【正文】 0M8 750500 750 500 450 50～ 170 70 YR2808 900600 900 600 480 75～ 200 52～ 192 YR315L8 75 輥式破碎機工作可靠、維修簡單、運行成本低廉，排料粒度大小可調(diào)。 單輥破碎機，用于破碎石灰 石、煤等物料，物料塊在輥子與帶齒板間被軋碎。其結構緊湊，且破碎力由內(nèi)部機構承受，基礎不受力，特別適用于移動式設備，也廣泛適用于各種場合的物料破碎。被破碎物料經(jīng)給料口落入兩輥子之間，進行擠壓破碎，成品物料自然落下。相向轉(zhuǎn)動的兩輥子有一定的間隙，改變間隙，即可控制產(chǎn)品最大排料粒度。 四輥破碎機是一種冶金礦山設備配套中、細碎產(chǎn)品，也可通過調(diào)整上、下輥的間隙，破碎所需粒度的物料。 表 規(guī)格/mm 輥子轉(zhuǎn)速/r/min 進料粒度/mm 卸料粒度/mm 電動機功率/kw 生產(chǎn)率/t/h 外形尺寸 /mm 長寬高 整機質(zhì)量/t 12001000 30 3~8 55 35~40 9610 56604325 67 20 4~10 75 50~60 9000700 108 100 2~10 28 18 4175 31503147 189 40 20 16 齒輥破碎機的發(fā)展 九十年代前的齒輥式破碎機 90 年代前，齒輥式破碎機的 技術存在不能嚴格控制碎后產(chǎn)品粒度，碎后產(chǎn)品過粉碎量大，機體受到的沖擊載荷較大，破碎齒易壞，整體噪聲大，維修量大等 11 缺點。如此便不能嚴格控制碎后產(chǎn)品的粒度。該型破碎機在技術上的一個突出特點是采用 “Nitroil” 控制系統(tǒng)。同時，該型破碎機把調(diào)整齒輥間距裝置和保險裝置做成一個系統(tǒng)，采用液壓氣動系統(tǒng)；油缸的活塞桿與可動齒輥相連，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到控制產(chǎn)品粒度的目的。同樣也存在不能嚴格的控制產(chǎn)品粒度的問題。 首先煤炭科學研究總院唐山分院開發(fā)了 2PL 系列強力破碎機。 華北工學院針對單齒輥破碎機存在效率低、結構復雜、受力不均勻等特點開發(fā)了新一代的 Ф 915 單齒輥破碎機。主要是將原來調(diào)整破碎板位置的拉力彈簧改為推力彈簧，彈簧的彈性 力為490kN，在彈簧的兩端分別裝有兩組螺母，外側(cè)螺母用于調(diào)整破碎板位置，從而調(diào)整排料口間隙內(nèi)側(cè)螺母用于調(diào)整彈簧的彈性力。這種結構降低了機體高度，縮短了拉桿長度，使結構更為緊湊。出料口大小可通過推力板上的長方形螺孔調(diào)整。同時，由于有預碎和破碎兩個區(qū)域，破碎后的物料受齒輥撥動而被強制排出機體外，所以更適用于處理含水分較大的煤。該系列破碎機采用單電機驅(qū)動，液力耦合器過載保護，其傳動系統(tǒng)是電機驅(qū)動液力耦合 器并帶動一對錐齒輪，改變轉(zhuǎn)動方向并驅(qū)動主動破碎輥轉(zhuǎn)動，主動破碎輥通過另一端的一組直齒輪驅(qū)動被動輥轉(zhuǎn)動。 90 年代中期，山東萊蕪煤礦機械廠引進德國技術，開發(fā)生產(chǎn)了 2PGL 系列雙齒輥強力高效破碎機。整機結構緊湊，機體高度低，沖擊負荷小。 2PLF 系列分級破碎機在傳動形式上采用三角帶大帶輪傳動，傳動結構簡單、故障率低，由于大帶輪有蓄能作用，故所需的電機功率比直聯(lián)式傳動的小。在兩側(cè)壁上分別裝有梳齒板，其有兩個作用： 、拉伸破碎、不易產(chǎn)生過粉碎物； 篩的作用，可通過不需破碎的物料，而對需破碎的大塊物料，可嚴格地控制碎后產(chǎn)品的粒度，使碎后物料的三維尺寸都能得到控制。兩破碎輥有兩套獨立的驅(qū)動裝置，使兩破碎輥各自獨立工作，在實際破碎時，可根據(jù)入料量改變工作制度，即入料少時開單機，入料多時開雙機，用戶更加節(jié)能。另外，由于該系列破碎機為強力破碎，工藝布置時不需要手選皮帶人工揀矸，原煤也不需要預先篩分而直接入破碎機，簡化了選煤工藝流程，降低了廠房高度，減少了選煤 廠建設投資與生產(chǎn)費用。 國外的齒輥式破碎機 MMD 型系列輪齒式破碎機是英國 MMD 礦山機械集團公司開發(fā)出的新一代破碎機， 3 ，有 500、 62 750、 1000、 1300 和 1500 共 6 個系列每個系列，有短箱型、標準箱型和長箱型 3 種不同工作長度，以滿足不同處理能力的要求。該機的工作原理是依靠沖擊剪切和沖擊拉伸的作用，使剪切力沿著物料的薄弱易碎部位產(chǎn)生巨大破碎力使其破碎。因此該機又稱 “ 篩分破碎機 ” ，主要用于粗破碎和第二段破碎作業(yè)。其特點是： 14 ① 高度小結構緊湊； ② 特殊的輪齒結構使其適用于干礦濕礦 泥礦和粘礦； ③ 碎后產(chǎn)品粒度均勻沒有過大顆粒過粉碎的產(chǎn)品少； ④ 處理量大最大可達 14 000t/h 破碎強度高可破碎抗壓強度達 300MPa 的物料； ⑤ 采用液力耦合器和電控雙重過載保護當過載或遇到難碎物料時破碎機停止轉(zhuǎn)動破碎輥反轉(zhuǎn)排出難碎物料； ⑥ 維護維修簡便。故該機采用 5 齒 齒帽式 可有效將物料鉗入進行破碎，也優(yōu)化功率的使用達到預期的生產(chǎn)能力。傳動方案如圖 : 15 圖 整機結構方案 拖動方式可以使單電機也可以是雙電機。經(jīng)同步齒輪傳遞扭矩到從動輥?；蚰Σ料禂?shù) f 之間的關系（見圖 ）。而料塊的重 量 較之作用力小得多，故可忽略不計。40160 ， ? ≈ 39。20330 代入，得出 d ≈ ?201 由于 齒面輥式破碎機的 ? /d ≈ ～ 6， ? /d 比值較光面輥式破碎機的比值小，其 值視齒形及齒高而定，使用正常齒時， ? /d ≈ ～ 6；再根據(jù)實際情況考慮確定 ? =600mm。 輥子轉(zhuǎn)速的確定 由生產(chǎn)能力的計算公式可以得出，提高輥子的轉(zhuǎn)速，可提高生產(chǎn)能力。這時，生產(chǎn)能力不但沒有提高，反而引起電耗增加，棍子表面的磨損及機械振動增大。且圓周速度 v 與轉(zhuǎn)速 n 有如下關系： v = 60n?? 以 ? = v =3 sm/ 代入可得 75?n min/r 輥子長度的計算 有破碎機生產(chǎn)能力計算公式 17 Q =188 SK 1L 39。對光面輥子 LL?1 （ L 為輥長）；對齒面或槽面輥，當 39。e 值取破碎產(chǎn)品的最大粒度時， LL?1 ； 39。對堅硬物料， 39。e 值可近似取產(chǎn)品的最大粒度（即 39。 0? —— 物料的密度， 3/mt 。 將以上列出的數(shù)字代入公式，可以得出 當 L = 時，有 Q =600 ht/ 達到設計要求 功率計算 根據(jù)裂縫 破碎理論，可將重量為 Q 的礦物從 D 破碎到 d 所需的功耗 P 為 P =11 iW K Q ( Dd /1? ) 式中： iW 為功指數(shù)， htkW /? K 為修正系數(shù)，煤取 ～ 1 Q 為產(chǎn)量， ht/ d 為排料粒度 D 為入料力度 上式中， 11 iW K Q ( Dd /1? )是破碎一噸物料所需的功率，查資料可得齒輥破碎機破碎煤的該值平均為 tkW/ 則可計算得出破碎機所需的功率為 P =168kW ． 5 齒輥切向力的計算 為了進行齒輥切向力受力分析，確定下列分析條件： (1)將最大粒度物料視為一個球體； (2)最大粒度物料進入破碎腔后無滾動現(xiàn)象； (3)物料屬于彈性或脆性物質(zhì)，破碎粒度要求為 出碎或中碎，適合用第二破碎理論分析。 圖 齒輥切向力分析示意圖 根據(jù)上述參數(shù)，可以導出 ? 的關系式： )(2 )()(c os 122112HRr OOrHR ? ????? 212121 ]s in)[(]c o s)([0 ?? RrRrLO ????? 由 此可以確定 qF 與 eF 與 rF 的函數(shù)關系： rF = qF ?sin? eF = qF ?cos? 根據(jù)齒輥切向力分析條件 (2)的設定，物料在進入破碎腔后無滾動現(xiàn) 象，則： eF = mF = Nf? 式中： f 為物料與側(cè)壁的摩擦系數(shù)。則： W = ])(3434[2 3131 rrrE ??? ??? = ])([32 31312 rrrE ????? 當 r? 趨近于 0時，根據(jù)式可以推導出 N 得關系式： N = r rrrfEr ????????31302 )()1tan(3 2 lim??? N = )1tan( 2 212 ?? ???fE r 根據(jù)上述系列公式，可以求得單組齒輥的切向力，依據(jù)齒輥的排列布置就可以求出整個齒輥的總切向力。通過帶如計算，求得單組齒輥最大切向力為： qF = 由于齒輥破 碎齒的排列有兩組是相同的，所以整個齒輥有可能在兩處同時存在最大切向力，因此，總切向力 F 是單組齒受力的兩倍，即： F =2 qF =20831N 電機的選擇 選擇電動機的綜合問題 在選擇過程中要考慮的問題有： （ 1）根據(jù)機械的負載性質(zhì)和生產(chǎn)工藝，要求電動機的起動、制動、在齒輥卡住的時候要求反轉(zhuǎn)。 （ 3）根據(jù)負載轉(zhuǎn)矩、速度變化范圍和啟動頻繁程度等要求，考慮電動機的溫升限制、過載能力和起動轉(zhuǎn)矩，選擇電動機功率，并確定冷卻通風方式。過大的備用功率會使電機效率降低，對于感應電動機，其功率因數(shù)將變壞，并使按電動機最大轉(zhuǎn)矩校驗強度的機械造價提高。 （ 5）根據(jù)生產(chǎn)機械的最高轉(zhuǎn)速和對電力傳動調(diào)速系統(tǒng)的過渡過程性能要求，以及機械減速器機構的復雜程度，選擇電動機的額定轉(zhuǎn)速。 電機的選擇計算 電機的額定功率可以根據(jù)破碎機所需求的功率經(jīng)過傳遞效率推得 查手冊表 9－ 1（ Bp102）計算傳動效率 ? 軸承（調(diào)心滾子軸承） 效率 1? = 液力偶合器效率 ?2? 齒式聯(lián)軸器效率 3? = 二級圓柱齒輪減速器 ?4? ? = 1? 2? 3? 4? = = 3．所需電動機輸出功率 P k 為儲備系數(shù)取 k =1 1 .1 1 6 8 2 2 3 .1 k W0 .8 2 7 5 6wr kPP ? ?? ? ? 4．根據(jù)上級條件查手冊表 16－ 1（ Bp212），表 16－ 4（ Bp214）選擇電動機 三相異步電動機 JS2400M14 額定功率 250kW 滿載轉(zhuǎn)速 1500r/min 同步齒輪的設計 (1)選擇齒輪材料，確定許用應 力 根據(jù)傳遞方案選用同步齒輪帶動破碎輥 2 的同步轉(zhuǎn)動，由于結構的特殊要求齒輪為開式結構，由于傳遞大轉(zhuǎn)矩，故選用硬齒面齒輪。 應力循環(huán)次數(shù)可以按公式： knjlN 60? 式中 n 為齒輪的轉(zhuǎn)速， r/min ； j 為齒輪每轉(zhuǎn)一圈時同一齒面的嚙合次數(shù)； kL 為齒輪的工作壽命， h ； 代入數(shù)據(jù)計算可得兩齒輪的應力循環(huán)次數(shù)如下： knjlN 601 ? =60 75 1 24000= ? iNN /12 ? 可推得 ?2N ? 查圖 65得 1NZ 、 2NZ 1NZ = ?NZ minNS 為接觸強度計算的最小安全系數(shù)，通常 minNS =1～ ，這里取 1min ?HS 則將上述所得的數(shù)據(jù)代入公式可得 [ 1H? ]=1200 [ 2H? ]=1200 許用彎曲應力 [ F? ]與齒輪材料、熱處理方法、齒面硬度、應力循環(huán)次數(shù)的因素有關。 模數(shù) m m = )/(2 21 zza ? =2 500/5020mm 分度圓直徑 1d 11 mzd ? 11d mz? 可得 1d =500mm 圓周速度 v 60000/11ndv ?? 計算可得 23 0 0 0 0/ ????v sm/ 與估取圓周范圍速度之內(nèi)合適 齒寬 b b = 1dd? = 圓整得 b =140mm (3)齒面接觸疲勞強度校核計算 小輪分度圓直徑 1d ，由式 65得 ? ?3 121 )1(2][ uuKTZZZddHHE ?? ?? ? 齒寬系數(shù) d? 查表 ，按齒輪相對軸承為非對稱布置可取 d? = 轉(zhuǎn)矩 1T 1T =21392 mmN? 000 AK 使用系數(shù) 查表 可取 AK =1 vK 動載系數(shù) 由推薦值 ～ 取 vK = ?K 齒間載荷分布系數(shù) 由推 薦值 ～ 取 ?K = ?K 齒向載荷分布系數(shù) 由推薦值 ～ 取 ?K = 載荷系數(shù) K K = AK vK ?K ?K =1 = 材料彈性系數(shù) EZ 查表 取 2/ mmNZ E ? 節(jié)點區(qū)域系數(shù) HZ 查圖 63（ 0,0 210 ??? xx? ）取 HZ = 重合度系數(shù) ?Z 由推薦值 ～ 取 ?Z = 故 ? ?3 121 )1(2][ uuKTZZZd dHHE ?? ?? ?= ? ?3 2 1 )11( ]1416 [ ????? 通過上述計算得 mmd ? 由于 500＞ ，故齒面接觸疲勞強度滿足要求 齒寬 b b = 1dd? = = 圓整得 b =140mm (4)齒根彎曲疲勞強度校核計算 由式 616 ? ? ? ?FSaFanF YYmbd KT ?? ?? 1 12 24 齒形系數(shù) FaY 查機械設計手冊可得 FaY = 應力修正系數(shù) SaY 查表 小輪 SaY = 重合度 )]t a n(