【正文】 ............. 31 內(nèi)蒙古民族大學(xué)學(xué)士學(xué)位設(shè)計(jì) 1 1 緒 論 隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對(duì)礦產(chǎn)資源需求更大、更好。一般破碎機(jī)只能對(duì)礦石進(jìn)行粗略的破碎。這臺(tái)破碎機(jī)對(duì)于提高生產(chǎn)率、降低生產(chǎn)成本會(huì)起到良好的作用。 輥式破碎機(jī)是在 1806 年發(fā)明的。它是一種較為古老的破碎設(shè)備。因此，至今仍在選煤、冶金燒結(jié)、水泥、陶瓷等工業(yè)部門，以及小型微型選礦廠中使用。 隨著我國(guó)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，國(guó)內(nèi)的建設(shè)機(jī)械市場(chǎng)已經(jīng)成為國(guó)際設(shè)備制造商關(guān)注的重點(diǎn)。國(guó)內(nèi)破碎機(jī)械企業(yè)想在競(jìng)爭(zhēng)中得到很好的發(fā)展，就要提高現(xiàn)有破碎機(jī)的質(zhì)量和技術(shù)性能。 國(guó)內(nèi)外破碎機(jī)械 之間的 差距的原因 有 很多，市場(chǎng)需求 不一樣 是造成差距的 主要 原因 之一。 市場(chǎng)對(duì)砂石料的需求 數(shù)量 不多， 并 且 對(duì)機(jī)械設(shè)備 環(huán)保要求又 很嚴(yán)。這樣 所需 要 破碎 機(jī)械 設(shè)備規(guī)這樣我國(guó)的機(jī)械設(shè)備 與國(guó)際上先進(jìn) 設(shè)備 差距明顯。 使得公司的 生產(chǎn)成本 居高不下 ，紛紛開拓本國(guó)以外的市場(chǎng)，而且作為傳統(tǒng) 的 工業(yè)在資金 和 人才等方面獲得新的投入甚 少。畢竟我國(guó)的 機(jī)械 制造成本 很 低，又有 很好 的重工業(yè)基礎(chǔ)，通過(guò)引進(jìn)國(guó)際 的 先進(jìn)技術(shù) 設(shè)備。 內(nèi)蒙古民族大學(xué)學(xué)士學(xué)位設(shè)計(jì) 2 2 總 體 設(shè) 計(jì) 方 案 設(shè)計(jì)特點(diǎn) 雙齒輥破碎機(jī)機(jī)的主要性能特點(diǎn)是： 1. 本機(jī)具有體積小、重量輕、噪聲低、安裝檢修都十分方便等特點(diǎn)； 2. 齒輥的結(jié)構(gòu)尺寸的設(shè)計(jì)由產(chǎn)品的粒度決定，而且要可以直接跟換磨損的破碎齒，這樣可以使機(jī)械的使用成本降低； 3. 過(guò)粉碎低。但對(duì)于大于粒度要求物料要進(jìn)行破碎，這樣可以很好避免進(jìn)入破碎機(jī)的物料攙雜破碎缺陷物。每年有大量礦石原料與再利廢料都需要用破碎機(jī)進(jìn)行 加工處理，以達(dá)到下一級(jí)機(jī)械加工設(shè)備所需要粒度大小，所以破碎機(jī)械大部分用于礦區(qū)的生產(chǎn)。降低事故的發(fā)生率，提高破碎效率，保證生產(chǎn)的正常運(yùn)行，提高生產(chǎn)率。 解決的關(guān)鍵問(wèn)題：輥齒齒面嚴(yán)重磨損； 輥齒軸變形。將一定數(shù)量的齒環(huán)沿軸向布置在每個(gè)齒輥上，通過(guò)兩個(gè)齒輥的對(duì)轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)對(duì)加工物料的破碎。第 1 個(gè)階段，當(dāng)大塊物料進(jìn)入旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的齒輥中。如果輥齒咬入碎塊則進(jìn)入內(nèi)蒙古民族大學(xué)學(xué)士學(xué)位設(shè)計(jì) 3 第 2 階段，否則碎塊將物料沿物料表面強(qiáng)行猾過(guò)。在圖 1中，這一階段為齒從 11 位置到 22 位置。在 圖 1 中表示為齒從 22 位置運(yùn)動(dòng)到 33位置的過(guò)程。粒度較大的物料由于截面變小而被強(qiáng)行擠壓破碎，破碎后的物料被排出，從齒側(cè)間隙漏下。當(dāng)輥齒運(yùn)動(dòng)到破碎砧前面時(shí)，與破碎砧相互作用，將大塊物料劈碎并將其強(qiáng)行排除，這就是第 3 階段。原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)皮帶輪，通過(guò)皮帶向第二皮帶同速傳動(dòng)。 題目的可行性 輥式破碎機(jī)尤其適用于破碎黏性物料。其處理能力較大，可達(dá)幾千噸 /時(shí)。目前破碎機(jī)齒輥工作表面的性能、破 碎后物料粒度和使用可靠性的要求，也隨著煤炭工業(yè)的發(fā)展和煤炭破碎加工技術(shù)的進(jìn)步變的也越來(lái)越高。 傳統(tǒng)破碎機(jī)的改進(jìn) 傳統(tǒng)的破碎機(jī)大都是利用一對(duì)或幾對(duì)輥齒對(duì)塊狀物料進(jìn)行擠壓破碎。這種傳統(tǒng)的破碎機(jī)它的破碎效果不太理想。首先，改進(jìn)輥齒的安裝安放總體設(shè)計(jì)方案 4 位置，把輥齒在軸 上成螺旋式安裝布置：第一個(gè)鍵槽角度為 00其它為 150 、 300 、 450、 600、750。也就是能對(duì)塊狀物料進(jìn)行多次破碎。 同時(shí)為了更好地，進(jìn)一步地提高破碎效率。當(dāng)物料運(yùn)行到破碎鉆的兩面與咬合輥齒下方進(jìn)行二次破碎 破碎機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 5 3 破 碎 機(jī) 的 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 結(jié)構(gòu)的選擇與比較 以齒輪機(jī)構(gòu)作為傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，從齒輥 作滾動(dòng)的一對(duì)齒輥機(jī)構(gòu)是執(zhí)行機(jī)構(gòu)。 對(duì)于光輥： D? 20d 輥皮表面帶有溝槽： D=（ 10～ 12） d 輥皮表面鑲齒： D=（ 2～ 6） d 對(duì)于我所設(shè)計(jì)的雙齒輥破碎機(jī)，所破碎的物料粒度在 100～ 200mm 范圍內(nèi)。 輥?zhàn)庸ぷ鬓D(zhuǎn)速； 輥?zhàn)愚D(zhuǎn)速與輥皮表面特征、被破碎物料的硬度和尺寸相關(guān)，通常破碎物料的粒度越大，輥?zhàn)愚D(zhuǎn)速也就越低，輥皮表面有溝槽的輥?zhàn)?，他的轉(zhuǎn)速應(yīng)比光輥的低；當(dāng)破碎軟的或脆的物料時(shí)，轉(zhuǎn)速應(yīng)高些，而破碎硬物料時(shí)應(yīng)低些。 按照設(shè)計(jì)要求可知， d=10～ 20cm，一般摩擦系數(shù)取 f =～ ，（或摩擦角? =16? 45’～ 19? 18’），取 f =， ? ==18? ， D=450mm， r=～ ，取 r= 103? Kg/ 3cm 。 生產(chǎn)率 ； 破碎機(jī)的理論體積生產(chǎn)能力為 TQ 3600LeV? m3 /h 實(shí)際上體積生產(chǎn)能力為 Q=188? Le Dn ? 式中 Q—— 生產(chǎn)率 （ t/h）； n—— 輥?zhàn)愚D(zhuǎn)速 （ r/min）； ? —— 破碎產(chǎn)品的松散容重，接近 1 （ t/m3 ）； L—— 輥?zhàn)娱L(zhǎng)度 （ m）； D—— 輥?zhàn)又睆? （ m）； 內(nèi)蒙古民族大學(xué)學(xué)士學(xué)位設(shè)計(jì) 7 ? —— 輥?zhàn)娱L(zhǎng)度利用系數(shù)和排料松散度系數(shù)，對(duì)于中硬度物料， ? =～ ；對(duì)于粘性和潮濕物料，如煤，焦碳等， ? =～ ； e—— 排料口寬度 （ m）。破碎中硬物料時(shí)，破碎機(jī)所需功率為 N= 式中 V—— 輥?zhàn)訄A周速度 m/s； L—— 輥?zhàn)娱L(zhǎng)度 m； K—— 系數(shù)， K= +， 0D 和 d 分別是給料與排料粒度； 對(duì)于破碎煤或焦碳用的齒輥破碎機(jī)，則輥?zhàn)庸β蕿? N=KLDn kw 式中 D—— 輥?zhàn)又睆? m； L—— 輥?zhàn)娱L(zhǎng)度 m； n—— 輥?zhàn)愚D(zhuǎn)速 r/min； K—— 系數(shù)，破碎煤時(shí)， K=。 破碎機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 8 0N *η 1η 2η 3η 4η 5η 6/ AK =N 式中 0N —— 電機(jī)額定功率 kw AK —— 工況系數(shù)，每天工作 1016 個(gè)小時(shí)，故取 AK =； 1? —— 帶傳動(dòng)效率， ； 2 4 6???、 、 —— 滾動(dòng)軸承效率， ； 35??、 —— 8級(jí)精度圓柱齒輪傳動(dòng)效率， 。綜合上述因素可以做出選擇 Y225M8型。 2)工作機(jī)要根據(jù)生產(chǎn)要求調(diào)節(jié)速度，而原動(dòng)機(jī)速度額定，要通過(guò)改變?cè)瓌?dòng)機(jī)速度不切實(shí)際。 2)對(duì)傳動(dòng)的布置方面要合理和便于安 裝，同時(shí)尺寸和重量緊湊、輕巧。 4)必須符合國(guó)家的技術(shù)政策，現(xiàn)場(chǎng)的技術(shù)條件和環(huán)境保護(hù)等其它要。 2)在原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)同步時(shí)應(yīng)選擇嚙合傳動(dòng)。 4)在滿足工作條件的情況下，選擇結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的傳動(dòng)裝置，降低初始費(fèi)用。因?yàn)殡p齒輥破碎機(jī)所需要的傳動(dòng)精度不需要太高，而且功率消耗很大需要安全保障，使用帶式傳動(dòng)機(jī)構(gòu)很 安全。 =**1，故帶式部分的傳動(dòng)比為 第一對(duì)齒輪的傳動(dòng)比為 第二對(duì)齒輪的傳動(dòng)比為 1。 式中 1n —— 小帶輪轉(zhuǎn)速 r/min。 1ed =200mm， 2ed =800mm 5. 帶速 V V= m/s )*( ?破碎機(jī)的總體設(shè)計(jì) 11 窄 V帶 maxV =35m/s， V? 20m/s 時(shí)，可以充分發(fā)揮帶的傳動(dòng)能力，一般 V 不低于 5m/s，滿足要求， 5m/s。 Z = ?? ???= 取 Z =3 13．帶輪寬度 D=2e+2f=35? +26=61? mm 14．單根 V 帶初張緊力 0F N 0F =[500（ K?1） 2dPV +mV2 ] 式中 m—— V 帶單位長(zhǎng)度質(zhì)量 Kg/m，取 m= Kg/m。） 16．切邊長(zhǎng) t mm t= 22 12()4eedda ?? = 22 (8 0 0 2 0 0 )1470 4?? = mm 17．撓度 f mm f = = mm 18．載荷 Wd N 新安裝的帶 Wd= 00 eLtFF ?? 式中 0F? —— 初張緊力的增量，取 0F? =40N。 圖 41 帶輪示意圖 Figure 41 Belt wheel diagram 內(nèi)蒙古民族大學(xué)學(xué)士學(xué)位設(shè)計(jì) 13 齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) 選定齒輪類型，精度等級(jí)，材料及齒數(shù) 1) 按 所示的傳動(dòng)方案，選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)。 3) 材料選擇。 4) 大齒輪轉(zhuǎn)速為 64r/min。小齒輪轉(zhuǎn)速為 177r/min。 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值； （ 1）試載荷系數(shù) tK = （ 2）計(jì)算小齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩 1T = 105 1P /1n = 105APK電 12?? /1n = 105 =789359 N 1 ? （ 3）取齒寬系數(shù) d? =1 （ 4）查得材料的彈性影響系數(shù) EZ = MPa1/2 （ 5）按齒面硬度查得大小齒輪的接觸疲勞極限為 lim1H? =600MPa, lim2H? =600 MPa （ 6）計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 1N =60j hL 1n 式中 j—— 齒輪每轉(zhuǎn)一周時(shí)，同一齒面嚙合的次數(shù)； hL —— 齒輪的工作壽命 h； 假設(shè)破碎機(jī)壽命為 10年（一年工作 300 天，每天工作 10 小時(shí)） 1N =60 1 177（ 15 300 10） = 108 2N = 1N /u= 108 破碎機(jī)的總體設(shè)計(jì) 14 （ 7）查得接觸疲勞壽命系數(shù) 1HNK =； 2HNK = （ 8）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力 1[]H? = 1 lim1HN HK S? 式中 S—— 安全系數(shù) S=1，取失效 概率為 1% 1[]H? = 600 MPa=570 MPa 2[]H? = 600 MPa=588 MPa 計(jì)算； （ 1）試算小齒輪分度圓直徑 1td ，帶入 []H? 中較小的值 1td ? 23 1 . 3 7 8 9 3 5 9 3 . 7 7 1 8 9 . 8()1 2 . 7 7 5 7 0? ??= mm （ 2）計(jì)算圓周速度 1V 1V = 1160 1000dn?? = 17760 1000? ??? = m/s （ 3）計(jì)算齒寬 b b= td d1?? =1 mm= mm （ 4）計(jì)算齒寬與齒高之 比 b/h 模數(shù) tm = 1td / 1Z = 齒高 h= tm = = mm b/h=（ 5）計(jì)算載荷系數(shù) 根據(jù) 1V = m/s，八級(jí)精度，查 得動(dòng)載荷系數(shù) vK =； 直齒輪，假設(shè) /AtKF b 100 N/mm，查得 HFKK??? =；查得使用系數(shù) AK =1； 查得 8級(jí)精度，小齒輪相對(duì)支撐非對(duì)稱布置時(shí) HK? =+（ 1+ 2d? ） 2d? + 103? b =+(1+ 12 ) 12 + 103? = 由 b/h=， HK? = 查得 FK? =，故載荷系數(shù) K= AK VK HK? HK? =1 = （ 6）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑得 內(nèi)蒙古民族大學(xué)學(xué)士學(xué)位設(shè)計(jì) 15 1d = 1td 3 / tKK= （ 7）計(jì)算模數(shù) m= 11/dZ= mm 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為