側(cè)壁的梳齒板之間排出，產(chǎn)品在破碎后受此間隙控制，不會(huì)產(chǎn)生過大顆粒，在給料中已含有合格粒度的物料很快排出，不受破碎作用，有較好的粒度控制和篩分作用，產(chǎn)品粒度均勻。每一種規(guī)格又配有不同類型的齒型、 第 8 頁 齒帽，以適應(yīng)不同破碎產(chǎn)品粒度的要求。 國外先進(jìn)高效破碎機(jī) 1. MMD型高效破碎機(jī) MMD型系列輪齒式破碎機(jī)是英國 MMD礦山機(jī)械集團(tuán)公司開發(fā)出的新一代破碎機(jī)，有500、 62 750、 1000、 1300和 1500共 6個(gè)系列。另外，由于該系列破碎機(jī)為強(qiáng)力破碎，工藝布置時(shí) 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(jī)，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(fèi)用。在實(shí)際破碎時(shí)，可根據(jù)入料量改變工作制度，即入料少時(shí)開單機(jī)，入料多時(shí)開雙機(jī)，用戶更加節(jié)能。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?？赏ㄟ^需破碎的物料，而篩掉不需破碎的大塊物料，可嚴(yán)格地控制碎后產(chǎn)品的粒度，使碎后物料的三維尺寸都能得到 控制。當(dāng)難碎硬物卡彎破碎齒，現(xiàn)場無需更換破碎板而可將破碎齒直接修復(fù)。雙齒輥采用對轉(zhuǎn)方式，破碎齒采用子彈頭式 ，表面堆焊硬質(zhì)合金，強(qiáng)度大，破碎效率高并且磨損后便于修復(fù)。 2PLF系列分級(jí)破碎機(jī)在傳動(dòng)形式上采用三角帶大帶輪傳動(dòng)，傳動(dòng)結(jié)構(gòu)簡單、故障率低。整機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，機(jī)體高度低．沖擊負(fù)荷小。該系列破碎機(jī)采用雙電機(jī)、雙液力耦合器、雙套齒輪 箱直聯(lián)式驅(qū)動(dòng)，一破碎輥用手動(dòng)液壓系統(tǒng)可移動(dòng)，用來調(diào)整齒輥間的間距，從而控制排料粒度。破碎齒呈螺旋形布置，入料中的小顆粒很容易通過破 第 7 頁 碎輥之間的間隙排出，大塊則利用齒的剪切和拉伸力來進(jìn)行破碎，改善了傳統(tǒng)破碎機(jī)中物料不受控制一律破碎的情況。該系列破碎機(jī)采用單電機(jī)驅(qū)動(dòng)，液力耦合器過載保護(hù)。該破碎機(jī)在技術(shù)上的進(jìn)步主要是取消了原雙輥破碎機(jī)的退讓彈簧保險(xiǎn)裝置，將雙破碎輥固定，破碎齒使用新的技術(shù)和材料來防止難碎硬物損壞破碎齒，從而可嚴(yán)格控制碎后產(chǎn)品中的過大顆粒 。其中包括對煤碎后產(chǎn)品中降低細(xì)顆粒含量、產(chǎn)品粒度的均勻性、減少過限粒度、增大處理能力等，從而推動(dòng)了破碎機(jī)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步。 1990年以后的齒輥式破 碎機(jī) 進(jìn)入 9O年代后，隨著我國改革開放力度的加大，煤的銷售市場也發(fā)生了較大的變化。當(dāng)硬物或不可破碎物進(jìn)入破碎機(jī)后，由于破碎力增大，可動(dòng)齒輥壓縮空氣柱使硬物通過，隨后又可使動(dòng)齒輥復(fù)位。同時(shí)，該型破碎機(jī)把調(diào)整齒輥間距裝置和保險(xiǎn)裝置做成一個(gè)系統(tǒng)，采用液壓 — 氣動(dòng)系統(tǒng)：油缸的活塞桿與可動(dòng)齒輥相連，在有活塞桿的油缸腔內(nèi)，泵入一定可變量的液壓油，同時(shí)在油缸的無活塞桿的腔內(nèi)泵入一定壓力的氣體，形成空氣柱彈簧。該系統(tǒng)可以獨(dú)立地調(diào)整上段齒輥的間距來控制下段的給料粒度。 1000型齒輥式破碎機(jī)是當(dāng)時(shí)技術(shù)上較為先進(jìn)的破碎機(jī)。如此便不能嚴(yán)格控制碎后產(chǎn)品的粒度。如為了防止入料中的雜木、鐵器、矸石、巖石等硬物料損壞破碎齒，在單齒輥破碎機(jī)的破碎板下端裝有拉力彈簧，在雙齒輥破碎機(jī)一破碎輥的兩端裝有壓縮彈簧，目的是當(dāng)大塊物料或堅(jiān)硬物料落到破碎腔不能被破碎時(shí)破碎板或齒輥受力增 大，從而壓縮彈簧增大破碎腔的排料問隙，以便排出硬物。特別是煤用齒輥式破碎機(jī)以其制造簡單、維修方 便、低能耗、成本低、高破碎能力和經(jīng)久耐用等優(yōu)點(diǎn)，無論是從產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、技術(shù)性能還是工業(yè)應(yīng)用都成為煤用破碎機(jī)的佼佼者。由于煤炭屬中硬巖石并具脆性以及破碎技術(shù)經(jīng)過長期的發(fā)展，所采用的破碎設(shè)備包括 :鄂式破碎機(jī)、旋轉(zhuǎn)式破碎機(jī)、錘式和環(huán)錘式破碎機(jī)、反擊式破碎機(jī)、選擇性破碎機(jī)、齒輥式破碎機(jī)等。因而多年來國內(nèi)外的界內(nèi)人士一直在研究如何達(dá)到節(jié)能、高效地完成破碎過程，從理論研究到新產(chǎn)品研制 (包括改造舊的設(shè)備 )直至改變生產(chǎn)工藝流程，以求達(dá)到節(jié)約投資、低耗能、少污染、高效率、過粉碎量小、產(chǎn)品粒度均勻并滿足與之相配套的新設(shè)備、新技術(shù)系統(tǒng)的工藝要求。從經(jīng)濟(jì)角度來講，在選礦廠，破 碎與磨碎作業(yè)的生產(chǎn)費(fèi)用占全部選礦費(fèi)用的 40%以上，設(shè)備投資占總投資的 60%左右 M。 齒輥破碎機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r 破碎是當(dāng)代飛速發(fā)展的工業(yè)礦物加工領(lǐng)域中一個(gè)重要的環(huán)節(jié)，破碎機(jī)就是礦山機(jī)械中應(yīng)用非常廣泛的一種設(shè)備。然后借彈簧的恢復(fù)力再使可動(dòng)齒輥回到原來的位置，起到保險(xiǎn)作用。 (3) 保險(xiǎn)裝置 單、雙齒輥破碎機(jī)設(shè)有彈簧保險(xiǎn)裝置。 10mm相對位移時(shí)仍能正常咬合傳動(dòng)，兩齒輥間的傳動(dòng)齒輪要采用特制的長齒齒輪。由于齒輥破碎機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度低，所以傳動(dòng)軸和主軸都采用滑動(dòng)軸承。快速傳動(dòng)裝置簡單，采用三角膠帶輪減 速即可。 (2) 傳動(dòng)裝置 單齒輥和雙齒輥破碎機(jī)的轉(zhuǎn)速有快速和慢速兩種。刀刃式使用得不多。長、短齒一起配合使用，長齒用以破碎特大塊，大塊進(jìn)入內(nèi)腔后，再用短齒進(jìn)一步破碎，單齒輥破碎機(jī)的破碎過程基本上是這樣進(jìn)行的。 輥齒的型式有如下幾種：鷹嘴式、標(biāo)搶式、刀刃式和矩形帶式。 第 4 頁 圖 雙齒輥破碎機(jī) 1— 機(jī)架； 2— 固定齒輥； 3— 固定軸承； 4— 可動(dòng)齒輥； 5— 可動(dòng)軸承； 6— 軸承座； 7—彈簧； 8— 膠帶輪； 10— 傳動(dòng)齒輪； 11— 長齒齒輪 齒輥破碎機(jī)的主要部件 (1) 齒輥 齒輥的構(gòu)造通常有兩種型式： 一是在鑄鐵芯上套有用高錳鋼鑄成的齒圈，兩端用螺栓緊固，另一種是由高錳鋼鑄成的弓形齒板，裝配在多邊形截面的鑄鐵軸轂上，齒輥結(jié)構(gòu)可靠，但檢修不方便，當(dāng)更換齒圈時(shí)必須把輥?zhàn)犹嵘?，以便把每個(gè)齒圈單獨(dú)分解下來；第二種型式的齒輥制造和裝配都方便，磨損后易于更換，若輪轂造成整體，則齒板與多邊形表面接合處面積較大，接合更牢固。電動(dòng)機(jī)通過膠帶輪 8和傳動(dòng)齒輪 9及 10使固定齒輥轉(zhuǎn)動(dòng)，利用長齒齒輪 11帶動(dòng)可動(dòng)齒輥，使其與固定齒輥?zhàn)飨鄬D(zhuǎn)動(dòng)。機(jī)架 1是由型鋼焊接而成的結(jié)構(gòu)件，固 定齒輥 2安裝在機(jī)架的固定軸承 3上。 第 3 頁 圖 齒輥破碎機(jī)工作原理示意圖 １．固定輥 ２．固定軸承 ３．移動(dòng)輥 ４．移動(dòng)軸承 ５．安全裝置 ６．定位墊塊 雙齒輥破碎機(jī)的基本構(gòu)造 圖 。物料自兩輥上方加入，在輥?zhàn)优c物料間摩擦力作用下，物料被帶入兩輥之間，受擠壓破碎后，自下部排出 (見圖 )。 齒輥破碎機(jī)的工作原理 兩個(gè)破碎輥在傳動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)下相向轉(zhuǎn)動(dòng)，固定輥 1支承在固定軸承 2上。生產(chǎn)中以單、雙齒輥破碎機(jī)應(yīng)用最多。物料被齒面輥帶到破碎空間后，因受到 兩齒輥的劈碎作用（主要破碎方法）而破碎，經(jīng)過破碎的物料經(jīng)下面排料口排出。 齒輥破碎機(jī)是破碎煙煤、無類煤（含矸石量少）和頁巖的主要設(shè)備，主要用于原煤的粗碎（產(chǎn)品粒度在 50mm以上）和中碎（產(chǎn)品粒度在 256mm）。齒輥破碎機(jī)是一種傳統(tǒng)的破碎機(jī)械，它的 主要破碎作用是劈碎，同其它類型的破碎機(jī)相比，這種破碎機(jī)的特點(diǎn)： (1) 破碎過程的能量消耗小； (2) 過粉碎（粉化）程度小，破碎的產(chǎn)物多呈立方體； (3) 結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，維護(hù)與檢修方便；成本低廉。例如．催化劑的接觸反應(yīng)，固體燃料的燃燒與氣，物料的溶解，吸附與干燥，以及在化工上利用粉末顆粒流化床的大接觸面積來強(qiáng)化傳質(zhì)與傳熱等。 (4) 使物料的比表面積增加 比表面是單位質(zhì)量或體積的物料的表面積，物料的粒度越小。 由于工業(yè)的發(fā)展，要求礦石綜合回收的元索越來越多，對礦石的粉碎要求也更具體，對粉碎機(jī)械的要求也更高。只有將其充分破碎。 (2) 選礦（解離） 隨著礦產(chǎn)資源的開發(fā)利用，原礦品位日趨降低，為了取得原礦中的有效成分，需要大量礦石經(jīng)過選礦加工后才能利用，而且人選礦石中難選礦石愈來 第 2 頁 愈多。 物料粉碎由破碎機(jī)和粉磨機(jī)來完成，粉碎的目的有如下： (1) 均化 隨著粉碎的進(jìn)行，物料的總表面積不斷增加。因此，無論從環(huán)保的角度、社會(huì)效益的角度、直接經(jīng)濟(jì)效益的角度，還是解決生產(chǎn)實(shí)際問題的角度，研究新型的分級(jí)破碎機(jī)，具有較重大的現(xiàn)實(shí)意義。由此造成的損失每年數(shù)億人民幣。其二如前所述，新的選煤技術(shù)和工藝需要新型的破碎機(jī)，否則影響新的選煤工藝和方法的技術(shù)水平。 S02排放量的持續(xù)增加使中國酸雨覆蓋面積占國土面積的 40%，酸雨污染給森林和農(nóng)作物造成的損失每年達(dá)數(shù)百億元。然而，在中國的煤炭消耗中，煤炭的加工利用處于低水平階段，存在著高能耗、高污染、低效率的利用現(xiàn)狀，也產(chǎn)生一系列的環(huán)境污染問題，如 :燃煤產(chǎn)生煙塵和 S02排放量分別占 80%和 90% ，中國的大氣污染屬典型的煤煙型大氣污染。 第 1 頁 1 緒 論 中國是世界上少數(shù)幾個(gè)以煤炭為主要能源的國家之一，煤炭的生產(chǎn)量和消費(fèi)量占世界首位。煤炭作為中國的主要能源及鋼鐵、化工領(lǐng)域的原料在相當(dāng)長的時(shí)間內(nèi)不會(huì)有大的改變，因此煤炭在中國國民經(jīng)濟(jì)中的地位是舉足輕重的。全國己有 %的城市 S02年平均濃度超過國家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，日 平均濃度超過國家三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。大氣中的 S02的主要來源于高硫煤的使用，而中國的高硫煤約占總產(chǎn)量的 10%,按每年 10億噸的產(chǎn)量算，每年約有 1億噸的高硫煤，而去硫的最基礎(chǔ)設(shè)備就是將硫及其伴生物從煤中的解離 — 也就是說要將煤充分破碎，破碎煤就需要破碎機(jī)，這是選擇本題的目的之一。近三年來，選煤廠廣泛采用的各式破碎機(jī)由于結(jié)構(gòu)與機(jī)理 的原因，破碎后的產(chǎn)品或者過粉碎嚴(yán)重，排料粒度不能有效的控制，同時(shí)伴有大量粉塵或者破碎機(jī)的破碎強(qiáng)度低，不能適應(yīng)含煤研石的煤炭破碎，且破碎后粒度不均勻，容易超粒，不但使得后續(xù)的洗選難度加大，分選效果變差，同時(shí)難以滿足目前市場的需要。為解決此問題，在國內(nèi)的破碎機(jī)技術(shù)尚未滿足國內(nèi)使用條件的技術(shù)下，目前大量從國外進(jìn)口破碎機(jī)，如山西的平塑、安家?guī)X煤礦、神華集團(tuán)的神木礦區(qū)、大柳塔選煤廠、貴州盤江集團(tuán)的老屋基選煤廠、永城煤電集團(tuán)、晉城無煙煤礦業(yè)集團(tuán)等等，國外破碎機(jī)的價(jià)格是國內(nèi)同類價(jià)格的 68倍 ，如果研制的破碎機(jī)能替代進(jìn)口產(chǎn)品，每年可為國家節(jié)約外匯至少 1億美元。 破碎機(jī)概述 破碎的目的 固體物料在外力的作用下克服物料的內(nèi)聚力．使大顆粒破碎成小顆粒的過程稱為粉碎。因此大顆粒物料碎裂成細(xì)粉狀態(tài)，這樣才可能使幾種不同固體物料（主要是化學(xué)成分不同） 的混合，得到良好的均勻效果。礦石中有用成分同雜質(zhì)緊密地結(jié)合在一起，為使礦石中有效成分解離。經(jīng)過選礦才能將有用成分同雜質(zhì)分開，并剝除雜質(zhì)，得到較純凈的精礦。 (3) 粒度分布 在工業(yè)生產(chǎn)中，由于具體的生產(chǎn)工藝要求，對固體原料有較嚴(yán)格 的粒度要求，粉碎機(jī)械必須滿足其產(chǎn)品粒度。其比表面積越大，增加物料的比表面積可使物料同周圍介質(zhì)的接觸面積增大，從而反應(yīng)速度加快。 齒輥破碎機(jī)的特點(diǎn)和分類 常見的破碎機(jī)主要有鄂式破碎機(jī)、旋回破碎機(jī)、圓錐破碎機(jī)、錘式破碎機(jī)、沖擊式破碎機(jī)和齒輥破碎機(jī)等。 基于以上優(yōu)點(diǎn)，齒輥破碎機(jī)在許多工業(yè)部門都有應(yīng)用，特別在選煤廠應(yīng)用得更多。 雙齒輥破碎機(jī)的工作機(jī)