3457 雙齒輥破碎機(jī)設(shè)計(jì),雙齒輥,破碎,設(shè)計(jì) 1前 言隨著國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展,將對礦藏資源需求量更高、更好，國家有限的資源量將無法滿足更多的需求，雙齒輥式破碎機(jī)不僅要具有高效性、環(huán)保性，更要具有復(fù)合性。通常使用的破碎機(jī)在工作時(shí)只能粗略的對礦石進(jìn)行破碎，很多還需要二次破碎，仍無法滿足生產(chǎn)生活需要，為此就不得不改變物料的破碎方式，物料的破碎效率，物料破碎的安全性環(huán)保性等多方面問題，為解決此問題設(shè)計(jì)這臺雙齒輥式破碎機(jī)，它可以有效的解決上述問題。我相信這臺破碎機(jī)能有效的節(jié)省和利用資源，對于提高生產(chǎn)、率環(huán)境保護(hù)和降低成本將會起到?jīng)Q定性作用，它一定會有很廣闊的市場前景!輥式破碎機(jī)出現(xiàn)于 1806 年，它是一種較為古老的破碎設(shè)備。但是，由于它的結(jié)構(gòu)簡單、緊湊輕便、易于制造、工作可靠，特別是它的產(chǎn)品過粉碎少，因此，至今仍在選煤、冶金燒結(jié)、水泥、玻璃、陶瓷等工業(yè)部門，以及小型選礦廠中使用，而且有新的改進(jìn)與發(fā)展。輥式破碎機(jī)被廣泛用于破碎軟質(zhì)和中等硬度的物料，對破碎濕料和黏性物料和堅(jiān)硬物料，使用范圍受到了限制。近年來，國外輥式破碎機(jī)發(fā)展的得很快，種類也很齊全。按輥?zhàn)拥臄?shù)目，輥式破碎幾可以分為單輥、雙輥、三輥、和四輥四種；按輥面形狀，可以分為光輥、齒輥、槽輥破碎機(jī)，輥式破碎機(jī)等等。隨著國內(nèi)基本建設(shè)和國民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，我國的建設(shè)機(jī)械市場已經(jīng)成為國際設(shè)備制造商關(guān)注的焦點(diǎn)，破碎機(jī)械行業(yè)也不例外，外資的進(jìn)入，進(jìn)一步加劇了市場的競爭程度，國內(nèi)破碎機(jī)械企業(yè)要想在競爭的大潮中取2得先機(jī)，其首要問題就是要提高現(xiàn)有破碎設(shè)備的質(zhì)量和技術(shù)含量，盡快縮小與國外先進(jìn)水平的差距，創(chuàng)造自己的品牌，爭取市場主動，本文通過比較國內(nèi)外破碎機(jī)械的差距來說明國內(nèi)外破碎的機(jī)械現(xiàn)狀。國內(nèi)外破碎機(jī)械存在差距的原因很多，其中市場需求不同是造成差距的客觀原因，由于國際市場上優(yōu)秀的破碎設(shè)備制造商集中在歐美地區(qū)，那里大規(guī)模的基本建設(shè)階段已過去，市場對砂石料的需求不多，且環(huán)保要求又高，勢必形成砂石場高度集中以大規(guī)模生產(chǎn)來實(shí)現(xiàn)環(huán)境保護(hù)，幫所需破碎設(shè)備規(guī)格大、自動化程試想高、機(jī)動性強(qiáng)。滿足這樣的市場需求發(fā)展的破碎設(shè)備與國內(nèi)產(chǎn)品不大一樣，而我們正處于大規(guī)模的基本建設(shè)時(shí)期，各地對砂石料的需求劇增，引起投資砂石場熱，遍地開花的砂石場往往規(guī)模小，只求上馬快、投資少，供不應(yīng)求的市場使粗制濫造、技術(shù)水平低下、耗能高、污染環(huán)境嚴(yán)重的產(chǎn)品紛紛進(jìn)入，而這些設(shè)備往往只能以低價(jià)來占領(lǐng)市場，因此與國際上先進(jìn)水平差距明顯。國際上專業(yè)的立軸沖擊式破碎機(jī)制造商已普遍采用陶瓷制作耐磨零件，而不僅僅是硬質(zhì)合金（碳化鎢）和高鉻鑄鐵。陶瓷材料不但可耐較高的溫度，而且有特別好的抗腐蝕性，因而在帶有相當(dāng)溫度的物料高速沖擊時(shí)耐磨性能良好。國內(nèi)的立軸立軸沖擊式破碎機(jī)目前采用硬質(zhì)合金和高鉻鑄鐵材料，質(zhì)量不穩(wěn)定，易腐蝕和磨損，且易被金屬件擊碎，由于砂石場使用的破碎設(shè)備國內(nèi)外產(chǎn)品差距明顯，故國內(nèi)高端市場，如規(guī)模較大的砂石場仍是進(jìn)口的設(shè)備占多數(shù)。目前國內(nèi)的破碎機(jī)械制造商無論國有企業(yè)還是民營企業(yè)，在科技開發(fā)上的投入不足是產(chǎn)品差距的主觀原因，既缺乏科研手段（例如幾乎沒有一家制造商具備巖石實(shí)險(xiǎn)室） ，又缺少先進(jìn)技術(shù)支撐，自主產(chǎn)權(quán)的開發(fā)力量十3分薄弱。盡管國內(nèi)外破碎設(shè)備差距很大，但縱觀國外的破碎設(shè)備制造商由于本土市場日漸縮小，生產(chǎn)成本高，紛紛開拓本國以外的市場，而且作為傳統(tǒng)工業(yè)在資金、人才等方面獲得新的投入甚少，因此，近來年兼并重組頻繁，這種局面給國內(nèi)破碎機(jī)械制造商以很大的發(fā)展機(jī)遇，畢竟我國的制造成本較低，又有較好的重工業(yè)基礎(chǔ)，通過引進(jìn)國際上先進(jìn)技術(shù)，產(chǎn)學(xué)科研投入，一定能克服技術(shù)上的差距，使我國的破碎設(shè)備產(chǎn)品更好的進(jìn)入國內(nèi)外市場。礦業(yè)破碎機(jī)是指排料中粒度大于三毫米的含量占總排料量 50%以上的粉碎機(jī)械。由英國人恒安發(fā)明。破碎作業(yè)常按給料和排料粒度的大小分為粗碎、中碎和細(xì)碎。常用的砂石設(shè)備有顎式破碎機(jī)、反擊式破碎機(jī)，沖擊式破碎機(jī)，復(fù)合式破碎機(jī)，單段錘式破碎機(jī)，立式破碎機(jī)，旋回破碎機(jī)、圓錐式破碎機(jī)、輥式破碎機(jī)、雙輥式破碎機(jī)、二合一破碎機(jī)、一次成型破碎機(jī)等幾種。 顎式破碎機(jī)是利用兩顎板對物料的擠壓和彎曲作用，粗碎或中碎各種硬度物料的破碎機(jī)械。其破碎機(jī)構(gòu)由固定顎板和可動顎板組成，當(dāng)兩顎板靠近時(shí)物料即被破碎，當(dāng)兩顎板離開時(shí)小于排料口的料塊由底部排出。它的破碎動作是間歇進(jìn)行的。這種破碎機(jī)因有結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠和能破碎堅(jiān)硬物料等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于選礦、建筑材料、硅酸鹽和陶瓷等工業(yè)部門，和圓錐破碎機(jī)相比，顎式破碎機(jī)投資少，成品片石少，生產(chǎn)成本低。與錘式破碎機(jī)相比，耐磨件使用時(shí)間長，生產(chǎn)效率高，后期投資小。旋回式破碎機(jī)是利用破碎錐在殼體內(nèi)錐腔中的旋回運(yùn)動，對物料產(chǎn)生擠壓、劈裂和彎曲作用，粗碎各種硬度的礦石或巖石的大型破碎機(jī)械。裝4有破碎錐的主軸的上端支承在橫梁中部的襯套內(nèi)，其下端則置于軸套的偏心孔中。軸套轉(zhuǎn)動時(shí)，破碎錐繞機(jī)器中心線作偏心旋回運(yùn)動它的破碎動作是連續(xù)進(jìn)行的，故工作效率高于顎式破碎機(jī)。到 70 年代初期，大型旋回破碎機(jī)每小時(shí)已能處理物料 5000 噸，最大給料直徑可達(dá) 2000 毫米。圓錐式破 碎 機(jī) 的工作原理與旋回破碎機(jī)相同，但僅適用于中碎或細(xì)碎作業(yè)的破碎機(jī)械。中、細(xì)碎作業(yè)的排料粒度的均勻性一般比粗碎作業(yè)要求的高，因此，在破碎腔的下部須設(shè)置一段平行區(qū)，同時(shí)，還須加快破碎錐的旋回速度，以便物料在平行區(qū)內(nèi)受到一次以上的擠壓。輥式破碎機(jī)是利用輥面的摩擦力將物料咬入破碎區(qū)，使之承受擠壓或劈裂而破碎的機(jī)械。當(dāng)用于粗碎或需要增大破碎比時(shí)，常在輥面上做出牙齒或溝槽以增大劈裂作用。輥式破碎機(jī)通常按輥?zhàn)拥臄?shù)量分為單輥、雙輥和多輥破碎機(jī)，適于粗碎、中碎或細(xì)碎煤炭、石灰石、水泥熟料和長石等中硬以下的物料。錘式破碎機(jī)是利用錘頭的高速沖擊作用 ，對物料進(jìn)行中碎和細(xì)碎作業(yè)的破碎機(jī)械。錘頭鉸接于高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子上，機(jī)體下部設(shè)有篦條以控制排料粒度。送入破碎機(jī)的物料首先受到高速運(yùn)動的錘頭的沖擊而初次破碎，并同時(shí)獲得動能，高速飛向機(jī)殼內(nèi)壁上的破碎板而再次受到破碎。小于篦條縫隙的物料被排出機(jī)外，大于篦條縫隙的料塊在篦條上再次受到錘頭的沖擊和研磨，直至小于篦條縫隙后被排出。反擊式破碎機(jī)是利用板錘的高速沖擊和反擊板的回彈作用，使物料受到反復(fù)沖擊而破碎的機(jī)械。板錘固裝在高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子上，并沿著破碎腔按不同角度布置若干塊反擊板。5環(huán)錘破碎機(jī)主要用途：該系列環(huán)錘破碎機(jī)適用于破碎各種脆性物料，如煤、煤千石、焦碳、爐渣、頁巖，疏松石灰石等。物料的抗壓強(qiáng)度不超過 10MPa，其表面水分不大于 8%。 沖擊式破碎機(jī)適用于軟或中硬和極硬物料的破碎、整形，廣泛應(yīng)用于各種礦石、水泥、耐火材料、鋁凡土熟料、金剛砂、玻璃原料、機(jī)制建筑砂、石料以及各種冶金礦渣，特別對碳化硅、金剛砂、燒結(jié)鋁礬土、美砂等高硬、特硬及耐磨蝕性物料比其它類型的破碎機(jī)產(chǎn)量功效更高。61、總體設(shè)計(jì)方案1.1 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)尺寸都是根據(jù)產(chǎn)品粒度要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，破碎齒磨損后現(xiàn)場可直接更換破碎牙齒，大大降低了使用成本；3. 過粉碎極低。采用剪切原理，小于要求粒度的物料直接通過，對于大于粒度要求的物料進(jìn)行破碎，避免了進(jìn)入破碎機(jī)的物料攙雜破碎的缺陷。對于煤炭、焦碳等中等硬度物料，過粉碎率一般在 5%以下。2PGC—450×500 新型雙齒輥破碎機(jī)是利用新型的齒形對物料進(jìn)行剪切、拉伸、彎曲、刺破、折斷等作用實(shí)現(xiàn)破碎，特別適合用于原煤的粗碎和中碎，可簡化原煤的準(zhǔn)備作業(yè)，是理想的煤炭破碎設(shè)備。1.2 設(shè)計(jì)產(chǎn)品的用途和應(yīng)用領(lǐng)域破碎機(jī)是冶金、礦山、礦山、電力、化工、建筑、陶瓷、水泥和筑路等工業(yè)部門廣泛應(yīng)用的設(shè)備，每年有大量原料和再利用的廢料都需要用破碎機(jī)進(jìn)行加工處理，以達(dá)到下一級機(jī)械加工設(shè)備所要求的粒度，所以破碎機(jī)主要應(yīng)用于礦區(qū)。1.3 設(shè)計(jì)目標(biāo)提高雙輥齒破碎機(jī)齒輥耐磨性和整體強(qiáng)度，使得齒輥在整個(gè)破碎工作7過程中，不會因雙齒輥破碎機(jī)輥齒的長時(shí)間工作和物料粒度過大而發(fā)生變形，降低事故率，提高破碎效率，保證生產(chǎn)的正常進(jìn)行，提高勞動生產(chǎn)率。1.4 研究內(nèi)容（1）結(jié)構(gòu)分析設(shè)計(jì)；（2）分析雙齒輥破碎機(jī)齒輥工作面耐磨性及其整體強(qiáng)度；（3）整體結(jié)構(gòu)優(yōu)化。解決的關(guān)鍵問題：輥齒齒面嚴(yán)重磨損； 輥齒軸變形。1.5 設(shè)計(jì)方案8破碎機(jī)理：雙齒輥破碎機(jī)的主要工作部件為兩個(gè)平行安裝的齒輥，每個(gè)齒輥沿軸向布置一定數(shù)量的齒環(huán)，通過齒輥的對轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)對物料的破碎。其結(jié)構(gòu)如圖 1 所示。齒對物料的作用過程可分為 3 個(gè)階段。在第 1 個(gè)階段，旋轉(zhuǎn)運(yùn)動中的輥齒遇到大塊物料，首先對它進(jìn)行沖擊剪切作用，接著對它進(jìn)行撕拉作用。如果碎塊能被輥齒咬入則進(jìn)入第 2 階段，否則輥齒沿物料表面強(qiáng)行猾過，靠輥齒的螺旋布置迫使物料翻轉(zhuǎn)，等待下一對齒的繼續(xù)作用。在圖 1 中，這一階段為齒從 1-1 位置到 2-2 位置。第 2 階段從物料被咬入開始，到前一對齒脫離咬合終止。在圖 1 中表示為齒從 2-2 位置運(yùn)動到 3-3 位置的過程。這一階段兩齒包容的截面由大逐漸變到最小，然后在增大，粒度大的物料由于包容體積逐漸變小而被強(qiáng)行擠壓剪碎，破碎后的物料被擠出，從齒側(cè)間隙漏下。前一對齒開始脫離嚙合時(shí)，破碎的物料大量下漏排除，個(gè)別粒度仍然偏大的物料被兩齒輥下面的破碎砧阻擋，使其進(jìn)行二次破碎。當(dāng)齒運(yùn)動到破碎砧附近時(shí)，與破碎砧共同作用，將大塊物料劈碎并將其強(qiáng)行排除，這就是第 3 階段破碎。至此，一對齒的破碎過程結(jié)束。每對齒環(huán)上有多少齒，齒輥運(yùn)行一周時(shí)同樣的過程就進(jìn)行多少次，循環(huán)往復(fù)。9破碎機(jī)設(shè)計(jì)方案：由三向異步電動機(jī)帶動皮帶論轉(zhuǎn)動，小皮帶輪向大皮帶輪完成第一級降速，大皮帶輪上小齒輪軸向第一齒輥軸完成第二級降速，第一皮帶輪帶動第二皮帶輪，同速傳動，兩齒輥相向轉(zhuǎn)動，由齒輥上破碎齒輪完成破碎工作，并且在兩齒輥中間下方破碎物料排出最密集的地方安放破碎砧，使物料進(jìn)行二次破碎，達(dá)到更好的破碎效果，提高破碎生成率和降低生產(chǎn)成本和工作工序，已經(jīng)破碎的物料由下面排料口直接排出。1.6 題目的可行性輥式破碎機(jī)尤其適用于破碎黏性物料。它具有處理細(xì)料的優(yōu)點(diǎn)，尤其是用于洗選之前的選煤過程。其處理能力較大，可達(dá)幾千噸/時(shí)。當(dāng)采用槽型和齒型齒板時(shí)，最好處理軟質(zhì)材料和抗壓強(qiáng)度低于 800-1000kg/cm2 的中硬物料，如：黏土，石膏，煤炭，焦碳，尾礦，鋁土礦，滑石等。目前隨10著煤炭工業(yè)的發(fā)展和煤炭破碎加工技術(shù)的進(jìn)步，特別是新的新型破碎方法的出現(xiàn)，煤礦石對破碎機(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越來越高，齒輥?zhàn)鳛槠扑楣ぷ髅嬷泄r最惡劣、負(fù)載情況最復(fù)雜的關(guān)鍵設(shè)備，它的性能、壽命和可靠性制約了其它設(shè)備能力的正常發(fā)揮，決定了高產(chǎn)高效輥式破碎機(jī)的可行性和經(jīng)濟(jì)效益。改造方案的實(shí)施，必將為企業(yè)帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。1.7 傳統(tǒng)破碎機(jī)的改進(jìn)傳統(tǒng)的破碎機(jī)大都是利用一對或幾對輥齒對塊狀物料進(jìn)行擠壓破碎。且這些輥輪在軸上的安裝大都是并齊地排列在軸上，也就是它們的安裝鍵都在同一個(gè)空間角度上。這種傳統(tǒng)的破碎機(jī)它的破碎效果不太理想。在設(shè)計(jì)過程中，我對傳統(tǒng)的破碎機(jī)進(jìn)行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)。首先，對輥齒的空間安裝位置進(jìn)行改進(jìn)，把輥齒在軸上成螺旋式安裝布置，也就是連接鍵成角度布置其值為：第一個(gè)鍵槽角度為 00其它的依次為 150 、30 0 、45 0、60 0、75 0。這樣設(shè)計(jì)能對塊狀物料進(jìn)行階段性破碎。也就是能對塊狀物料進(jìn)行多次破碎。它能很好地提高破碎效率。同時(shí)為了更好地，進(jìn)一步地提高破碎效率。在每兩個(gè)嚙合輥齒嚙合處的正下方加上一個(gè)破碎砧。破碎砧利用它的兩個(gè)側(cè)面與嚙合輥齒下方的齒面再次地對物料進(jìn)行進(jìn)一步破碎具體工作原理如下：11圖 3 破碎砧的工作原理圖122、破碎機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.1 結(jié)構(gòu)的選擇與比較傳動機(jī)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)方式很多，好的傳動機(jī)構(gòu)不僅可以大大提高破碎的效率，而且可以節(jié)省功耗。傳動機(jī)構(gòu)為齒輪機(jī)構(gòu)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)是從齒輥?zhàn)鳚L動的一對齒輥機(jī)構(gòu)。實(shí)現(xiàn)上述功能的機(jī)構(gòu)有很多下圖所示的幾種結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)如圖的右側(cè)所示方案一：方案二：這種結(jié)構(gòu)使用的是一臺三向異步電動機(jī)帶動小齒輪，小齒輪帶動一級輥?zhàn)愚D(zhuǎn)動，在一級輥?zhàn)拥牧硪欢搜b有和二級輥?zhàn)油耆嗤凝X輪只起到傳動的作用，兩輥?zhàn)油傧嘞蜣D(zhuǎn)動完成破碎任務(wù)，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，高效率等多方面優(yōu)點(diǎn)，但一級輥?zhàn)由系牡诙积X輪多余，造成浪費(fèi)。13方案三：如圖所示的結(jié)構(gòu)，其布局基本與方案一相同，不同的是采用兩個(gè)同型號的三向異步電機(jī)分別帶動兩個(gè)輥?zhàn)愚D(zhuǎn)動，這種設(shè)計(jì)方案破碎效果很好，但造價(jià)相當(dāng)昂貴，且在不需要調(diào)動破碎粒度的時(shí)候不需要采用兩個(gè)動力源，故舍棄。這種結(jié)構(gòu)不但具有方案一的所有優(yōu)點(diǎn)，而且克服了方案一多余齒輪造成浪費(fèi)的缺點(diǎn)，還在齒輥下方加入破碎砧，進(jìn)行二次破碎，進(jìn)一步提高破碎效率，其結(jié)構(gòu)簡單，布局合理，故選用此設(shè)計(jì)方案。142.2 破碎機(jī)參數(shù)的初步確定2.2.1 性能輥?zhàn)右?guī)格 450×500 D×L/mm?給料粒度 200 /mm0D排料粒度 0～25；0～50；0～75；0～100 mm 生產(chǎn)率 20； 35； 45； 55 t/h輥?zhàn)愚D(zhuǎn)數(shù) 64 r/min機(jī)器質(zhì)量 3.765 m/ t2.2.2 計(jì)算參數(shù)2.2.2.1 輥?zhàn)又睆捷佔(zhàn)又睆?D 與給料粒度 d 有關(guān)，它們之間的關(guān)系決定于輥皮與被破碎物料間的摩擦系數(shù)的大小。對于光輥： 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)。D=（2～6）×（100～200）=（200～1200）mm 取 D=450mm由于 450×500 型雙齒輥破碎機(jī)較接近設(shè)計(jì)要求，故選用。?152.2.2.2 輥?zhàn)庸ぷ鬓D(zhuǎn)速輥?zhàn)幼詈线m的轉(zhuǎn)速與輥皮表面特征，被破碎物料的硬度和尺寸大小有關(guān)，一般都是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)決定的。它要保證機(jī)器有最大的生產(chǎn)率，功率消耗又要少，同時(shí)還要考慮輥皮的磨損不能太快。通常破碎無聊的粒度越大，輥?zhàn)愚D(zhuǎn)速越低，輥皮表面有溝槽或鑲齒的輥?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。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)：n=（120～420） fDd?式中： n——輥?zhàn)愚D(zhuǎn)速 （r/min） ；——被破碎物料與輥皮之間的摩擦系數(shù)；f——被破碎物料的容積重 （Kg/ ） ；? 3cmD——輥?zhàn)又睆?（cm） ；d——給料粒度 （cm） 。按照設(shè)計(jì)要求可知，d=10～20cm，一般摩擦系數(shù)取=0.30～0.35 ， （或摩擦角 =16 45’～19 18’） ，取f ???=0.325， =arctan0.325=18 ，D=450mm，r=1.3 ～1.45Kg/ ，取? 3cmr=1.35×10 Kg/ 。3?3cmn=（120～420） =（120～420）fDd?16=62.06～217.22（r/min）30.251.4??光輥破碎機(jī)每分鐘工作轉(zhuǎn)數(shù)取上式的上限，帶溝槽的輥?zhàn)尤≈械葦?shù)值，而帶牙齒的輥?zhàn)觿t應(yīng)取其下限，故取 n=64r/min。2.2.2.3 生產(chǎn)率雙輥式破碎機(jī)的理論生產(chǎn)率與工作時(shí)兩輥?zhàn)拥拈g距 e，輥?zhàn)訄A周速度v 以及輥?zhàn)右?guī)格等因素有關(guān)。假設(shè)在輥?zhàn)尤L上均勻地填滿物料，而且破碎機(jī)的給料和排料都是連續(xù)的，料帶的寬度等于輥?zhàn)娱L度 L，厚度等于輥?zhàn)拥拈g距 e，卸出速度等于輥?zhàn)訄A周速度 v，因此破碎機(jī)的體積生產(chǎn)能力為m /hTQ360LeV?3實(shí)際上，喂入物料并布滿整個(gè)長度，同時(shí)卸出物料是松散的，故必須乘上系數(shù) 加以修正，而物料落下的速度與輥?zhàn)訄A周速度的關(guān)系為 V= ，則：? 60Dn?Q=188?LeDn?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/m ） ；? 3L——輥?zhàn)娱L度 （m） ；D——輥?zhàn)又睆?（m） ；——輥?zhàn)娱L度利用系數(shù)和排料松散度系數(shù)，對于中硬度物料，?17=0.2～0.3 ；對于粘性和潮濕物料，如煤，焦碳等， =0.4～0.6；? ?e——排料口寬度 （m） 。當(dāng)破碎硬質(zhì)物料時(shí)，在破碎力的作用下，后輥彈簧受壓縮，使轉(zhuǎn)輥之間距增大，通常間距約為增大 1/4，故Q=235 t/h?LeDn?Q=235 e=235 （ 0.4～0.6） 0.5 1 0.45 0.025 64×××=33.84～50.76（t/h）2.2.2.4 輥?zhàn)庸β实挠?jì)算輥式破碎機(jī)功率，一般采用經(jīng)驗(yàn)公式來估算。破碎中硬物料時(shí)，破碎機(jī)所需功率為N=0.794KLV式中 V——輥?zhàn)訄A周速度 m/s；L——輥?zhàn)娱L度 m；K——系數(shù)，K= +0.15， 和 d 分別是給料與排料粒度；0.6Dd0對于破碎煤或焦碳用的齒輥破碎機(jī)，則輥?zhàn)庸β蕿镹=KLDn kw式中 D——輥?zhàn)又睆?m；L——輥?zhàn)娱L度 m；18n——輥?zhàn)愚D(zhuǎn)速 r/min；K——系數(shù)，破碎煤時(shí)，K=0.85。N= KLDn=0.85×0.5×0.45×64=12.24kw2.3 原動機(jī)的確定為了能對整個(gè)機(jī)械系統(tǒng)提供穩(wěn)定有力原動力的裝置，只有合適的選擇原動機(jī)的類型才能有效的使系統(tǒng)發(fā)揮其作用，電動機(jī)的選用，主要從選用的電動機(jī)的功率、工作電壓、種類、型式及破碎機(jī)結(jié)構(gòu)考慮，粗算破碎機(jī)傳動效率：*η 1η 2η 3η 4η 5η 6/ =N0NAK式中 ——電機(jī)額定功率 kw——工況系數(shù)，破碎機(jī)屬于的載荷很大的工作機(jī)器，按每天工AK作 10～16 小時(shí)計(jì)算，取 =1.4；A——帶傳動效率，0.95；1?——滾動軸承效率，0.98；246、 、——8 級精度圓柱齒輪傳動效率，0.97。35、則 =N*KA/(η 1η 2η 3η 4η 5η 6)=20.37 kw0N雙齒輥破碎機(jī)的電動機(jī)需要起動轉(zhuǎn)矩大、噪聲低、振動小、可靠性高、功率等級高，能承受經(jīng)常的機(jī)械沖擊及振動的類型。綜合上述因素可以做出選擇 Y225M-8 型。192.4 傳動機(jī)構(gòu)的選擇與比較2.4.1 傳動機(jī)構(gòu)的重要性在原動機(jī)和工作機(jī)之間必須加入傳動裝置，通過它來傳遞動力或改變運(yùn)動形式、參數(shù)，這是因?yàn)椋?)工作機(jī)所要求的速度通常和原動機(jī)的額定速度不一致，需要減速或增速(大多數(shù)情況下要求減速)。2)工作機(jī)要根據(jù)生產(chǎn)要求進(jìn)行速度調(diào)節(jié)，而原動機(jī)通常只以一種恒定的額定轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)，如果通過改變原動機(jī)的速度來滿足工作機(jī)的變速要求，往往經(jīng)濟(jì)成本較高。對于某些類型的原動機(jī)無法通過其本身變速來滿足工作機(jī)的生產(chǎn)工藝要求。3)原動機(jī)的運(yùn)動形式比較單一，比如通常只能作勻速轉(zhuǎn)動，而工作機(jī)的運(yùn)動形式由生產(chǎn)的工藝要求而定，它們是多種多樣的，如直線運(yùn)動、往復(fù)擺動、螺旋運(yùn)動等等。4)在單機(jī)集中驅(qū)動時(shí)，需要一臺原動機(jī)來帶動若干組不同速度大小，不同運(yùn)動形式的工作機(jī)(或執(zhí)行機(jī)構(gòu))。5)為了工作安全及維修方便，或因機(jī)器的外廓尺寸受到安裝空間、運(yùn)輸條件的限制等其它原因必須把原動機(jī)和工作機(jī)分成兩個(gè)部件，而它們中間則出傳動裝置來連接。2.4.2 傳動類型選擇2.4.2.1 傳動類型選擇時(shí)應(yīng)考慮的因素20選擇傳動類型時(shí)所依據(jù)的主要指標(biāo)應(yīng)是：效率高、經(jīng)濟(jì)成本低、外廓尺寸小、重量輕、運(yùn)動性能良好及便于加工制造和維修，既能滿足生產(chǎn)條件又安全可靠。具體地說選擇傳動類型時(shí)應(yīng)考慮到：1）原動機(jī)的工況應(yīng)與工作機(jī)工況相匹配，即它們的工作點(diǎn)接近各自的最佳工況，而且工作點(diǎn)盡可能穩(wěn)定。原動機(jī)和傳動裝置在起動、制動、調(diào)速性能、機(jī)械特性、反向和空載等方面能符合工作機(jī)的要求。2)對傳動的尺寸、重量和布置方面應(yīng)做到緊湊、輕巧、合理，同時(shí)又要便于安裝和維修。3)能適應(yīng)工作環(huán)境條件，加多塵、高溫、低溫、潮濕、腐蝕、易燃、易爆等惡劣環(huán)境、噪聲的限度等。4)經(jīng)濟(jì)成本低，即工作壽命長、傳動效率高、初始費(fèi)用、運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用和維修費(fèi)用低。5)操作和控制方式簡便。6)必須符合國家的技術(shù)政策，現(xiàn)場的技術(shù)條件和環(huán)境保護(hù)等其它要。2.4.2.2 傳動類型選擇的原則1)對于大功率傳動，應(yīng)優(yōu)先選用高效率的傳動，以節(jié)約能源。2)當(dāng)工作機(jī)要求與原動機(jī)同步時(shí)，不宜采用摩擦傳動，而應(yīng)采用無滑動的傳動裝置(如嚙合傳動)。3)傳動裝置應(yīng)盡可能采用標(biāo)準(zhǔn)化、系列化產(chǎn)品，便于互換從而降低初始和維修費(fèi)用。4)當(dāng)載荷變化頻繁，而且可能出現(xiàn)過載時(shí)，不宜采用嚙合傳動而可采21用摩擦傳動、流體傳動，或在傳動裝置中配備過載保護(hù)設(shè)施。5)為了降低初始費(fèi)用，在滿足使用要求前提下，盡可能選擇結(jié)構(gòu)簡單的傳動裝置，即簡化和縮短傳動鏈。6)若原動機(jī)的調(diào)速速比能與工作機(jī)的變速要求相適應(yīng)時(shí)，可直接聯(lián)接或采用定傳動比的傳動裝置；當(dāng)工作機(jī)要求的變速范圍大，原動機(jī)的調(diào)速措施不能滿足其機(jī)械特性和經(jīng)濟(jì)要求時(shí)，應(yīng)采用變傳動比的傳動。通常從降低成本角度出發(fā)盡量采用有級變速，只有工作機(jī)生產(chǎn)工藝需要連續(xù)變速時(shí)，才選用無級變速傳動。此外，在傳動裝置中傳動比的分配應(yīng)合理。如下圖所示傳動機(jī)構(gòu)，選擇了帶式傳動機(jī)構(gòu)。因?yàn)殡p齒輥破碎機(jī)所需要的傳動精度不需要太高，而且功率消耗很大需要安全保障，使用帶式傳動機(jī)構(gòu)很安全。因?yàn)殡p齒輥破碎機(jī)的電動機(jī)的轉(zhuǎn)速是 730r/min，而輥?zhàn)拥霓D(zhuǎn)速需要 64 r/min，要求傳動比為 11.4127。11.4127=4.12*2.77*1，因?yàn)閹絺鲃訖C(jī)構(gòu)所需要的傳動精度不需要太高，故帶式部分的傳動比為 4.12第一對齒輪的傳動比為 2.77 第二對齒輪的傳動比為 1。即 I 帶=4.12，i 12=2.77,i23=122233、破碎機(jī)的總體設(shè)計(jì)3.1 帶傳動設(shè)計(jì)1. 設(shè)計(jì)功率 dPPd=PKA式中 P——工作機(jī)功率 kw=1.4×14.55=20.37 kwd2. 帶型根據(jù) 和 選取有效寬度制 V 帶，選取 15N/15J 型有效寬度制 V 帶。dP1n式中 ——小帶輪轉(zhuǎn)速 r/min。3. 傳動比 ii= ( =0.01～0.02)2121()pdn???式中 ——大帶輪轉(zhuǎn)速 r/mim；——小帶輪節(jié)圓直徑，可視為基準(zhǔn)直徑 ；1pd 1d——大帶輪節(jié)圓直徑，可視為基準(zhǔn)直徑 ；2 2——彈性滑動系數(shù)；?有效寬度制窄 V 帶： = -2△ epd24取 =197.4mm， =797.4mm，則1pd2pd= =4.12，21()pi???79.4(0)A= =177 r/min2ni4. 小帶輪有效直徑 及大帶輪有效直徑1ed2ed為提高 V 帶壽命，在經(jīng)濟(jì)條件允許的情況下， 值較大選取。e=200mm， =800mm1ed2e5. 帶速 VV= = =7.55 m/s160pn?A97.430A4.197)*02.(?窄 V 帶 =35m/s，V 20m/s 時(shí)，可以充分發(fā)揮帶的傳動能力，一max?般 V 不低于 5m/s，滿足要求，7.5m/s>5m/s。6．初定中心距離 120120.7()()eedad???則 700[S]，可知該截面是安全地，可以使用。3.5 破碎機(jī)的總體設(shè)計(jì)根據(jù)破碎機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、帶傳動、齒輪及軸的設(shè)計(jì)，綜合進(jìn)行破碎機(jī)的總體設(shè)計(jì)，破碎機(jī)的總體結(jié)構(gòu)如下圖。55破碎箱采用鋼板組裝方式，底座采用 180 型槽鋼，破碎箱與底座采用螺緊后焊接，而電動機(jī)直接用螺栓擰在底座上。我對破碎機(jī)的總體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化。其減速箱與破碎箱做成一體形式，既可以節(jié)省空間和制造成本又可以更好的密封和傳動；對齒輪軸部分我采56用齒輪軸半露，上蓋與半露部分很好的密封。具體形式如下圖表示。574、綠色設(shè)計(jì)4.1 綠色設(shè)計(jì)產(chǎn)生的背景自 20 世紀(jì) 70 年代以來，工業(yè)污染所導(dǎo)致的全球性環(huán)境惡化達(dá)到了前所未有的程度，迫使人們不得不重視環(huán)境污染的現(xiàn)實(shí)。日益嚴(yán)重的生態(tài)危機(jī)，要求全世界工商企業(yè)采取共同行動來加入環(huán)境保護(hù)，以拯救人類生存的地球，確保人類的生活質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)持續(xù)健康的發(fā)展。進(jìn)入 20 世紀(jì) 90 年代，各國的環(huán)保戰(zhàn)略開始經(jīng)歷一場新的轉(zhuǎn)折，全球性的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整呈現(xiàn)出新的綠色戰(zhàn)略趨勢，這就是向資源利用合理化、廢棄物產(chǎn)生少量化、對環(huán)境無污染或少污染的方向發(fā)展。在這種“綠色浪潮”的沖擊下，綠色產(chǎn)品逐漸興起，相應(yīng)的綠色產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法就成為目前的研究熱點(diǎn)。在工業(yè)發(fā)達(dá)國家，產(chǎn)品的綠色標(biāo)志制度相繼建立，凡標(biāo)有“綠色標(biāo)志”圖案的產(chǎn)品，表明該產(chǎn)品從生產(chǎn)到使用回收的整個(gè)過程符合環(huán)境保護(hù)要求，對生態(tài)環(huán)境無害或危害極少，可以實(shí)現(xiàn)資源的再生和回收，這種產(chǎn)品大大地提高了在國際市場的競爭力。例如：德國的水溶油漆被授予綠色標(biāo)志后，銷售額提高了 20%。與經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國家相比，我國工業(yè)的技術(shù)水平還有較大差距，工業(yè)產(chǎn)品還存在著資源和原材料消耗大、環(huán)境污染嚴(yán)重、國際競爭能力相對較弱等問題。在加入 WTO 之后，產(chǎn)品出口所面臨“綠色壁壘”十分突出。為解決上述問題的可行途徑，就是通過綠色設(shè)計(jì)與綠色制造技術(shù)，大力開發(fā)綠色產(chǎn)品，盡可能減少對環(huán)境的污染和資源浪費(fèi)，全面提高產(chǎn)品的競爭力。584.2 綠色產(chǎn)品的定義和特點(diǎn)綠色設(shè)計(jì)是由綠色產(chǎn)品的誕生所引申的一種設(shè)計(jì)技術(shù)。因而，要進(jìn)行綠色設(shè)計(jì)，首先有必要弄清什么樣產(chǎn)品是綠色產(chǎn)品，綠色產(chǎn)品有何特點(diǎn)，以便于采取一定的方法和手段去設(shè)計(jì)綠色產(chǎn)品。4.2.1 綠色產(chǎn)品的定義 綠色產(chǎn)品是相對傳統(tǒng)產(chǎn)品而言的，至今還沒有權(quán)威的定義，為了便于對綠色產(chǎn)品的認(rèn)識，給出如下一些定義：（1）綠色產(chǎn)品是指以環(huán)境和環(huán)境資源保護(hù)為核心概念而設(shè)計(jì)生產(chǎn)的、可拆卸和分解的產(chǎn)品，其零部件經(jīng)過翻新處理后可以重新利用。（2）綠色產(chǎn)品是將重點(diǎn)放在減少部件，使原材料使用合理化并能進(jìn)行回收處理的產(chǎn)品。（3）綠色產(chǎn)品是指從生產(chǎn)到使用乃至回收的整個(gè)過程都符合特定的環(huán)境保護(hù)要求，對生態(tài)環(huán)境無害或危害小，以及可以再生或回收、循環(huán)、再利用的產(chǎn)品。（4）綠色產(chǎn)品是指其使用壽命完結(jié)時(shí)，部件可以翻新和重新利用的產(chǎn)品。以上定義可以看出，綠色產(chǎn)品是指在產(chǎn)品全生命周期內(nèi)，包括原材料制備、設(shè)計(jì)、制造、包裝、運(yùn)輸、使用、回收、再用或再生過程，能節(jié)約資源和能源，對生態(tài)環(huán)境無危害或少危害，且對生產(chǎn)者及使用者具有良好保護(hù)性的產(chǎn)品。4.2.2 綠色產(chǎn)品的特點(diǎn)59（1）優(yōu)良的環(huán)境友好性；（2）最大限度地利用材料資源；（3）最大限度地節(jié)約能源。4.3 綠色設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容和設(shè)計(jì)原則 4.3.1 設(shè)計(jì)內(nèi)容1）綠色產(chǎn)品的描述和建模；2）綠色設(shè)計(jì)的材料選擇；3）面向拆卸性設(shè)計(jì)；4）產(chǎn)品的可回收性設(shè)計(jì)；5）綠色產(chǎn)品的成本分析；6） 綠色產(chǎn)品設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫。4.3.2 設(shè)計(jì)原則1）資源最佳利用原則；2） 能量消耗最少原則；3） “零污染”原則；4） “零損害”原則；5）技術(shù)先進(jìn)原則；6）生態(tài)經(jīng)濟(jì)效益最佳原則我設(shè)計(jì)的雙齒輥破碎機(jī)具有可拆卸性，并且破碎過程中較原始輥式破碎機(jī)添加破碎砧，這樣設(shè)計(jì)可以提高生產(chǎn)率，節(jié)省原材料，降低生產(chǎn)成本，為企業(yè)帶來可觀的效益。但是也存在著一些不足，就目前的科技還無法徹底解決此問題，希望日后在這方面有所突破。結(jié) 論60在當(dāng)今的社會發(fā)展中，工農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)自動化程度越來越高，制造業(yè)飛速發(fā)展。特別是發(fā)達(dá)國家在這方面有為明顯，我國雖然和他們比有一定的差距，但最近幾年通過引進(jìn)外資和繼續(xù)加大科研投入力度。因此，也取得了較大的發(fā)展，這種差距也在慢慢地減小。我設(shè)計(jì)的雙齒輥破碎機(jī)在一定程度上促進(jìn)了自動化生產(chǎn)，降低了工人的勞動力度，提高了生產(chǎn)效率，可以說具有十分重要的意義。通過資料收集、整理和設(shè)計(jì)，我設(shè)計(jì)的雙齒輥破碎機(jī)終于完成了。在我所設(shè)計(jì)的這段時(shí)間里，我通過對資料的搜集、查找，找到了很多對設(shè)計(jì)有用的參考資料，從而保證了設(shè)計(jì)的順利進(jìn)行?？梢哉f這次設(shè)計(jì)是對我大學(xué)四年所學(xué)知識的一次綜合檢驗(yàn)和全面總結(jié)，在這個(gè)過程中我學(xué)會了獨(dú)立思考、在實(shí)踐中找答案、在前人的基礎(chǔ)上求創(chuàng)新。通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我的綜合能力大大的提高，為將來參加工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。致 謝61近三個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)結(jié)束了，在畢業(yè)設(shè)計(jì)的日子里，我完成了雙齒輥破碎機(jī)的設(shè)計(jì)。我在華盛銘實(shí)習(xí)的日子里，得到了各方工友老師等多位領(lǐng)導(dǎo)的熱情接待與大力支持，在次表示深深的感謝。我還要感謝機(jī)制教研室的張昌娟老師，若沒有她的指導(dǎo)幫助和支持我的畢業(yè)設(shè)計(jì)不能完成的如此順利。在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中我在老師的指導(dǎo)下學(xué)到了很多專業(yè)知識，在一些探索性問題上得到了深層次的理解，更在老師的身上學(xué)到了許多為人處事的道理，我想這些都是我人生中的寶貴財(cái)富，在我今后的工作生涯中定會受益匪淺。在此我要對指導(dǎo)老師說一聲：“老師，您辛苦了！” 由于本人所掌握的知識技能水平有限，在設(shè)計(jì)中難免存在一些問題，在此懇請各位老師和同學(xué)們給予批評與指正，以便我在今后的工作和學(xué)習(xí)中有更大的提高。參考文獻(xiàn)《礦山機(jī)械制造工藝學(xué)》張永忠，蘇斯華主編.中國礦業(yè)大學(xué)出62版社，2000；《滾筒式采煤機(jī)理論設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》劉春生主編.中國礦業(yè)大學(xué)出版社.2003；《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》成大先主編.北京化學(xué)工業(yè)出版社.2004；《機(jī)械制造工程學(xué)》李文雙主編.黑龍江科學(xué)技術(shù)出版社.2004；《破碎粉磨機(jī)械設(shè)計(jì)》劉樹英主編.東北大學(xué)出版社，2001