【正文】 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。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素越來越多，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。本設(shè)計(jì)的意義就在于此。然而國外破碎機(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)約外匯至少有 1億美元。 全套圖紙，加 153893706 近幾年來，選煤廠廣泛采用的各式破碎機(jī)，由于結(jié)構(gòu)與機(jī)理等原因，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)含煤矸石的煤炭破碎，且破碎后粒度不均勻，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。大氣中的二氧化硫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，而去除硫的基礎(chǔ)設(shè)備就是將硫及其伴生物從煤中的解離開來也就是說要將煤要充分破碎，破碎煤就需要破碎機(jī)，這是選擇本設(shè)計(jì)選題的目的之一。全國己有 %的城市二氧化硫年平均濃度超過國家二級標(biāo)準(zhǔn) ，日平均濃度超過國家三級標(biāo)準(zhǔn)。煤炭資源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。煤炭行業(yè)已經(jīng)成為國民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的重要基礎(chǔ)。中國是世界第一產(chǎn)煤大國，也是煤炭消費(fèi)的大國。德國地質(zhì)學(xué)家李希霍芬從18611872 年曾七次到中國旅行考察，走遍了粵、湘、鄂、川、陜、晉、甘、豫、蘇、浙、院、贛、魯、冀等 14 個(gè)省 ,稱中國為“世界第一石炭國”。 中國礦業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 1 頁 引 言 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 在 鋼鐵、化工領(lǐng)域 內(nèi)作為 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 。中國是世界上發(fā)現(xiàn)、利用和開采煤炭最早的國家。 1996 年中國煤炭探明可采儲量居世界第三位， 全行業(yè)年煤炭開采量達(dá)到近 10 億噸。 煤炭的生產(chǎn)量和消費(fèi)量占據(jù)世界首位。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)生煙塵和二氧化硫排放量分別占 80%和 90% ，中國的大氣污染屬典型的煤煙型大氣污染。二氧化硫排放量的持續(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。再就是需要新的選煤技術(shù)及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?；诂F(xiàn)狀，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)，如山西的安太堡、安家?guī)X煤礦、神華集團(tuán)的神木礦區(qū)、大柳塔選煤廠、石圪臺選煤廠、上灣選煤廠、永城煤電集團(tuán)、晉城無煙 中國礦業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 2 頁 煤礦業(yè)集團(tuán)等等。因此，無論從環(huán)保的角度、社會(huì)效益的角度、還是直接的經(jīng)濟(jì)效益，研究新型的破碎機(jī)，具有較重大的現(xiàn)實(shí)意義。 1 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。 各類型破碎機(jī)簡介 煤礦是破碎機(jī)應(yīng)用最廣泛的行業(yè)，露天煤礦的原煤破碎和選煤廠入廠原料的預(yù)處理都離不開破碎設(shè)備。最近 10 多年來，破碎技術(shù)取得了較重大的進(jìn)展，隨著人們對破碎過程認(rèn)識的不斷深入，新的破碎方法和破碎設(shè)備不斷涌現(xiàn)，各國不斷把 新工藝、新技術(shù)、新材料用于自己的破碎機(jī)工業(yè)，產(chǎn)品可靠性不斷提高，在產(chǎn)品的耐磨損、減少過粉碎 中國礦業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 3 頁 量、嚴(yán)格控制碎后產(chǎn)品的粒度等方面都取得了有效的進(jìn)展。 1858 年埃里178。 Blake)取得專利權(quán)，制造雙肘板鄂式破碎機(jī)。并由此引發(fā)了對破碎理論的較深入研究，但一直未形成規(guī)模。 60年代得出重大意義的結(jié)論。現(xiàn)代最常用的鄂式破碎機(jī)是布雷克的鄂式破碎機(jī)和更近代制造的單肘板鄂式破碎機(jī)。 B H * Bergstrom 在研究單顆粒破碎機(jī)時(shí)發(fā)現(xiàn)，在空氣中一次破碎的碎片撞擊金屬板時(shí)明顯產(chǎn) 生二次破碎，一次破碎的碎片具有的功能占全部破碎能量的 45%，如能充分利用二次破碎能量，則可提高 破碎效率。 Schonert研究表明，如果使大批脆性物料顆粒受到 50Mpa 以上的壓力，就能夠由“料層粉碎”節(jié)約出可觀的能量。 1982 年 B178。進(jìn)入 80年代以來，我國對 破碎理論和破碎機(jī)的研究才有較重要的關(guān)注并取得了較大的成果。該機(jī)與同種規(guī)格破碎機(jī)相比，在相同的工況條件下，處理能力可提高20%25%,齒板壽命可提高 12 倍。設(shè)備本身高度低，動(dòng)鄂位置低，固定鄂位于動(dòng)鄂和偏心軸之間。 1996 年第四屆全國粉體工程學(xué)術(shù)會(huì)議上鄧躍紅、張智鐵發(fā)表了 《物料粉碎分形行為的研究》，作者認(rèn)為破碎理論的研究應(yīng)歸結(jié)為三大方面 :強(qiáng)度理論的研究，破碎效果的評價(jià)，破碎功耗的研究。 回轉(zhuǎn)式破碎機(jī)最初見于 60 年代的聯(lián)邦德國，由于國外大型礦山要求大型機(jī)械，而剛剛問世的回轉(zhuǎn)式破碎機(jī)沒有得到發(fā)展。眾所周知，破碎設(shè)備的好壞主要取決于破碎腔的設(shè)計(jì)，破碎腔能夠體現(xiàn)設(shè)備的生產(chǎn)能力、功耗、鋼耗及破碎產(chǎn)品質(zhì)量等重要性能指標(biāo)等。 旋盤圓錐破碎機(jī)、慣性圓錐破碎機(jī)因其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、笨重、造價(jià)高、碎后產(chǎn)品的過粉碎量大等問題基本己退出煤炭破碎的行業(yè)，但在有色金屬礦山行業(yè)且得到了較廣泛的應(yīng)用。 錘式破碎機(jī)自問世以來就因其結(jié)構(gòu)使其的應(yīng)用受到了限制。目前錘式破碎機(jī)應(yīng)用較多的是電力行業(yè)和建筑石料、水泥行業(yè)，煤炭行業(yè)應(yīng)用較少。其工作原理是當(dāng)物料進(jìn)入機(jī)殼內(nèi)板錘作用區(qū)時(shí)，受到板錘高速?zèng)_擊而破碎，同時(shí)被拋向安裝在轉(zhuǎn)子上方的反擊板進(jìn)行再次破碎，然后從 反擊板彈到板錘作用區(qū)被重新破碎。該型破碎機(jī)廣泛地應(yīng)用于建材、化工、煤炭等工業(yè)部門。但由于板錘的集中磨損，限制了在破碎堅(jiān)硬物料上的應(yīng)用。 選擇性破碎機(jī)（也稱碎選機(jī)）具有分離破碎煤和選出矸石的作用。碎選機(jī)是根據(jù)煤和矸石硬度的不同，即可碎性的差異而設(shè)計(jì)的。因此，當(dāng)煤和矸石在硬度上相差懸殊，即可碎性的差異顯著。它可同時(shí)進(jìn)行篩分、破碎、選出大塊殲石、金屬雜物和木塊等作業(yè)，達(dá)到一機(jī)多用的目的。對解放工人笨重的體力勞動(dòng)，提高勞動(dòng)效率具有重要的意義。 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)構(gòu)（圖 1）主要是轉(zhuǎn)動(dòng)的兩個(gè)圓齒輥，旋轉(zhuǎn)的圓輥面上有齒、棱和槽。 齒輥破碎機(jī)按齒輥數(shù)目可分為單齒輥破碎機(jī)、雙齒輥破碎機(jī)和多齒輥破碎機(jī)。在選煤廠中應(yīng)用的單齒輥破碎機(jī)都采用較長的輥齒，故主要適用于粗碎；雙齒輥破碎機(jī)的輥齒一般較短，適用于中碎；四齒輥破碎機(jī)適用于中 碎。移動(dòng)輥支承在移動(dòng)軸承上，安全裝置 (彈簧保護(hù)裝置或液壓缸保險(xiǎn)裝置 )頂住活動(dòng)軸承，并用定位墊塊調(diào)節(jié)兩輥的間隙，其最小距離也稱排料口寬度，用以控制破碎塊產(chǎn)品粒度。破碎后的粒度一般控制為 50～ 120 mm。它 是由一對齒輥、兩對外嚙合齒輪、彈簧保險(xiǎn)裝置、機(jī)架及膠帶輪等部件所組成?？蓜?dòng)齒輥 4裝在可動(dòng)軸承 5上，可動(dòng)軸承可以在固定于機(jī)架上的軸承座 6上滑動(dòng)，利用彈簧 7將可動(dòng)軸承壓緊。破碎物料從上方給入，經(jīng)齒輥破碎后從下方排出。目前，國產(chǎn)單齒輥和雙齒輥破碎機(jī)多采用第二種型式 。粗碎時(shí)大部分采用鷹嘴式，齒的高度為 70－ 110mm。中碎時(shí)鷹嘴式和標(biāo)槍式都可使用，齒的高度最低為 40mm。矩形帶式主要是用在四齒輥破碎機(jī)上。為了減少煤粉過多，現(xiàn)在一般使用慢速，齒輥的圓周速度約為 － m/s；那些粉煤對工藝影響不大的， 采用快速－ m/s。慢速傳動(dòng)裝置較復(fù)雜，一 中國礦業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 7 頁 般采用三角膠帶輪和齒輪兩級減速。 在雙齒輥破碎機(jī)中，為了不使輥齒相碰而損壞，兩個(gè)齒輥應(yīng)當(dāng)同步地相對回轉(zhuǎn)；為了使兩齒輥有177。目前開始出現(xiàn)一些不用長齒齒輪的雙齒輥破碎機(jī)，有的破碎機(jī)采用萬向鉸鏈聯(lián)軸器傳動(dòng)，或者采用一種專用小齒輪傳動(dòng)，都能達(dá)到兩齒輥有一定位移時(shí)仍能正常嚙合的目的。雙齒輥破碎機(jī)的保險(xiǎn)作用是靠壓在可動(dòng)輥?zhàn)由系膹椈蓙韺?shí)現(xiàn)的，當(dāng)過大塊物料或硬質(zhì)物料落到破碎腔中不能被軋碎時(shí)，齒輥受力變大，可動(dòng)齒輥能夠向外移動(dòng)，使保險(xiǎn)彈簧的壓縮量增加，增大可動(dòng)齒輥與固定齒輥的距離，將不能破碎的物料排出。齒輥破碎機(jī)還有用銷子保險(xiǎn)裝置的。在各種金屬、非金屬、化工、 建材、電力等工業(yè)部門占有非常重要的地位。從能源與環(huán)保角度講，破碎作業(yè)要消耗巨大的能量，物料破碎過程中由于作業(yè)中產(chǎn)生發(fā)聲、振動(dòng)、摩擦、粉塵等，使能源大量消耗，作業(yè)環(huán)境嚴(yán)重污染。煤礦是破碎機(jī)應(yīng)用最廣泛的行業(yè)，露天煤礦的原煤破碎和選煤廠入廠原料的預(yù)處理都離不開破碎設(shè)備。最近 10多年來，破碎技術(shù)取得了較重大的進(jìn)展，隨著人們對破碎過程認(rèn)識的不斷深入，新的破碎方法和破碎設(shè)備不斷涌現(xiàn)，各國不斷把新工藝、新技術(shù)、新材料用于自己的破碎機(jī)工業(yè)，產(chǎn)品可靠性不斷提高，在產(chǎn)品的耐磨損、減少過粉 碎量、嚴(yán)格控制碎后產(chǎn)品的粒度 等方面都取得了有效的進(jìn)展。 九十年代以前的齒輥式破碎機(jī) 9O年代前，齒輥式破碎機(jī)的技術(shù)存在不能嚴(yán)格 控制碎后產(chǎn)品粒度、碎后產(chǎn)品過粉碎量大、機(jī)體受 到的沖擊載荷較大、破碎齒易損壞、整體噪聲大、維 修量大等缺點(diǎn)。然后借彈簧的恢復(fù)力使可動(dòng)破碎板或齒輥回到原來的位置。 1987年原兗州煤礦設(shè)計(jì)院在消化吸收美國雷克斯諾德 (REXNORD)公司生產(chǎn)的阿拉克36DAM型破碎機(jī)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出的 4PGC380／ 350179。該型破碎機(jī)在技術(shù)上的一個(gè)突出特點(diǎn)是采用“ Nitroil”控制系統(tǒng)。也可單獨(dú)調(diào)整下段齒輥的間距以控制產(chǎn)品粒度，這樣，可根據(jù)破碎工藝要求靈活地調(diào)整破碎程序。這 樣可以根據(jù)泵入油量的多少改變活塞的位置，從而 確定齒輥間的距離，達(dá)到控制產(chǎn)品粒度的目的。同樣也存在 能嚴(yán)格的控制產(chǎn)品粒度的問題。人們對選煤技術(shù)及設(shè)備提出了更高的要求。 首先煤炭科學(xué)研究總院唐山分院開發(fā)了 2PL系列強(qiáng)力破碎機(jī)。 1994年平頂山選煤設(shè)計(jì)院和鄭州長城冶金設(shè)備廠研究和開發(fā)出 TFP500系列分級破碎機(jī)。其傳動(dòng)系統(tǒng)是電機(jī)驅(qū)動(dòng)液力耦合器并帶動(dòng)一對錐齒輪，改變轉(zhuǎn)動(dòng)方向并驅(qū)動(dòng)主動(dòng)破碎輥轉(zhuǎn)動(dòng)，主動(dòng)破碎齒輥通過另一端的一組直齒輪驅(qū)動(dòng)被動(dòng)輥轉(zhuǎn)動(dòng)。 9O年代中期 ,山東萊蕪煤礦機(jī)械廠引進(jìn)德國技術(shù)， 開發(fā)生產(chǎn)了 2PGL系 列雙齒輥強(qiáng)力高效破碎機(jī) 。該機(jī)有液力耦合器過載保護(hù)和電控過載保護(hù)，可有效防止難碎硬物損壞破碎齒。 同期，煤炭科學(xué)研究總院唐山分院相繼開發(fā)了 2PLF系列分級破碎機(jī)、 2FJP600系列強(qiáng)力分級破碎機(jī)、 4PGG系列強(qiáng)力破碎機(jī)和 DP系列單齒輥破碎機(jī)。由于大帶輪有蓄能 作用，故所需的電機(jī)功率比直聯(lián)式傳動(dòng)的小。 2FJP600系列強(qiáng)力分級破碎機(jī)的雙輥分別各自向兩側(cè)壁方向轉(zhuǎn)動(dòng)，齒輥上的破碎板采用拼裝式，破碎齒在韌性較好的鑄基體上堆焊硬質(zhì)合金，不但強(qiáng)度大，可破碎難碎硬物，而且破碎齒“寧彎不折”。在兩側(cè)壁上分別裝有梳齒板， 中國礦業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 9 頁 有兩個(gè)作用：①使破碎過程完全為剪切、拉伸破碎，不易產(chǎn)生過粉碎物；②起棒條篩的作用。兩齒輥分別向各自的側(cè)壁方向旋轉(zhuǎn)也可以保證入料中已經(jīng)達(dá)到要求粒度的物料不再二次破碎。兩破碎輥有兩套獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)裝置，使兩破碎輥各自獨(dú)立工作。每臺破碎機(jī)可配有 A、 B、 C三種齒型，每種齒型對應(yīng)一種產(chǎn)品粒度，用戶可通過更換齒型來調(diào)整產(chǎn)品粒度而不需更換破碎機(jī)， 實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用，減少用戶的重復(fù)投資。 4PGG系列四齒輥破碎機(jī)和 DP系列單齒輥破碎機(jī)是在 2FJP系列基礎(chǔ)上派生而出的，除 4PGG系列破碎機(jī)的機(jī)體采用積木式結(jié)構(gòu)，上下機(jī)體可組可分，可根據(jù)生產(chǎn)現(xiàn)場實(shí)際來安裝，破碎比增大外，其它結(jié)構(gòu)和破碎原理與 2FJP系列基本相同。每個(gè)系列有短箱型、標(biāo)準(zhǔn)箱型和長箱型 3種不同工作長度，以滿足不同處理能力的要求。該機(jī)的工作原理是依靠沖擊剪切和沖擊拉伸的作