【正文】 879座國有大中型礦山和 227 854個鄉(xiāng)鎮(zhèn)集體企業(yè)，全國礦石采掘總量超過 50億噸，礦業(yè)總產(chǎn)值為 4 000 億元。由于物料的物理性質(zhì)和結(jié)構(gòu)差異很大 ,為適應(yīng)各種物料的要求 ,破碎機(jī)的品種也是五花八門的。因?yàn)槠扑槭沁x礦廠的耗能大戶 (約占全廠耗電的 50%),為了節(jié)能和提高生產(chǎn)效率 ,所以提出了“多 碎少磨”的技術(shù)原則。 另外隨著工業(yè)自動化的發(fā)展 ,破碎機(jī)也向自動化方向邁進(jìn) (如國外產(chǎn)品已實(shí)現(xiàn)機(jī)電液一體化、連續(xù)檢測 ,并自動調(diào)節(jié)給料速率、排礦口尺寸及破碎力等 )。至于新原理和新方式的破碎 (如電、熱破碎 )尚在研究試驗(yàn)中 ,暫時還不能用于生產(chǎn)。細(xì)碎方面新機(jī)型更多些。而應(yīng)用最廣泛的就是鄂式破碎機(jī)。 鄂式破碎機(jī)：顎式破碎機(jī)具有破碎比大、產(chǎn)品粒度均勻、結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、維修簡便、運(yùn)營費(fèi)用經(jīng)濟(jì)等特點(diǎn)。被破碎物料為煤、鹽、白亞、石膏、明礬、磚、瓦、石灰石等。 復(fù)合式破碎機(jī)：簡稱（復(fù)合破）適用于建材、礦業(yè)、冶金、化工工業(yè)破碎石灰石、熟料、煤及其它礦石。 輥式破碎機(jī)：對輥破碎機(jī)（輥式破碎機(jī) ,對輥式破碎機(jī)）供選礦、化學(xué)、水泥、建筑材料等工業(yè)部門中碎和細(xì)碎各種 中等硬度以下的礦石和巖石之用。 HX系列沖擊式破碎機(jī)（制砂機(jī)）對建筑用砂、筑路用砂石優(yōu)為適宜。將塊料置于兩個平面之間 ,施加壓力 ,塊料因應(yīng)力超過其抗壓強(qiáng)度而破碎。 ②劈裂。脆性物料的抗拉強(qiáng)度比抗壓強(qiáng)度小得多，故宜采用劈裂。使塊料受到彎曲，因彎曲應(yīng)力超過物料的抗彎強(qiáng)度而破碎。在生產(chǎn)中可根據(jù)物料的性質(zhì)（主要是硬度及韌度）來選擇破碎的方法。 大部分能量消耗在物料的變形和裂縫的形成，僅一小部分用于形成固體自由表面。” 1874年基爾皮喬夫 (В .Л .кирпичёв )、 1885年基克（ ）提出“體積說”，認(rèn)為“破碎時的功耗與被破碎物料的體積或重量成正比” ,適用于粗碎作業(yè)。 礦石和物料的破碎難易度 ,取決于其物理 機(jī)械性質(zhì)和本身的裂隙。 方法有二： ① 可碎性系數(shù)法 同一破碎機(jī)在同樣條件下破碎不同礦石時處理能力之比。 ② 功指數(shù)法 用雙擺錘式?jīng)_擊試驗(yàn)機(jī)測定礦石或物料的沖擊破碎功指數(shù)，并用功指數(shù)大小表示其可碎性。 h)。 h。 3 單齒輥式破碎機(jī) 輸入破碎機(jī)的能量消耗于發(fā)生聲、熱、破碎機(jī)零件和部件的磨損、機(jī)械傳動系統(tǒng)的摩擦損失、電氣損失和使礦石產(chǎn)生微裂縫及形成新表面等方面。 60年代中期以來正研究新的破碎方法，如熱電、激光、高速氣流、減壓等。輥式破碎機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡單，機(jī) 體緊湊輕便，價格低廉，工作可靠，調(diào)整破碎比較方便，破碎時過粉碎現(xiàn)象少，能粉碎粘濕物料。輥式破碎機(jī)的缺點(diǎn)是：生產(chǎn)能力低，要求將物料均勻連續(xù)地喂到輥?zhàn)尤L上，否則輥?zhàn)幽p不均，且所得產(chǎn)品粒度也不易均勻，需要經(jīng)常修理。齒面輥式破碎機(jī)雖然可以鉗進(jìn)較大的料塊，但也限于中碎時使用，而且料塊的抗壓強(qiáng)度不能超過，否則齒棱很易折斷。輥式破碎機(jī)的規(guī)格用輥?zhàn)拥闹睆?( 輥?zhàn)娱L度 L來表示。破碎機(jī)構(gòu)是由一個轉(zhuǎn)動輥?zhàn)雍鸵粔K顎板組成。顎板通過兩根拉桿 ( 借助于頂在機(jī) 架上的彈簧 ) 的壓力拉向輥?zhàn)樱诡€板與輥?zhàn)颖３忠欢ň嚯x。如遇有難碎物掉入，所產(chǎn)生的作用力就會使彈簧壓縮，顎板離開輥?zhàn)佣龃蟪隽峡冢闺y碎物排出而避免機(jī)件的損壞。 4 單齒輥式破碎機(jī) 圖 21 單輥破碎機(jī) 單輥破碎機(jī)實(shí)際上是將顎式破碎機(jī)和輥式破碎機(jī)的部分結(jié)構(gòu)組合在一起，因而具有這兩種破碎機(jī)的特點(diǎn)，該機(jī)種又稱 為顎輥破碎機(jī)。在一臺破碎機(jī)中，有預(yù)碎區(qū)和二次破碎區(qū)，所以可用于粗碎物料，而且破碎比較大，可達(dá) !$。單輥破碎機(jī)宜用于粉碎中硬或松軟的物料，如石灰石、硬質(zhì)粘土及煤塊等。單輥破碎機(jī)的規(guī)格是用輥?zhàn)又睆胶烷L度來表示。前輥 ) 和后輥工作相向旋轉(zhuǎn)，物料加入到喂料箱 )! 內(nèi)，落在轉(zhuǎn)輥的上面，物料在輥?zhàn)颖砻婺Σ亮Φ淖饔孟?，被扯進(jìn)轉(zhuǎn)輥之間，受到輥?zhàn)拥臄D壓而粉碎。因此，破碎機(jī)是連續(xù)操作的，且有強(qiáng)制卸料的作用，粉碎粘濕的物料也不致堵塞。當(dāng)輥套的工作表面磨損時，可以拆換。彈簧的壓力可用螺母調(diào)整，在軸承與頂座之間放有可以更換的鋼墊片 !amp。 圖 22雙輥破碎機(jī) 前輥通過減速齒輪 和 !( 傳動軸 ) 以及帶輪用電動畸帶動，后輥則通過裝在輥?zhàn)? 軸上的一對齒輪由前輥帶動作相向轉(zhuǎn)動。輥?zhàn)拥墓ぷ鞅砻娓鶕?jù)使用要求，可以選用光面的（如后輥 !）、槽面的（如前輥 ）或是齒面的。此時對物料還兼施磨剝作用，宜 6 單齒輥式破碎機(jī) 用于粘土及塑性物料的細(xì)碎，產(chǎn)品粒度小且均勻。齒面輥?zhàn)印｝X面輥?zhàn)悠扑槲锪蠒r，除了施壓作用外，還兼施劈裂作用，故適于破碎具有片狀節(jié)理的軟質(zhì)和低硬度的脆性物料，如煤、干粘土、頁巖等，破碎產(chǎn)品的粒度也比較均勻，齒面和槽面輥?zhàn)佣疾贿m于破碎堅(jiān)硬物料。三輥破碎機(jī)實(shí) 質(zhì)上是一臺單輥破碎機(jī)和一臺雙輥破碎機(jī)重疊起來的，同樣四輥破碎機(jī)由兩臺雙輥破碎機(jī)重疊起來制成。 該機(jī)由兩臺規(guī)格相同的雙輥破碎機(jī)重疊組成。一個輥?zhàn)拥妮S承是固定的，另一個輥?zhàn)拥妮S承由彈簧 ( 向墊片壓緊，彈簧是破碎機(jī)的保險裝置。右上輥?zhàn)拥膸л啂佑蚁螺?子的帶輪，使右下輥?zhàn)愚D(zhuǎn)動；左下輥?zhàn)拥膸л?，帶動左上輥?zhàn)拥膸л啠棺笊陷佊柁D(zhuǎn)動。物料經(jīng)過上、下兩套輥?zhàn)悠扑楹?，自下方排出機(jī)外。當(dāng)光面輥皮磨損或出現(xiàn)溝槽、凹坑后，不必拆卸輥?zhàn)?，可以直接利用切削裝置對 輥?zhàn)舆M(jìn)行整修，整修時，將切削裝置安裝在走刀架上，再將鏈子掛到鏈輪上。 齒輥式破碎機(jī)的構(gòu)造 根據(jù)總體設(shè)計(jì)的規(guī)劃與要求，主要部件構(gòu)成有：破碎輥、調(diào)整裝置、彈簧保險裝置、傳動裝置和機(jī)架等組成。水平軸上平行的一對輥?zhàn)又?，其中一個輥?zhàn)拥妮S承是可動的，另一個輥?zhàn)邮枪潭ǖ?，破碎輥是由軸、輪轂和輥皮構(gòu)成。由于輥皮與礦石直接接觸，所以它需要時常更換，而且一般是應(yīng)用耐磨性好的高錳鋼或特殊碳素鋼（鉻鋼、鉻錳鋼等）制作。本次設(shè)計(jì)采用增減兩個輥?zhàn)虞S承之間的墊片數(shù)量來進(jìn)行調(diào)整。機(jī)器正常工作是，彈簧的壓力能平衡兩個輥?zhàn)又g所產(chǎn)生的作用力，以保持排礦口的間隙，使產(chǎn)品粒度均勻。非破碎物體排除后，彈簧恢復(fù)原狀，機(jī)器照常工作。 圖 6 彈簧保險裝置結(jié)構(gòu)示意圖 9 單齒輥式破碎機(jī) 2齒輪 4非標(biāo)準(zhǔn)長齒輪 8軸 9破碎輥 圖 7 齒輥式破碎機(jī)傳動原理圖 電動機(jī)通過皮帶輪帶動一對減速齒輪 2。如圖 7。在結(jié)構(gòu)上采用上下箱體機(jī)架構(gòu)造。其要求是機(jī)架結(jié)構(gòu)必須堅(jiān)固。 第 3章 破碎機(jī)主要零部件的設(shè)計(jì) 在水平軸上平行裝置兩對相向回轉(zhuǎn)的輥?zhàn)?，它是破碎機(jī)的主要工作機(jī)構(gòu)。輥?zhàn)虞S采用鍵與錐形表面的輪轂配合在一起，輥皮固定在輪轂上，借助三塊錐形弧鐵，利用螺栓帽將它們固定在一起的。 礦石中心 O（為使推倒簡化，假設(shè)破碎物料為圓形）與輥?zhàn)又行?O1（或 O2）的連線與水平線所成的角度，稱為嚙合角 ?。如將力 P和 F分別分解為水平分力和垂直分力，由圖可以看出，只有在下列條件下，物料塊才能被兩個棍子卷入破碎腔： 2Psin? 2?2fPcos? 2 所以摩擦系數(shù) 是摩擦角的正切，所以 KL? （ ） [6] 由次可見，最大嚙合角應(yīng)小于或等于摩擦角的兩倍。 50′～ 19176。 40′～ 38176。結(jié)合本設(shè)計(jì)的實(shí)際情況，這里我們?nèi)∧Σ两菫???18。 當(dāng)排礦口寬度 e一定時，嚙角的大小決定與輥?zhàn)又睆?D和給礦粒度 d的比值。 由 [6]圖 8 的 Rt△ OAB中可以看出 D?e ?D?e cos??2D?dD?d 2 和 D相比 e很小，可略而不計(jì)，則 11 單齒輥式破碎機(jī) D(1?cos) （ ） [6] d?cos2 ?當(dāng)取 f=， ??=18176。 = 2 故 d?1D 20? 或 D?20d （ ） [6] 2PG— T0604型破碎機(jī)的 D=610mm，故 d?。 對于潮濕粘性物料， f=，則： D?10d 2PG— T0604型破碎機(jī)的 D=610mm，故 d?61mm。一般地說，給礦粒度愈大，礦石愈硬，則棍子的轉(zhuǎn)數(shù)應(yīng)當(dāng)愈低。 但是破碎機(jī)的生產(chǎn)能力是與輥?zhàn)拥霓D(zhuǎn)數(shù)成正比地增加。然而，轉(zhuǎn)數(shù)的增加是有限度的。所以破碎機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)應(yīng)有一個合適的數(shù)值。通常，光面輥?zhàn)拥膱A周速度 v=2 ～／秒，不應(yīng)大于 ／秒。 則計(jì)算輥?zhàn)愚D(zhuǎn)速公式為 n?60v 轉(zhuǎn) /分 （ ） [6] 2?R 12 單齒輥式破碎機(jī) v?由于 = m/s 則 n?6060v?*?75r/min 2?R2** 綜合 ，如表 () 表 2 輥皮的設(shè)計(jì) 輥式破碎機(jī)破碎輥的關(guān)鍵是輥皮，只要有了機(jī)械性能好，耐磨性能優(yōu)良的輥皮，對輥機(jī)的其他技術(shù)指標(biāo)是很容易達(dá)到的。在選材之前先對破碎輥的失效進(jìn)行分析。這類機(jī)械損壞一般只發(fā)生在鑄鐵或球鐵輥皮。二是磨損，磨損會使對輥機(jī)輥皮的表面產(chǎn)生溝槽，使兩輥皮之間的間隙增大，因而原料的細(xì)碎度也就不能保證。 輥皮的機(jī)械損壞形式 輥皮發(fā)生機(jī)械損壞比較少，一般都是發(fā)生在高速強(qiáng)力細(xì)碎對輥機(jī)上，因?yàn)檫@種對輥機(jī)在兩輥皮之間是強(qiáng)力擠壓作用，擠壓力可達(dá) 30t～ 40t，是普通對輥機(jī)十幾倍的擠壓力。但是，由于在輥皮的制造過程中，無論其化學(xué)成分和機(jī)械性能都很難得到有效控制，甚至還可能存在一些鑄造缺陷和較大的內(nèi)應(yīng)力。但是，由于這些球鐵類輥皮的硬度只有 HB240左右，為了提高耐磨性，必須將這些鑄件進(jìn)行淬火處理，把硬度提高到 HR50以上。工作時在擠壓力的作用下，輥皮有時會突然發(fā)生開裂，這就是說球鐵類輥皮也存在著 機(jī)械損壞的潛在危險。在輥皮表面高應(yīng)力的作用下，會形成局部的機(jī)械磨損。這種溝槽主要是從兩輥皮表面流過的原料中有硬的磨粒造成的磨損 ，主要屬于粒磨損。 公式中的磨損度是一個變化范圍很大的數(shù)值，它和物料的性質(zhì)等因素有關(guān)。一般當(dāng) 對輥機(jī)輥皮的硬度 HRC≥ 50，其耐磨性就比較好：而當(dāng)對輥機(jī)輥皮的硬度 HRC50時 ， 其耐磨性就明顯下降。 常見的輥 皮有：灰鑄鐵輥皮、外圈包鋼板的灰鑄鐵輥皮、外圈包鋼板并在鋼板表面堆焊耐磨焊條的輥皮、耐磨鑄鐵輥皮、高鉻復(fù)合金制作輥皮等，為了方便輥皮的設(shè)計(jì)，本次設(shè)計(jì)選用鑄造＋耐磨堆焊復(fù)合輥皮。早期的對輥破碎機(jī)擠壓輥的輥皮采用的是高 Cr鑄鐵材料、高錳鋼或超高錳鋼整體鑄造成的，用高 Cr 鑄鐵材料鑄造的輥皮在運(yùn)行過程中輥面容易出現(xiàn)掉塊和輥皮斷裂，用高錳鋼和超高錳鋼鑄 造的輥體輥面的耐磨性比較差，另外用這三種材料鑄造的輥皮基本上都是一次性用的，當(dāng)輥皮磨損以后，堆焊修復(fù)就非常困難，因?yàn)檫@三種材料的可焊性比較差，韌性也差，堆焊修復(fù)過程中很容易就把輥皮拉裂，所以當(dāng)輥皮磨損到一定程度后，廠家都是直接更換新輥，舊輥就報(bào)廢不用維修，這就帶來較大的濫費(fèi)，給國家和企業(yè)都造成較大的經(jīng)濟(jì)損失 結(jié)合在輥壓機(jī)輥面耐磨材料的研制以及輥壓機(jī)輥面再生性修復(fù)方面豐富經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)對輥破碎機(jī)擠壓輥的實(shí)際運(yùn)行情況，對擠壓輥輥皮的制造工藝加以改進(jìn)，提出擠壓輥輥皮的制造工藝采用鑄造＋耐磨堆焊相結(jié)合的復(fù)合工藝，使擠壓輥輥皮由以前的單一種材料變成復(fù)合材料，并且研制出專用于對輥破碎機(jī)擠壓輥表面堆焊的耐磨材料 ZM焊絲和 14 單齒輥式破碎機(jī) MD601焊絲。擠壓輥輥皮具體的復(fù)合制造工藝為：首先輥皮用普通的碳鋼如 35＃鋼等來鑄造，輥皮鑄造好后先用專用的耐磨焊絲 ZM焊絲焊一層過渡層，過渡層焊完后，再用 MD601焊絲在輥面堆焊一層耐磨層。 輥皮結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 輥皮的結(jié)構(gòu)主要由四大部分組成。安裝時通過螺栓使輪轂 1和輪轂 2壓緊。不僅結(jié)構(gòu)簡單而且輪轂較輕。采用安全可靠經(jīng)濟(jì)實(shí)用的耐磨輥皮，以及合理的結(jié)構(gòu)，將使輥式破碎機(jī)的性能大大的提高。 1– 輪轂 2輥皮 3– 輪轂 4鍵 5螺母 6軸 圖 10 輥?zhàn)友b配結(jié)構(gòu)示意圖 15 單齒輥式破碎機(jī) 2──輥皮： 35鋼鑄造 +耐磨焊絲堆焊。與輪轂配合處的斜度為 12176。 4──鍵 5──螺栓：每給輥?zhàn)由?8個 30M螺栓。 第 4章 破碎機(jī)的傳動方案設(shè)計(jì)選擇 生產(chǎn)能力 由齒輥式破碎機(jī)的原理進(jìn)行計(jì)算，理論生產(chǎn)能力與工作時兩輥?zhàn)拥拈g距 e、輥?zhàn)訄A周速度