【正文】 較才能確定。如選用高 轉(zhuǎn)速電動機(jī)，勢必加大機(jī)械減速裝置的傳動比，致使機(jī)械傳動部分復(fù)雜起來。 兩輥所需的功率為： N=Mω （ ） 式中： M—— 連個輥子的轉(zhuǎn)矩， M= ?sinDF kN m? ； ? —— 物料受壓區(qū)合力作用角， 一般 ? 取 ?1 ～ ?3 ； ω —— 壓輥的角速度， Dv2?? 。 動 機(jī)的選擇 Y 系列（ IP23）電機(jī)特點及用途： 該系列為一般用途防護(hù)式籠型電動機(jī)。能防止手指接觸及機(jī)殼內(nèi)帶電體或轉(zhuǎn)動部分；防止直徑大于12mm 的小固體異物進(jìn)入，并防止沿垂直線成 60 度角或小于 60 度角的淋水對電機(jī)的影響。 沈陽航空工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 12 取 Y 系列（ IP44）三相異步電動機(jī)：該系列電動機(jī)為封閉自扇冷式鼠籠型三相異步電動機(jī)，效率高、噪音低、振動小，運(yùn)行安全可靠。其防護(hù)等級為 IP44。 本次設(shè)計取的是 Y 系列 IP44 三相異步電動機(jī)型號是 Y40036，額定功率為315kW， 轉(zhuǎn)速為 985r/min， 額定電壓為 6000V。 運(yùn)動參數(shù)的設(shè)計計算 v 的確定 輥子的圓周線速度 v 是輥壓機(jī)的一個重要操作參數(shù)。 輥速太高，產(chǎn)量相對降低，功率卻以線性增大，使輥面磨損嚴(yán)重，產(chǎn)生顆粒等級變化較小，故在滿足條件下，應(yīng)盡量采用較低的輥速。在此，取 v =。 故減速器減速級數(shù)： ??? 減i49 生產(chǎn)能力的估算 SDnBQ ??60? （ ） 式中： n — — 輥轉(zhuǎn)速（ r/min）； D—— 壓輥外徑（ m）； B—— 壓輥寬度（ m）； P—— 物料堆積密度（ T/m179。； S—— 壓輥工作時的實際間隙（ m）。 hTQ / ???????? 設(shè)備的主要技術(shù)參數(shù) （ 1）壓輥直徑 D=1200mm （ 2）壓輥寬度 B=550mm （ 3）壓輥線速度 v=（ 4）壓輥轉(zhuǎn)速 n=（ 5）壓輥工作間隙 S=0～ 50mm 沈陽航空工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 14 （ 6）驅(qū)動電機(jī)功率 P=315kW （ 7）生產(chǎn)能力（鐵礦石） Q=120～ 150t/h （ 8）液壓系統(tǒng)壓力 P=10～ 20MPa （ 9）壓輥額定最大推力 F=5000kN （ 10）入料粒度 X=0～ 55mm 沈陽航空工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 15 3 總體方案的設(shè)計 傳動方案的設(shè)計 通過液壓系統(tǒng)給兩個連續(xù)轉(zhuǎn)動的壓輥（均為電機(jī)獨立驅(qū)動，其中一個為定輥，一個為動輥）施加載荷。經(jīng)過第二章的參數(shù)計算，可以初步確定電機(jī)、減速器、輥軸之間采用聯(lián)軸器聯(lián)接。其中動輥通過四個液壓缸的液壓系統(tǒng)來推動，使動靜輥之間產(chǎn)生壓力，擠壓粉碎區(qū)域的物料，以實現(xiàn)物料的破碎。允許壓輥軸相對軸承座孔中心左右偏擺 1176。以適應(yīng)壓輥在較大的經(jīng)向壓力作用下非均勻受力工況。動輥組件與液壓缸連接。 定輥組件與后支承座采用固定連接方式；同時，在接觸面墊有一橡膠耐磨版，以吸收和減緩作用在定輥上 的輥磨沖擊力。 ～ 3176。 設(shè)備的總體框架 總體框架由底座組件、上橫梁組件和前后支撐組件組成。各部分組件均為焊接結(jié)構(gòu)，并需經(jīng)過消除內(nèi)應(yīng)力處理。 沈陽航空工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 16 圖 總體框架圖 軸承類型的選擇及潤滑方式 由于要求的生產(chǎn)能力為 150t/h，液壓推力達(dá)到 5000kN。 潤滑方式采用干油潤滑，每個軸承座設(shè)置兩個注油點。在此，選用型號為Ω 75 號的潤滑脂。在動輥軸承座的兩端各設(shè)兩個上下比鄰的液壓缸，以產(chǎn)生所需要的靜壓推力。液壓缸的油壓由液壓站上的液壓泵供給，液壓泵為間歇式工作方式。這樣，當(dāng)喂料的物理性能不均勻而使動輥發(fā)生偏移時，它能使其盡快恢復(fù)到與固定輥保持平行的狀態(tài)。 設(shè)備的密封及防塵裝置的設(shè)計 高壓輥磨機(jī)的工作對象是塊狀鐵礦石，這就要求應(yīng)將物料準(zhǔn)確的送至對輥工作表面，并將其局限在工作表面范圍內(nèi)而不能外溢，從而實現(xiàn)有效的破碎，此結(jié)構(gòu)是沈陽航空工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 17 由料斗機(jī)構(gòu)和側(cè)擋板機(jī)構(gòu)來實現(xiàn)的，如圖 所示 。 由于本設(shè)備在工作條件下會產(chǎn)生很大的灰塵，對工人的健康及設(shè)備本身，如液壓系統(tǒng)及滑動導(dǎo)軌的保養(yǎng)等造成很大的損害，故在設(shè)計中必須考慮到防塵的裝置，但它不是絕對的，由于微?；覊m無孔不入，所以本設(shè)計中所指的防塵，只能是防止顆粒狀態(tài)灰塵的外延，使其控制在空間工作內(nèi)，它包括動靜輥的整體封閉及對靜動輥軸的封閉采用。同時要便于灰塵進(jìn)一步到出料口，以防止灰塵淤積。因為擋板磨損劇烈，需要經(jīng)常更換。因此上面要有吊環(huán)，采用燕尾槽形式擋板，能使板受力均勻，密封性更好，消除了導(dǎo)向性，定位等有關(guān)問題。 沈陽航空工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 19 4 動輥 組件的設(shè)計與計算 動 輥 軸 的設(shè)計與計算 軸是組成機(jī)械的一個重要零件。所有軸上零件都圍繞軸心線做回轉(zhuǎn)運(yùn)動，形成了一個以軸為基準(zhǔn)的組合體 —— 軸系部件。 軸設(shè)計的特點是：在軸系零、部件的具體結(jié)構(gòu)未確定之前，軸上力的作用點和支點間的跨距無法精確確定，故彎矩大小和分布情況不能求出。 通常，軸的設(shè)計程序是： 根據(jù)機(jī)械傳動方案的整體布局，擬定軸上零件的布置和裝配； 選擇軸的合適材料； 初步估算軸的直徑； 進(jìn)行軸系零、部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計； 進(jìn)行強(qiáng)度計算； 進(jìn)行剛度計算； 校驗鍵的聯(lián)接強(qiáng)度； 驗算軸承； 根據(jù)計算結(jié)構(gòu)修改設(shè)計； 繪制軸的零件工作圖； 動輥軸的材料選用 在機(jī)械工程領(lǐng)域所應(yīng)用的材料，按用途的不同 ，可分為結(jié)構(gòu)材料和功能材料兩大類。功能材料是指具有電、光、聲、熱、磁等功能和效用的材料。黑色金屬材料是鐵基金屬合金，包括碳鋼、鑄鐵及各種合金鋼。 合金結(jié)構(gòu)鋼是在碳素結(jié)構(gòu)鋼的基礎(chǔ)上加入適量的一種或幾種合金元素而形成的，它比碳素結(jié)構(gòu)鋼的綜合性能要好，是合金鋼中 用量最大的一類鋼，它廣泛地用于制造各種重要的機(jī)器零件和各類工程結(jié)構(gòu)。對于大型零件，由于合金結(jié)構(gòu)鋼淬透性較高，能夠在零件整個大截面上淬透而得到均勻一致的良好的綜合機(jī)械性能，既有高強(qiáng)度又有足夠的韌性。 合金結(jié)構(gòu)鋼通常需熱處理，以獲得良好的綜合機(jī) 械性能，按其含碳量和熱處理工藝的不同，可將合金鋼分為合金調(diào)質(zhì)與滲碳鋼兩類。合金調(diào)質(zhì)鋼的淬透性直接影響調(diào)質(zhì)處理后的綜合機(jī)械性能，因此，選材時應(yīng)當(dāng)考慮其臨界淬透性直徑與工件的截面尺寸的協(xié)調(diào)。 35CrMo 特性 高溫下具有高的持久強(qiáng)度和蠕變強(qiáng)度，低溫韌性較好，工作溫度高溫可達(dá) 500 C? ，低溫可至 110 C? ，并具有高的靜強(qiáng)度、沖擊韌性及較高的疲勞強(qiáng)度，淬透性良好，無過熱傾向，淬火變形小，冷變形時塑性尚可，切削性能中等，但有第一類回火脆性，焊接性不好，如果需焊接用時，焊前預(yù)熱至 150 C? ～ 400 C? ，焊后需消除應(yīng)力處理。 42CrMo 特性和 35CrMo 性能相近，由于碳和鉻的含量增高，因此其強(qiáng)度和淬透性均優(yōu)于 35CrMo，調(diào)質(zhì)后有較高的疲勞強(qiáng)度和抗多次沖擊能力，低溫沖擊韌性好，且無明顯的回火脆性，一般在調(diào)質(zhì)后使用。 在此，選用 42CrMo，調(diào)質(zhì)處理，作為輥軸的材料。按理論上說，最小軸徑越大，越能保證其強(qiáng)度要求，從而加大軸的安全系數(shù)。 動輥軸的結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計 軸的結(jié)構(gòu)決定于受載情況，軸上零件的布置和固定方式，軸承的類型和尺寸、軸的毛坯、制造和裝配工藝及安裝、運(yùn)輸?shù)葪l件。對軸的結(jié)構(gòu)決定于受載情況，軸上零件的布置和固定方式，軸承的類型與要求剛度大的軸，還應(yīng)在結(jié)構(gòu)上考慮減小軸的變形。 軸的破壞多數(shù)屬于疲勞破壞。因此在軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，應(yīng)力求降低應(yīng)力集中。在結(jié)構(gòu)上為了保證軸的疲勞強(qiáng)度，在軸肩處的過渡圓角半徑不應(yīng)過小。 在前面的總體設(shè)計計算里，已確定輥徑為 1200mm。 壓輥軸的結(jié)構(gòu)圖如圖 所示。它的主要特點是承載能力里大，額定動載荷比；主要承受徑向載荷，也能承受任一方向的軸向載荷，適于在重載和振動載荷下工作，不能 承受純軸向載荷；軸的外殼的軸向位移限制在軸向游隙范圍內(nèi)；調(diào)心性好，能補(bǔ)償同軸度誤差；極限轉(zhuǎn)速低，內(nèi)空錐度 1： 12。 23280CAF3/W33 的主要參數(shù) : d D B=400mm 720mm 256mm， 基本額 定靜載荷 0rC =11300kN，基本額定動載 荷 rC =6150kN， e=，錐度 1:12， 1Y =， 2Y =， 0Y =。 徑向載荷： Fr=F/2=2500kN 軸向載荷： Fa=1/12 Fr= kN 由于 Fa/Fr=1/12e， 所以當(dāng)量動載荷 Pr=Fr+ 1Y Fa=2500+? =2937kN 則該軸承的使用壽命： 3106 )293 7615 0(206010??hL=9788h= 年 1 年 所以所選軸承合格。根據(jù)實際設(shè)計要求及液壓缸外徑的限制，設(shè)計壓輥外側(cè)與軸承座內(nèi)側(cè)的距離 A=240mm，軸承座寬度為 350，由于軸承受力點一般選在軸沈陽航空工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 24 承中間，故取 C=175mm。 m 考慮到整個設(shè)備的實際工況等條件，動輥軸的變形主要是由 液壓推力的作用 產(chǎn)生的。 圖 動輥軸的受力圖、彎矩、扭矩圖 若按許用彎曲應(yīng)力計算，則由于輥軸工作處軸徑 ? =710mm，軸徑很大，而在輥軸兩側(cè)，軸徑較小，所以計算時應(yīng)選輥軸邊緣計算。 m 垂直方向： 2M = 1M 沈陽航空工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 25 合成彎矩： 2221 MMM ?? =2440 N由于輥軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)變應(yīng)力，取 ? = 軸的計算應(yīng)力： ? ?W TMca 22 ?? ?? = ? ?? ?322 ? ??= 前面已選定軸的材料為 42CrMo， 調(diào)質(zhì)處理，查表得， ? ?1?? =240 MPa。 減速器的選擇與校核 減速器的 介紹 減速器是原動機(jī)和工作機(jī)之間的獨立的封閉傳動裝置，用來降低轉(zhuǎn)速和增大轉(zhuǎn)矩，以滿足工作需要。 減速器種類很多，按照傳動形式可分為齒輪減速器、 蝸桿 減速器和行星減速器以及它們他們互相組合起來的減速器；按照傳動級數(shù)可分 為圓柱齒輪減速器和圓錐齒輪減速器和圓錐 圓柱齒輪減速器；按照傳動的布置形式又可分為展開式、分流式和同軸式減速器。該系列減速機(jī)在多粉塵環(huán)境中能承受連續(xù)強(qiáng)沖擊、強(qiáng)振動的重載負(fù)荷，同時由于受輥壓機(jī)結(jié)構(gòu)限制，減速機(jī)必須做到體積小、重量輕。 該系列減速器齒輪采用高強(qiáng)度優(yōu)質(zhì)合金鋼材料淬硬、精制而成。通過扭力支承桿保持平衡。 沈陽航空工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 26 減速器的選擇 此次設(shè)計選用的是 XGF38A— 49 行星齒輪減速器，公稱傳動比 i=49。 由公式： CP =P AK AS = 39。1nn 式中 P—— 傳遞的輸入功率 kW， P= 電聯(lián)軸器 P? = 315kW= AK —— 工況系數(shù)，見表 1840；取值為 2 1n —— 承載能力表中四檔轉(zhuǎn)速之一的入軸轉(zhuǎn)速 985r/min 1P —— 對應(yīng)與 1n 的許用輸入功率 kW，見表 18115 39。1n 的許用輸入功率 kW，是 AS —— 安全系數(shù)。 聯(lián)軸器的選用 選擇聯(lián)軸器的類型 根據(jù)傳遞載荷的大小，軸轉(zhuǎn)速的高低，被聯(lián)接兩部件的安裝精度等，參考各類聯(lián)軸器特性，選擇一種合用的聯(lián)軸器類型。例如，對大功率的重載傳動，可選用齒式聯(lián)軸器；對嚴(yán)重沖擊載荷或要求消除軸系扭轉(zhuǎn)振動的傳動，可選用輪胎式聯(lián)軸器等具有高彈性的聯(lián)軸器。對于高速傳動軸 ，應(yīng)選用平衡精度高的聯(lián)軸器，例如膜片聯(lián)軸器等，而不宜選用存在偏心的滑塊聯(lián)軸器等。當(dāng)安裝調(diào)整后，難以保持兩軸嚴(yán)格精確對中，或工作過程中兩軸將產(chǎn)生較大的附加相對位移時，應(yīng)選用撓性聯(lián)軸器。 （ 4） 聯(lián)軸器的可靠性和工作環(huán)境。含有橡膠等非金屬元件的聯(lián)軸器對溫度、腐蝕性介質(zhì)及強(qiáng)光等比較敏感， 而且容易老化。在滿足便用性能的前提下，應(yīng)選用裝拆方便、維護(hù)簡單、成本低的聯(lián)軸器。一般的非金屬彈性元件聯(lián)軸器 (例如彈性套柱銷聯(lián)軸器、彈性柱銷聯(lián)軸器、梅花形彈性聯(lián)軸器等 )，由于具有良好的綜合能力，廣泛適用于一般的中、小功率傳動。現(xiàn)以十字軸式萬向聯(lián)軸器為例進(jìn)行校核。 m cT —— 計算轉(zhuǎn)矩 N m 30544??? kTTc =12216 N m 按公式： nc TT? ，對所選擇的聯(lián)軸器進(jìn)行強(qiáng)度校核。 m 軸線折角 —— ?15?? 疲勞轉(zhuǎn)矩 —— fT =20 k N 液壓系統(tǒng)設(shè)計計算 液壓缸的設(shè)計計算 根據(jù)設(shè)備的實際動作要求，液壓缸設(shè)計為單活塞桿液壓缸，工作時由油壓驅(qū)動，回程時靠液壓閥換向，油壓反向驅(qū)動，采用活塞液壓缸。 根據(jù)