【正文】 度，使結(jié)構(gòu)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(yù)碎和破碎兩個區(qū)域，破碎后的物料受齒輥撥動而被強(qiáng)制排出機(jī)體外，所以更適用于處理含水分較大的煤。該系列破碎機(jī)采用單電機(jī)驅(qū)動，液力耦合器過載保護(hù)，其傳動系統(tǒng)是電機(jī)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(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)。整機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，機(jī)體高度低，沖擊負(fù)荷小。 2PLF 系列分級破碎機(jī)在傳動形 式上采用三角帶大帶輪傳動，傳動結(jié)構(gòu)簡單、故障率低，由于大帶輪有蓄能作用，故所需的電機(jī)功率比直聯(lián)式傳動的小。在兩側(cè)壁上分別裝有梳齒板，其有兩個作用： 切、拉伸破碎、不易產(chǎn)生過粉碎物； 條篩的作用，可通過不需破碎的物料，而對需破碎的大塊物料，可嚴(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。兩破碎輥有兩套獨(dú)立的驅(qū)動裝置，使兩破碎輥各自獨(dú)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(jī)，入料多時開雙機(jī)，用戶更加節(jié)能。另外，由于該系列破碎機(jī)為強(qiáng)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(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。 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)， 3 ，有 500、 62 750、 1000、 1300 和 1500 共 6 個系列每個系列，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(jī)又稱 “ 篩分破碎機(jī) ” ，主要用于粗破碎和第二段破碎作業(yè)。其特點(diǎn)是： （ 1） 高度小結(jié)構(gòu)緊湊； （ 2） 特殊的輪齒結(jié)構(gòu)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(dá) 14 000t/h 破碎強(qiáng)度高可破碎抗壓強(qiáng)度達(dá) 300MPa 的物料； （ 5） 采用液力耦合器和電控雙重過載保護(hù)當(dāng)過載或遇到難碎物料時破碎機(jī)停止轉(zhuǎn)動破碎輥反 轉(zhuǎn)排出難碎物料； （ 6） 維護(hù)維修簡便。物料自兩輥上方的上料口加入 ,在輥與物料間的摩擦力作用下 ,物料被帶入兩輥之間 ,受擠壓破碎后自下部排除 ,破碎后的粒度一般在 60～ 120mm 內(nèi) ,見圖 所示。一些細(xì)小物料和粉塵從罩體與輥?zhàn)又鬏S間的密封處泄漏到罩體外面 ,污染環(huán)境。 改進(jìn)措施 傳統(tǒng)式破碎機(jī)機(jī)架多采用鑄鋼制造 ,鑄造工藝復(fù)雜 ,且易出現(xiàn)鑄造缺陷 ,影響機(jī)架強(qiáng)度 ,單件生產(chǎn)產(chǎn)品效率低 ,成本高 ,鑄鋼機(jī)架十分笨重。通過結(jié)構(gòu)優(yōu)化的機(jī)架重量輕、強(qiáng)度高 ,結(jié)構(gòu)緊湊、安全可靠、美觀大方 ,單件生產(chǎn)成本較鑄鋼件大大降低 ,但焊縫質(zhì)量要求高。但由于破碎機(jī)工作環(huán)境十分惡劣 ,環(huán)境溫度高 ,灰塵大 ,滑道上的潤滑脂混雜大量灰塵 ,造成滑道表面磨損嚴(yán)重 ,潤滑效果降低 。改進(jìn)后在機(jī)架滑道上鑲嵌 2 塊鎳鈦合金板 (可用黃銅板或不銹鋼板替代鎳鈦合金板 ),并在移動軸承座與滑道接觸面鑲嵌 2塊聚四氟乙烯板并磨光表面 ,見圖所示。而罩體密封形式的改進(jìn) ,減少物料粉塵的 污染 ,有利于滑道潤滑 ,保證了移動軸、承座在滑道上滑動靈活 ,破碎較硬異物時能順利通過 ,過載時可起保護(hù)作用。 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。 2 總體設(shè)計 方案設(shè)計 方案一： 圖 此方案采用兩個同型號的三向異步電機(jī)分別帶動兩個輥?zhàn)愚D(zhuǎn)動 ，這種設(shè)計方案破碎效果很好，但造價相當(dāng)昂貴，且在不需要調(diào)動破碎粒度的時候不需要采用兩個動力源。 方案二： 中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 7 頁 圖 此方案使用的是一臺三向異步電動機(jī)通過帶傳動帶動單級減速器，減速器大齒輪帶動主動輥?zhàn)愚D(zhuǎn)動，在主動輥?zhàn)拥牧硪欢搜b有和從動輥?zhàn)油耆嗤凝X輪只起到傳動的作用，即一對同步齒輪。這種方案可以完成破碎，且具有噪聲小，平穩(wěn)性好，結(jié)構(gòu)簡單，高效率且整機(jī)占地空間小，適合礦用，故選 用此方案。kg/m 179?；蚰Σ料禂?shù) f 之間的關(guān)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 由上可知，光面雙輥式破碎機(jī)的輥?zhàn)又睆郊s等于最大給料粒度的 20 倍。對與黏濕物料， f=,則 D≈ 10D0。故齒輥破碎機(jī)可以對石灰石或煤進(jìn)行粗碎。 (2)給料粒度和輥?zhàn)又睆? 輥?zhàn)又睆?D與給料粒度 d有關(guān)，它們之間 的關(guān)系，決定于安裝破碎齒的齒圈與被破碎物料之間的摩擦系數(shù)的大小。本設(shè)計的破碎機(jī)型號為 2PGC450 500，故取輥?zhàn)又睆?D=450mm，輥?zhàn)娱L度為L=500mm。它要保證機(jī)器有最大的生產(chǎn)率，功率消耗又要少，同時還要考慮滾圈的磨損不能太快。物理性質(zhì)和給料粒度等 因素有關(guān)。本設(shè)計中破碎的物料為煤，且含有一定量的煤矸石，屬于中等硬度，取輥?zhàn)拥霓D(zhuǎn)速為 54r/min。 ? —— 物料松散系數(shù)，對于干硬物料， ? =～ ，煤取 ? = 代入設(shè)計參數(shù)有 t/h (5)電動機(jī)功率計算及其選型 在選擇過程中要考慮的問題有： 1）根據(jù)機(jī)械的負(fù)載性質(zhì)和生產(chǎn)工藝，要求電動機(jī)的起動、制動、在齒輥卡住的時候要求反轉(zhuǎn)。 3）根據(jù)負(fù)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(jī)的溫升限制、過載能力和起動轉(zhuǎn)矩，選擇電動機(jī)功率，并確定冷卻通風(fēng)方式。過大的備用功率會使電機(jī)效率降低，對于感應(yīng)電動機(jī)，其功率因數(shù)將變壞，并使按電動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩校驗強(qiáng)度的機(jī)械造價提高。 5）根據(jù)生產(chǎn)機(jī)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(jī)械減速器機(jī)構(gòu)的復(fù)雜程度，選擇電動機(jī)的額定轉(zhuǎn)速。 對于齒輥破碎機(jī)破碎煤貨焦炭時電動機(jī)功率 P(kW)為： 式中 D—— 輥?zhàn)又睆剑? 。 n—— 輥?zhàn)愚D(zhuǎn)速， 54r/min K—— 系數(shù)，破碎煤時， K= 則可以得到電動機(jī)功率： KW， 由于電機(jī)的計 算功 率KW,所以選取 Y180L8 型電機(jī)，其轉(zhuǎn)速為 r/min，額定功率為 KW。 減速系統(tǒng)通過兩級減速，第一級皮帶傳動，然后由大皮帶輪 將動力傳遞給一個單級齒輪減速箱，減速器的輸出軸將動力傳遞給破碎輥，實現(xiàn)破碎輥的破碎運(yùn)動，此種方案用經(jīng)濟(jì)實用的方式實現(xiàn)了減速目的。詳細(xì)設(shè)計按機(jī)械設(shè)計手冊的有 關(guān)設(shè)計規(guī)范進(jìn)行。對本破碎機(jī)來說，總共有兩級傳動，包括一級帶傳動和單級圓柱齒輪傳動，其中帶傳動的傳動比 應(yīng)控制在 2～ 5以內(nèi)。 傳動裝置的運(yùn)動參數(shù)的計算 設(shè)電動機(jī)軸為第Ⅰ軸，從減速器的高速軸Ⅱ軸， 低速軸為 Ⅲ軸， 主動齒輥軸為Ⅳ軸，從動齒輥軸為第Ⅴ軸。 m 第 Ⅲ 軸扭矩 N m 第 Ⅴ 軸扭矩 N 1） 確定計算功率 根據(jù)工作情況，查工況系數(shù) 則有計算功率 KW 2）選擇 V帶帶型 由 及 查得選用 B型 V帶 3） 初選小帶輪基準(zhǔn)直徑 并驗算帶速 v 由教材表格初選小帶輪基準(zhǔn)直徑 mm 帶速 m/s 因為 m/s,故帶速合適。 齒輪傳動設(shè)計 大、小齒輪均選用 （滲碳后淬火），選用 8級精度，選取小齒輪齒 數(shù) ，則大齒輪齒數(shù) 由設(shè)計計算公式進(jìn)行試算，即 (1)確定公式內(nèi)各計算數(shù)值 1）初選載荷系數(shù) 2）計算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn) 矩 ，將數(shù)據(jù)代入有 N由 ，查圖得 故載荷系數(shù) 6) 按實際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑 mm 7）計算模數(shù) 中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 15 頁 彎曲強(qiáng)度設(shè)計公式為 （ 1）確定公式內(nèi)各計算數(shù)值 1) 查得大、小齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度極限 MPa 2）查圖取彎曲疲勞系數(shù) 3) 計算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù) MPa MPa 4) 計算載荷系數(shù) 5) 查取齒形系數(shù) 6) 查取應(yīng)力校正系數(shù) 7）計算大、小齒輪的 并比較 小齒輪數(shù)值大 （ 2）設(shè)計計算 因為破碎機(jī)兩齒輥中心距為 580mm，取 4. 幾何尺寸計算 （ 1）計算分度圓直徑 mm mm （ 2）計算中心距 中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 16 頁 mm （ 3）計算齒輪寬度 mm 取 mm 軸結(jié)構(gòu)設(shè)計 1）計算作用在齒輪上的力 轉(zhuǎn)矩 ,輸入軸上齒輪分度圓直徑 mm 圓周力 N 徑向力 N 軸向力 2）初步估計軸徑 軸的材料選用 45鋼，熱處理為調(diào)質(zhì)回火，取 計算軸的最小直徑 mm 3） 確定各軸段長度 圖 減速器輸入軸簡圖 左起為第一段 ① 第一段 與大帶輪通過鍵連接，取 mm， mm ② 第二段定位帶輪，取 mm，因為帶輪無法裝在底架上，而減速器都是裝在底架上的，故將 減速器輸入軸加長，使其伸出底架能夠與大帶輪連接，取 mm ③ 第三段為與軸承相配合的軸段，取 mm，初選圓錐滾子軸承 30219，其 寬度 mm，齒輪與箱體內(nèi)壁間隙取 mm，油潤滑 mm，有 mm ④ 第四 段是與齒輪相配合的軸段，取 mm， 小齒輪寬度 mm，則 mm 中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 17 頁 ⑤ 第五 段 齒輪定位，取 mm， mm ⑥ 第六段與軸承配合， mm， mm 4）輸入軸校核 ① 兩軸承支點(diǎn)距離 mm ② 大帶輪對稱線到離其最近的軸承支點(diǎn) 距離 mm ③ 齒輪到第六段所在軸承支點(diǎn)距離 mm ④ 計算支反力 水平面 H: N N 垂直面 V: N N ⑤ 計算彎矩 水平面 H,齒寬中心處： N mm 齒寬中心處： N mm,其中 MPa MPa，故合格。 m,輸入軸上齒輪分度圓直徑 mm，由牛頓第三定律有 圓周力 N 徑向力 N 軸向力 2） 初步估計軸徑 軸的材料選用 45鋼，熱處理為調(diào)質(zhì)回火，取 計算軸的最小直徑 mm 3）確定各軸段長度 中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 19 頁 圖 左起為第一段 ① 第一段通過聯(lián)軸器與齒輥軸相連，即第一段與半聯(lián)軸器連接。 m，查手冊選取 HL6 型彈性柱銷聯(lián)軸器，其許用轉(zhuǎn)矩為3120N 取 mm，軸段長度應(yīng)比轂孔長度小 1～ 4mm，取 mm。 ③ 第三段與軸承相配合，取 mm，初選圓錐滾子軸承 30217，軸承寬度 B=29mm，則 mm。 ⑤ 第五段定位大齒輪，取 mm， mm。 4）輸出軸校核 ① 齒寬中心點(diǎn)到離聯(lián)軸器較近的軸承支點(diǎn)距離 mm ② 齒寬中心到離聯(lián)軸器較遠(yuǎn)的軸承支點(diǎn)距離 mm ③ 計算支反力 水平面 H: N N 垂直面 V: N N ④ 計算彎矩 齒寬中心處： 水平面 H： N mm 合成彎矩： N mm MPa MPa，故合格。 ② 輸出軸軸承 軸承型號初選為 圓錐滾子軸承 30217， 正裝， kN， ， ， 1）計算軸承支反力 由之前計算可知 水平支反力： N, N 垂直支反力： N, N 合成支反力： N, N 2)計算派生軸向力 N。 鍵的選擇與校核 鍵的設(shè)計，由軸徑，查標(biāo)準(zhǔn)得到鍵的截面尺寸 ；由輪轂寬度及軸段長度選擇合適的鍵長；驗算鍵的強(qiáng)度 MPa。查標(biāo)準(zhǔn)取 第四段與小齒輪配合， 采用普通平鍵 A型。查標(biāo)準(zhǔn)取 第四段 與大齒輪相連采用普通平鍵 A 型。 減速器鑄造箱體的主要結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計》 14 頁表 31 經(jīng)驗公式，列出下表： 名稱 代號 尺寸計算 結(jié)果（ mm） 底座壁厚 ? +1≥ 12 箱蓋壁厚 1? (~) ? ≥ 8 12 底座上部凸緣厚度 h0 (~) ? 18 箱蓋凸緣厚度 h1 (~) 1? 18 底座下部凸緣厚度 h2 (~) ? 30 底座加強(qiáng)肋厚度 e (~1) ? 10 底蓋加強(qiáng)肋厚度 e1 (~) 1? 10