单齿辊式破碎机 毕业设计论文.pdf

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1、XX大学毕业设计（论文）单齿棍式破碎机设计所在学院专业班姓学级名号指导老师年月日摘要破碎是一种使大块物料变成小块物料的过程。这个过程是用外力（人力、机械力，电力、化学能、原子能或其它方法等）施加于被破碎的物料上，克服物料分子间的内聚力，使大块物料分裂成若干小块。矿石是脆性材料，它在很小的变形下就发生毁坏。齿辗式破碎机是在齿的作用下对物料进行劈碎，破碎后的物料直接排出，因此破碎粒度比较均匀。本文主要是对单齿辗式破碎机进行机械结构设计和分析。关键词：单齿棍式破碎机，破碎机设计，破碎，带传动I Abstract Broken is a type of large material into smal

2、l pieces of material process. This process is to use external force (humar1, mechanical, electric power, chemical energy, atomic energy or 。山ermethods) is applied to小ebroken material material, overcome intermolecular cohesive 如ce,so that山ebulk material is split into a number of small. The ore is a b

3、rittle material, it is in a ve1y small deformation destrnction occurs. Toothed roll crnsher teeth in the role of material brea比ng,the crnshed material is discharged directly, thus cmshing granularity uniformity. This paper is mairliy on小esirlgle tootl1ed roll crnsher machine strnctwe design and anal

4、ysis. Key words: single toothed roll crusher, crusher, cmshing, belt drive II 目录摘要 IAbstract. II 目录 III第1章 绪论 l1.1研究的目的和意义 l1.2破碎机的分类及工作原理详解 l第2章棍式破碎机的工作原理和构造 42.1概述 42.2辐式破碎机的工作原理与结构42.2.1单棍破碎机 42.2.2其他棍式破碎机 . . . . . . . . . . . . . . . . .5 2.3齿辐式破碎机的构造 82.3.1破碎装置 82.3.2调整装置 82.3.3弹簧保险装置 82.3.4传动

5、装置 92.3.5机架 . . . . . . . . . . . . .10 第3章破碎机主要零部件的设计 103.1齿辗式破碎机主要执行机构参数的计算103.1.1咕角的确定 103.1.2给矿粒度和转子直径 113.1.3辐子转数 . . . . . . . . . . . . . . .12 3.2辐皮的设计. . . . . . . . . . . . .13 3.2.1辅式破碎机辐皮的失效形式分析133.2.2辐皮的设计原则 . . . .14 3.2.3辐皮结构设计 .15 第4章破碎机的传动方案设计选择 16III 4.1生产能力.16 4.2电动机功率.17 4.3传动比的确

6、定.17 4.4 V带的设计.18 4.5传动轴的设计与计算.21 4.5.1辗的受力分析224.5.2轴的设计234.5.3轴的结构设计244.5.4轴上零件的周向定位.26 4.5.5轴的校核.26 4.5.6轴的结构图29结束语.30 参考文献.31 致谢.32 IV 单齿辗式破碎机第1章绪论1.1研究的目的和意义随着我国国民经济的快速发展，矿产资源的综合利用技术与其产业迅猛前进，到1999年我国已建成10879座国有大中型矿山和227854个乡镇集体企业，全国矿石采掘总噩超过50亿吨，矿业总产值为4000亿元。物料的破碎是许多行业（如冶金、矿山、建材、化工、陶瓷筑路等）产品生产中不可缺

7、少的工艺过程。由于物料的物理性质和结构差异很大，为适应各种物料的要求，破碎机的品种也是五花八门的。就金屈矿选矿而言，破碎是选矿厂的首道工序，为了分离有用矿物，不但分为粗碎、中碎、细碎，而且还要磨矿。因为破碎是选矿厂的耗能大户（约占全厂耗电的50%），为了节能和提高生产效率，所以提出了“多碎少磨的技术原则。这使破碎机向细碎、粉碎和高效节能方向发展。另外随蓿工业自动化的发展，破碎机也向自动化方向迈进（如国外产品已实现机电液一体化、连续检测，并自动调节给料速率、排矿口尺寸及破碎力等）。随着开采规模的扩大，破碎机也在向大型化发展，如粗碎旋回破碎机的处理能力已达6000th。至于新原理和新方式的破碎（如

8、电、热破碎）尚在研究试验中，暂时还不能用千生产。对粗碎而言，目前还没有研制出更新的设备以取代传统的额式破碎机和旋回式破碎机，主要是利用现代技术，予以改进、完善和提高耐磨性，达到节能、高效、长寿的目的。细碎方面新机型更多些。总的来看，值得提出的有额式破碎机、圆锥破碎机、冲击式破碎机和棍压机。而应用最广泛的就是鄂式破碎机。1.2破碎机的分类及工作原理详解专业的矿山机械行业用的碎石机可分为：鄂式破碎机，锤式破碎机，复合式破碎机，辗式破碎机，冲击式破碎机，石头破碎机，反击式破碎机等。l、鄂式破碎机：额式破碎机具有破碎比大、产品粒度均匀、结构简单、工作可靠、维修简便、运营费用经济等特点。2、锤式破碎机：

9、（环锤式破碎机）简称：锤破，主要适用千破碎各种脆性材料的矿物。被破碎物料为煤、盐、白亚、石音、明矶、砖、瓦、石灰石等。3、反击式破碎机：简称反击破，适用于破碎中硬物料，如水泥厂的石灰石破碎，具有I 单齿辗式破碎机生产能力大，出料粒度小的优点。4、复合式破碎机：简称（复合破）适用于建材、矿业、冶金、化工工业破碎石灰石、熟料、煤及其它矿石。特点：生产能力大；破碎比高，能耗低；密封性好，运转平稳；维护方便。5、辐式破碎机：对棍破碎机（棍式破碎机，对棍式破碎机）供选矿、化学、水泥、建筑材料等工业部门中碎和细碎各种中等硬度以下的矿石和岩石之用6、冲击式破碎机：又称制砂机，广泛适用于各种岩石、磨料、耐火材

10、料、水泥熟料、石英石、铁矿石、混凝土骨料等多种硬、脆物料的中碎、细碎（制砂粒）。HX系列冲击式破碎机（制砂机）对建筑用砂、筑路用砂石优为适宜。7、破碎块料所用的方法？破碎块料所用的方法（见图）有：压碎。将块料置千两个平面之间，施加压力，块料因应力超过其抗压强度而破碎。此法适用千破碎坚硬的物料。劈裂。块料受带有尖棱的工作面的挤压，因挤压力作用面上的拉应力超过大块物料抗拉强度而被劈裂。脆性物料的抗拉强度比抗压强度小得多，故宜采用劈裂。折断。使块料受到弯曲，因弯曲应力超过物料的抗弯强度而破碎。在多数情况下，块料的破碎是上述各种方法综合作用的结果，仅有主次之分。在生产中可根据物料的性质（主要是硬度及韧

11、度）来选择破碎的方法。压碎劈裂破碎方法折断2 单齿辗式破碎机八x”一-，一l擘?t “.,“”r2” 折断劈裂压碎V . I )1fr/I/IIr,If1 冲击阳1破碎方法令v研暇9、破碎过程的能耗分析破碎过程消耗大昼的机械能。大部分能量消耗在物料的变形和裂缝的形成，仅一小部分用千形成固体自由表面。1867年，雷廷格尔(P.R.v011R血nger)提出“面积说”，认为：“破碎过程的功耗与破碎过程中物料新生成的表面积成正比。“1874年基尔皮乔夫(B.Jl.KHpII四妞）、1885年基克(F氐ck)提出“体积说”，认为“破碎时的功耗与被破碎物料的体积或重晕成正比，适用于粗碎作业。1950年邦

12、德(F.C.Bond)和王仁东提出了裂缝说”，认为：“破碎过程功耗与物料在破碎过程中所形成的裂缝长度成正比“，成为现在广泛应用的破碎“第三理论”,适用于中、细碎作业。矿石和物料的破碎难易度，取决于其物理机械性质和本身的裂隙。通常以可碎性表示。方法有二：可碎性系数法同一破碎机在同样条件下破碎不同矿石时处理能力之比。可碎性系数为破碎机在同样条件下破碎待定矿石的处理能力和破碎机破碎中硬矿石的处理能力的比值，通常以石灰石作为标准中硬矿石，其可碎性系数为1.功指数法用双摆锤式冲击试验机测定矿石或物料的冲击破碎功指数，并用功指数大小表示其可碎性。破碎机的效率通常用比功耗表示，即破碎一吨矿石功耗的大小(kW

13、h)。把粒度上限为9001200mm颗粒群破碎到粒度上限为25mm颗粒群的比功耗约为1.53kW h。通常选矿厂破碎作业（包括筛分和运输）的能措消耗约占选矿厂总能量消耗的10左右。3 单齿辗式破碎机输入破碎机的能量消耗于发生声、热、破碎机零件和部件的磨损、机械传动系统的摩擦损失、电气损失和使矿石产生微裂缝及形成新表面等方面。除最后两项为有用功外，其他都屈千能量的无益损耗。60年代中期以来正研究新的破碎方法，如热电、激光、高速气流、减压等第2章棍式破碎机的工作原理和构造2.1概述辐式破碎机是一种较古老的粉碎机械。棍式破碎机的主要优点是：结构简单，机体紧凑轻便，价格低廉，工作可靠，调整破碎比较方便

14、，破碎时过粉碎现象少，能粉碎粘湿物料。正由于辗式破碎机具有上述优点，目前仍有一些工业部门使用，且有新的改进和发展。棍式破碎机的缺点是：生产能力低，要求将物料均匀连续地喂到辐子全长上，否则辐子磨损不均，且所得产品粒度也不易均匀，需要经常修理。对于光面辐式破碎机，喂入料块的尺寸要比棍子的直径小得多，故不能破碎大块物料，也不宜破碎坚硬物料，通常作中硬或松软物料的中、细碎。齿面棍式破碎机虽然可以钳进较大的料块，但也限于中碎时使用，而且料块的抗压强度不能超过60.BMPa,否则齿棱很易折断。按辗子的数目，辗式破碎机可以分为单辐、双辐、三辐和四辐四种型式；按辐面形状，可以分为光面、槽面和齿面棍式破碎机等三

15、种。辐式破碎机的规格用辐子的直径（辐子长度L来表示。2.2棍式破碎机的工作原理与结构2.2.1单棍破碎机单辗破碎机的结构见图。破碎机构是由一个转动辐子和一块额板组成。带齿的衬套1用螺栓安装在辗芯上，齿尖向前伸出如鹰嘴状，衬套磨损后可以拆换，辗子面对着额板，颗板挂在心轴上，额板上面镶有耐磨的衬板。颗板通过两根拉杆（借助千顶在机架上的弹簧）的压力拉向棍子，使额板与辗子保持一定距离。棍子轴支承在装千机架两侧壁的轴承上，工作时只有棍子旋转，料块从加料斗喂入，在颗板与棍子之间受挤压作用，并受到齿尖的冲击和劈裂作用而粉碎。如遇有难碎物掉入，所产生的作用力就会使弹簧压缩，额板离开辐子而增大出料口，使难碎物排

16、出而避免机件的损坏。辅子轴上装有飞轮，以平衡破碎机的动能。4 单齿辗式破碎机+ + + + 3 口. 5 6 图2-1单辐破碎机单辗破碎机实际上是将颗式破碎机和辗式破碎机的部分结构组合在一起，因而具有这两种破碎机的特点，该机种又称为颗棍破碎机。单辗破碎机具有较大的进料口，另外辗子表面装有不同的破碎齿条，当大块物料喂入时，较高的齿条将大块物料钳住，并以劈裂和冲击方法将其破碎，然后落到下方，再由较小的齿将其进一步破碎到要求的尺寸。在一台破碎机中，有预碎区和二次破碎区，所以可用于粗碎物料，而且破碎比较大，可达1$。破碎时，料块受到棍子上的齿棱拨动而卸出机外，因此是强制卸料，粉碎粘湿的物料也不致发生堵

17、塞。单棍破碎机宜用千粉碎中硬或松软的物料，如石灰石、硬质粘土及煤块等。当物料比较粘湿（如含土石灰石等）时，它的粉碎效果比使用颗式破碎机和圆锥破碎机都好，特别是对于破碎片状粘土物料，与颗式或圆锥破碎机相比，在性能与机体紧凑方面均有优越之处。单辐破碎机的规格是用辐子直径和长度来表示。2.2.2其他棍式破碎机l、双辗破碎机双辗破碎机是常用的辐式破碎机，其结构详见图，它的破碎机构是一对互相平行水平安装在机架上的圆柱形辗子。前辐）和后辅工作相向旋转，物料加入到喂料箱），内，落在转辗的上面，物料在棍子表面麻擦力的作用下，被扯进转棍之间，受到辗子的挤压而粉碎。粉碎后的物料被转棍推出，向下卸落。因此，破碎机是

18、连续操作的，且有强制卸料的作用，粉碎粘湿的物料也不致堵塞。存昆子安装在焊接的机架上，由安装在轴）上的辐芯，以及套在辐芯上的辐套组成，两者通过锥形环,用螺栓拉紧，以使辗套紧套在辐芯上。当辗套的工作表面磨损时，可以拆换。前棍的轴安装在滚柱轴承中，轴承座）固定安装在机架上，后棍的轴承）则安装在机架的导轨中，可以在导轨上前后移动，5 单齿辗式破碎机后棍的轴承用强力弹簧！压紧在顶座上，当转辗之间落入难碎物时，弹簧被压缩，后辗后移一定距离，让硬物落下，然后在弹簧张力作用下又回到原来位置。弹簧的压力可用螺母调整，在轴承与顶座之间放有可以更换的钢垫片1&，通过更换不同厚度的垫片，即可调节两转棍的间距16 2

19、,l令oo II J;=:r ssr. 3 525 640m辽615m;n 2080 , 怠E? I/. 086 - -土子广一一一一七立仓- - 勹, - -L- -一 - -j 令C9L OFL 9 15 10 ll I、8图2-2双棍破碎机前棍通过减速齿轮和(传动轴）以及带轮用电动畸带动，后辐则通过装在辐子轴上的一对齿轮由前辗带动作相向转动。为了使后辐后移时两齿轮仍能咭合，齿轮采用非标准长齿。辐子的工作表面根据使用要求，可以选用光面的（如后辐1)、槽面的（如前棍”)或是齿面的。光面棍子主要以挤压方式粉碎物料，它适于破碎中硬或坚硬物料，为了加强对物料的粉碎，两辅子的转速也可以不一致。此时对

20、物料还兼施磨剥作用，宜6 单齿辗式破碎机用千粘土及塑性物料的细碎，产品粒度小且均匀。带有沟纹的槽型辅子，破碎物料时，除施于挤压作用外，还兼施剪切作用，故适于强度不大的脆性或粘湿性物料的破碎，产品粒度均匀，槽面辐子还可以帮助料块的扯入，当需要取得较大的破碎比时宜采用槽面棍子。齿面棍子。该棍子由一块块带有齿的钢盘”并成，钢盘用键装在轴1上，螺栓将各块钢盘串接起来拉紧成为一整体。齿面棍子破碎物料时，除了施压作用外，还兼施劈裂作用，故适千破碎具有片状节理的软质和低硬度的脆性物料，如煤、干粘土、页岩等，破碎产品的粒度也比较均匀，齿面和槽面辅子都不适千破碎坚硬物料。2、三棍和四棍破碎机为了提高破碎机的破碎

21、比，减少占地面积，减少物料转运次数和简化操作，生产了三棍和四辐破碎机。三辐破碎机实质上是一台单辐破碎机和一台双棍破碎机重肴起来的，同样四棍破碎机由两台双棍破碎机重肴起来制成。四辐破碎机适用于破碎焦炭、石灰石、泥灰岩、白坚、炉渣等物料。该机由两台规格相同的双辐破碎机重肴组成。物料经给料口送入机内，受到辐子的压碎并向下方排料。一个辐子的轴承是固定的，另一个辐子的轴承由弹簧（向垫片压紧，弹簧是破碎机的保险装置。电动机）通过减速器和联轴器带动辗子转动，其中一台电动机带动右上方的棍子，另一台电动机带动左下方的辐子，而每一个辐子主轴的另一端装有带轮。右上辐子的带轮带动右下辐子的带轮，使右下棍子转动；左下棍

22、子的带轮，带动左上辐子的带轮，使左上棍予转动。由于活动轴承运动方向垂直于带传动的方向，活动轴承移动时传动带的张力变化不大。物料经过上、下两套辐子破碎后，自下方排出机外。2 l一给料口；2一机架；3一带轮；4一轴承；5一切削装置；6一弹簧；7一辗子；7 单齿辗式破碎机8一联轴器；9一减速器；10一电动机；11一干油润滑装置；12一链轮这台机器本身带有两杏车削辗皮的切削装置。当光面辐皮磨损或出现沟槽、凹坑后，不必拆卸棍子，可以直接利用切削装置对辐子进行整修，整修时，将切削装置安装在走刀架上，再将链子挂到链轮上。这种修理方法可以减少停车时间，提高设备作业率，保证棍面光整，破碎产品粒度均匀。2.3齿辗

23、式破碎机的构造根据总体设计的规划与要求，主要部件构成有：破碎辗、调整装置、弹簧保险装置、传动装置和机架等组成。2.3.1破碎装置在水平轴上平行装置两对相向回转的辗子，它是破碎机的主要工作机构。水平轴上平行的一对辅子中，其中一个棍子的轴承是可动的，另一个棍子是固定的，破碎辐是由轴、轮载和辗皮构成。辗子轴采用键与锥形表面的轮载配合在一起，辐皮固定在轮毅上，借助三块锥形弧铁，利用螺栓帽将它们固定在一起的。由于棍皮与矿石直接接触，所以它需要时常更换，而且一般是应用耐磨性好的高猛钢或特殊碳素钢（络钢、络猛钢等）制作。2.3.2调整装置调整装置是用来调整两破碎辅之间的间隙大小（即排料口）的，它是通过增减两

24、个辗子轴承之间的垫片数矗，或者利用蜗轮调整机构进行调整的，以此控制破碎产品粒度。本次设计采用增减两个棍子轴承之间的垫片数量来进行调整。!JU!J.,n 人4，115k . 0160H8f7_ 、图4调整装置示意图2.3.3弹簧保险装置它是棍式破碎机很重要的一个部件，弹簧松紧程度，对破碎机正常工作和过再保护都有积极其重要的作用。机器正常工作是，弹簧的压力能平衡两个辅子之间所产生的作用力，以保待排矿口的间隙，使产品粒度均匀。当破碎机进入非磨碎物体时，弹簧被压缩，迫使可动破碎辐横向移动，排矿口宽度增大，保证机器不致损坏。非破碎物体排除后，弹簧恢复原状，机器照常工作。8 单齿辗式破碎机可动3 . 1

25、6 必坏破劳疲生产易容簧弹以图所意示恣作状-动压J 的振捆置于定福装处险总保簧oc必oOro4 巴畔架5机，图中，浏程换7过更；作期；工定子机，棍簧碎查一弹2破检L6在常经须/ -.心动轴承；归病图6弹簧保险装置结构示意图2.3.4传动装置皮帝轮5 电动机3 6 工8/ l 单齿辗式破碎机1 、2一齿轮3、4一非标准长齿轮5、7、8一轴6、9一破碎辅图7齿辐式破碎机传动原理图电动机通过皮带轮带动一对减速齿轮1、2。又通过轴7带动辐子6和非标准长齿轮3, 3又带动齿轮4,齿轮4带动辅子9,这样就够成了棍子7和9的相向转动。如图7.2.3.5机架机架用来固定安装轴承座和导轨。在结构上采用上下箱体机

26、架构造。一般采用铸铁铸造，也可以采用螺栓连接而成。其要求是机架结构必须坚固。本次设计采用采用铸铁铸造造机架。第3章破碎机主要零部件的设计在水平轴上平行装置两对相向回转的辗子，它是破碎机的主要工作机构。水平轴上平行的一对辐子中，其中一个棍子的轴承是可动的，另一个棍子是固定的，破碎辐是由轴、轮载和棍皮构成。棍子轴采用键与锥形表面的轮载配合在一起，辐皮固定在轮载上，借助三块锥形弧铁，利用螺栓帽将它们固定在一起的。3.1齿棍式破碎机主要执行机构参数的计算影响棍式破碎机生产能力和电机功率的主要参数有：咄角、给矿粒度、辗子转速。3.1.1啃角的确定矿石中心0（为使推倒简化，假设破碎物料为圆形）与辅子中心0

27、1（或02)的连线与水平线所成的角度，称为咄合角a。两个棍子产生的正压力F(F=fP)都作用于物料块上，如图7所示。如将力P和F分别分解为水平分力和垂直分力，由图可以看出，只有在下列条件下，物料块才能被两个棍子卷入破碎腔：a a 2Psins2fPcos 2 2 所以摩擦系数是摩擦角的正切，所以KL= 1.12 (3. 1) 6) 由次可见，最大咄合角应小于或等于摩擦角的两倍。当棍式破碎机破碎有用矿物时，一般取摩擦系数f=O.300. 35;或摩擦角10 单齿辗式破碎机a 上2 P 一气Z图8棍子的受力分析p= 16 5019 20，则破碎机最大咭合角as33 4038 40。结合本设计的实际

28、情况，这里我们取摩擦角为p=l8,则破碎机最大咄角a=363.1.2给矿粒度和转子直径当排矿口宽度e一定时，咭角的大小决定与辗子直径D和给矿粒度d的比值。下面研究一下当物料块可能被带入破碎腔时，辗子直径和给矿粒度间的关系。i -贮|C图9给矿粒度和，棍子直径示意图由6图8的Rt丛OAB中可以看出D+e a _ 2 _ D+e cos-= 2卢D+d2 和D相比e很小，可略而不计，则II 单齿辗式破碎机Q! D(l-cos) d = _:_ (3. 2) 6 I a COS一2 当取f=0.325时,(f)竺二18,cos 18 =O. 951 2 故1 dD 20 或D220d(3.3) 16

29、1 2PG一T0604型破碎机的D=610mm,故d30.Smm。由此可见光面辅式破碎机的辅子直径应但等于最大给矿粒度的20倍左右，也就是说，这种双辐式破碎机只能作为矿石的中碎和细碎对于潮湿粘性物料，f=0.45,则：D2lOd 2PG一T0604型破碎机的D=610mm,故d6lmm。3.1.3辗子转数破碎机合适的转数与辐子的表面特征、物料的坚硬性和给矿粒度等因素有关。一般地说，给矿粒度愈大，矿石愈硬，则棍子的转数应当愈低。槽形（齿形）辐式破碎机的转数应低千光辗式破碎机。但是破碎机的生产能力是与辐子的转数成正比地增加。为此，近年来趋向选用较高转数的破碎机。然而，转数的增加是有限度的。转数太快

30、，摩擦力随之减小，若转数超过某一极限值时，靡擦力不足以使矿石进入破碎腔，而形成“迟滞“现象，不仅动力消耗剧增，而且生产能力显茗降低，同时，辗皮磨损严重。所以破碎机的转数应有一个合适的数值。辐子最合适的转数，一般手是根据实验来确定的。通常，光面辐子的圆周速度v=2 7. 7米秒，不应大千11.5米秒。破碎中硬矿石时，光面棍式破碎机的棍子圆周速度可由下式计算：1.27花v尸7/D +e) ( 3. 4) 161 式中D 辐子直径，单位米；d 给矿粒度，单位米；e 排矿口宽度，单位米。60 则计算辐子转速公式为n=v转分2冗R(3. 5) 161 12 单齿辗式破碎机1.27乒由于V = 4/1(

31、61+ 0 085-l =2.022 mis 0.61+ 0.008 60 60 则n=v= _:_: * 2.022 = 75r I min 2冗R2 *3.14*0.305 综合3.1. 2和3.1. 3的计算设计出辐子的参数，如表(3.1) 表2辐子监径610mm 辐子长度4001111n 辐子转速75r/m.in 给矿粒度Onl1116 l mn1 排矿口宽度8mm 3.2棍皮的设计辐式破碎机破碎棍的关键是辐皮，只要有了机械性能好，耐磨性能优良的辐皮，对辗机的其他技术指标是很容易达到的。因此辐式破碎机辗皮材质的选择十分重要。在选材之前先对破碎棍的失效进行分析。3.2.1棍式破碎机棍皮的

32、失效形式分析对辗机辅皮的失效主要是两方面：一是机械损坏，如开裂。这类机械损坏一般只发生在铸铁或球铁棍皮。棍皮如果开裂，对棍机就无法运转甚至还可能发生人身事故。二是磨损，磨损会使对辐机棍皮的表面产生沟槽，使两辗皮之间的间隙增大，因而原料的细碎度也就不能保证。磨损过快是很多对辗机辅皮都存在的严重缺陷。3. 2. 1. 1辗皮的机械损坏形式辐皮发生机械损坏比较少，一般都是发生在高速强力细碎对辐机上，因为这种对辐机在两棍皮之间是强力挤压作用，挤压力可达30t40t，是普通对棍机十几倍的挤压力。在这样高的挤压力的作用下，辗皮就必须具有很高的机械强度。但是，由于在棍皮的制造过程中，无论其化学成分和机械性能

33、都很难得到有效控制，甚至还可能存在一些铸造缺陷和较大的内应力。球墨铸铁包括低合金球铁和中猛球铁的机械性能比灰铸铁高得多，应该能够承受较大的负荷。但是，由于这些球铁类辗皮的硬度只有HB240左右，为了提高耐磨性，必须将这些铸件进行埣火处理，把硬度提高到HR50以上。1卒火虽然使耐磨性提高了，但埣火以后也可能产生很大的残余内应力，或者可能产生裂纹。工作时在挤压力的作用下，辗皮有时会突然发生开裂，这就是说球铁类辐皮也存在蓿机械损坏的潜在危险。13 单齿辗式破碎机3. 2. 1. 2辗皮的磨损形式辐皮的磨损就是由棍皮的表面受到原料的麻擦作用而使其表面逐渐损耗的过程。在棍皮表面高应力的作用下，会形成局部

34、的机械磨损。这种磨损在整个表面上是不均匀的，一般是形成从棍皮的两边到中部逐渐加深的沟梢。这种沟槽主要是从两辐皮表面流过的原料中有硬的磨粒造成的磨损，主要屈千粒磨损。按照磨粒磨损的公式13)F K,=K (3. 10) H KI磨损度；F，法向载荷；H材料硬度；k磨损度系数。公式中的磨损度是一个变化范围很大的数值，它和物料的性质等因素有关。由公式可见，磨损度K1和材料的硬度H成反比，即材料的硬度越高，磨损度就越小。一般当对棍机辗皮的硬度HRC50，其耐磨性就比较好：而当对辐机辐皮的硬度HRC 50时，其耐磨性就明显下降。所以，国家行业标准中规定对棍机棍皮的表面硬度必须达到HRC50，且硬度层深度

35、在20rm,以上。3.2.2棍皮的设计原则常见的辐皮有：灰铸铁辐皮、外圈包钢板的灰铸铁棍皮、外圈包钢板并在钢板表面堆焊耐磨焊条的棍皮、耐磨铸铁辐皮、高络复合金制作辗皮等，为了方便辐皮的设计，本次设计选用铸造耐磨堆焊复合辗皮。由于对辐破碎机挤压辐在挤压物料过程中辐面的挤压力比棍压机要小很多，所以制造的挤压棍辅体是中空的，根据工作压力的大小挤压辐辗皮的厚度一般在50100rm,之间。早期的对辗破碎机挤压辗的辐皮采用的是高Cr铸铁材料、高猛钢或超高猛钢整体铸造成的，用高Cr铸铁材料铸造的辐皮在运行过程中辗面容易出现掉块和辗皮断裂，用高猛钢和超高猛钢铸造的辗体辐面的耐磨性比较差，另外用这三种材料铸造的

36、辐皮基本上都是一次性用的，当棍皮磨损以后，堆焊修复就非常困难，因为这三种材料的可焊性比较差，韧性也差，堆焊修复过程中很容易就把辐皮拉裂，所以当棍皮磨损到一定程度后，厂家都是直接更换新辗，旧辗就报废不用维修，这就带来较大的滥费，给国家和企业都造成较大的经济损失结合在辐压机辅面耐磨材料的研制以及棍压机棍面再生性修复方面丰富经验，根据对棍破碎机挤压棍的实际运行情况，对挤压辐辐皮的制造工艺加以改进，提出挤压辗辐皮的制造工艺采用铸造耐磨堆焊相结合的复合工艺，使挤压辗辐皮由以前的单一种材料变成复合材料，并且研制出专用于对辐破碎机挤压辐表面堆焊的耐磨材料ZM焊丝和14 单齿辗式破碎机MD601焊丝。ZM焊丝

37、堆焊过渡层，作用是保证堆焊层与棍体结合良好，防止整个堆焊层剥落，同时要求抗裂性好，能够有效阻止棍面的焊接裂纹和疲劳裂纹向辐体的延伸、发展，保护棍体不受破坏；MD601焊丝是采用多元合金强化的高耐磨性材料，堆焊层金屈含有大矗的合金炭化物，保证了堆焊金屈具有优异的抗磨粒磨损性能和一定的抗冲击性能及抗剥落性能，堆焊层具有细密的网状裂纹，是释放焊接应力所必须的“应力释放裂纹，有利千防止堆焊层的大面积掉块和剥落。挤压棍棍皮具体的复合制造工艺为：首先棍皮用普通的碳钢如35钢等来铸造，辅皮铸造好后先用专用的耐磨焊丝ZM焊丝焊一层过渡层，过渡层焊完后，再用MD601焊丝在棍面堆焊一层耐磨层。采用复合工艺制造的

38、对棍破碎机挤压棍的优点是：a、棍皮基体是用碳钢铸造的，棍皮韧性好，可焊性好，棍皮不容易断裂；b、用专用的耐磨焊丝堆焊的耐磨层，使辐面的耐磨性大大提高，辗面至少可以用一年而不用补焊，挤压辅的使用寿命有了很大的提高；c、当辐面的耐磨层磨损以后，因为辅皮基体是碳钢，可以用耐磨焊丝重新堆焊修复，而不用担心棍皮会被拉裂，并且辗皮可以反复堆焊修复多次，这就避免让辐体报废，为企业带来较大的经济效益；d、采用复合工艺制造新辐辗体成本比采用整体铸造工艺制造新棍辐体成本低20左右。3.2.3棍皮结构设计辐皮的结构主要由四大部分组成。辐皮、轮毅1、轮毅2、螺栓这四个部分组成。安装时通过螺栓使轮毅1和轮骰2压紧。由于

39、两个轮毅和辐皮都有一个锥度，因此棍皮能很好的安装好。不仅结构简单而且轮毅较轻。破碎机的好坏关键在棍皮，没有合格的耐磨辐皮，就不会有合格的对棍机。采用安全可靠经济实用的耐磨棍皮，以及合理的结构，将使棍式破碎机的性能大大的提高。棍皮的具体结构见图10。1 -轮毅2棍皮3 -轮毅4键5螺母6轴图10辐子装配结构示意图15 单齿辗式破碎机2辗皮：35钢铸造耐磨焊丝堆焊。最薄处的厚度为45mm。与轮载配合处的斜度为12。1, 3轮骰：材料为45钢，钢轮载的主要优点是：制造工艺简单，成本相对较低，抗金屈疲劳能力强。4键5螺栓：每给辐子上8个30M螺栓。材料35CrMo。第4章破碎机的传动方案设计选择4.1

40、生产能力由齿棍式破碎机的原理进行计算，理论生产能力与工作时两棍子的间距e、辗子圆周速度v以及棍子规格等因素有关。当速度以v米秒时，则理论上物料落下的体积为：Q = eLv m/2 （立方米小时）(3. 6) (6) s 冗Dn而物料落下的速度与硃子的圆周速度的关系为：V，其中为辐子每分钟的60 转数，应此eL冗DnQv =x3600=188.4eWn mi( （立方米小时）或Qv = 188.4eLDno TI h （吨小时）(3. 7) (6) 式中e 工作时排矿口宽度，单位米；L 棍子长度，单位米；D 辗子直径，单位米；n 辗子转数，转分； 物料的松散系数，中硬矿石， =O. 200. 3

41、0；潮湿矿石和粘性矿石， =O. 40 0. 60; 8 物料的容重，吨立方米。当棍式破碎机破碎坚硬能够矿石时，由千压碎力的影响，两棍子间隙（排矿口宽度）有时略有增大，实际上可将公式(3.7)增大25%，作为破碎坚硬矿石时的生产能力的近似公式，即：Q = 235e且ni5,吨小时(3. 8) 161 式中，符号的意义和单位同上。本次设计的齿辅式破碎机主要用来破碎中硬矿，因此以上参数可选择为e=O. 008 m, L=O. 4 m, D =O. 61 m, n=75r / min , =O. 26, 6 =2. 8 t/111 16 单齿辗式破碎机因此由公式3.8有Q=235吐Dni5=235x

42、0.008x0.4x0.61x75x0.26x2.8 = 25 t/h 4.2电动机功率辐式破碎机的功率消耗，通常多用经验公式或时间数据进行计算。光面棍式破碎机（处理中硬以上的物料）的需用功率，可用下述经验公式计算：N = (100 1 lO)Q ，于瓦(3. 9) 161 0.735en 式中Q 生产能力，吨小时；e 排矿口宽度，厘米；n 棍子转数，转分。此处的0.735是将公制马力换为千瓦的折换系数。则N=110 x25 = 16.62 千瓦0.735 x3x75 则查1选电机型号为YB225M-8,功率为22KW.4.3传动比的确定在前面计算中选择方案一为传动方案，先通过减速器进行一级减

43、速，然后经联轴器和带轮分别将动力传给滚筒（路线一）和螺旋输料器（路线二）以达到工作机的要求。由前面可知电动机转速为940r/min,滚筒转速为37r/min.则总传动比i a =n a / n=940/ 37=25. 4 l一滚筒精选机的总传动比n一电动机转速n一滚筒转速根据设计课题的要求和工作环境等因素，首先拟定了(a)、（b)两种传动方案。6 1电动机5大带轮2联轴器6滚筒3减速器4小带轮17 单齿辗式破碎机图17传动方案(a)方案a采用了带有电机的摆线针轮减速器，大大简化了结构，由于减少了功率的传动环节，功率传递损失较小，工作效率较高，直接用v带连接，有很好的过载保护作用，结构简单，易于

44、安装处理。带传动便千将电动机和转盘的基础分离，减轻振动的干扰，传动平稳，结构简单，成本低，安装维护方便，带损坏后容易更换。过载时，带在带轮上打滑，可防止其他零件的损坏，起到安全保护的作用。带传动对环境的要求比较低。2-1减速器2电动机3 V带4带轮5滚筒5 图18传动方案Cb)方案b是电动机通过减速器和带传动将动力传至辅筒。传动装置的外形大，传动不适合在低速和大传动比下使用，有弹性滑动或打滑现象，难以保持准动比。它的缺点是价格较其它减速器稍高、制造精度要求较高结合以上两种传动方案的特点和本课程设计实际工作情况和设计要求，主要从经济成本和机构结构上考虑，确定方案a为本设计的最佳传动方案。传动机构

45、主要由齿轮，皮带轮构成，起眢传递电机功率的作用，本节将对这两个部分进行详细的设计。4.4V带的设计本设计采用V带传动是由千带传动是挠性件，具有结构简单，传动平稳，能缓冲和吸震等特点。在总体设计里面电机选用的是YB225M-8,功率为22KW,小带轮为n1 =730r/min,棍子转速为75r/min . G)计算功率pc根据设计要求查计算公式为有.=l.4P=l.6x 22=30.8(4. 1) tJ 式(4.1)中KA可查1表10得KA=1.6 选定截面IS 单齿辗式破碎机根据P,= 30.8KW及n1= 730r I min 查1图10确定选用C型带。）确定带轮基准且径小带轮基准直径参考1

46、图10和表10取ddl= 250。大带轮基准直径计算公式为dd2 = id1(1-&) = 4x 250(1 - 0.01) = 990 查1表10取标准值1000.）带速查1有(4. 2) I) V= 冗dd1 n1 V 60 x 1000 - ., (Vm.,. =2O-30m/s) (4 3) (I) 冗1x250 x730 则V= = 9.55ml s .皿符合要求60000 ）初定中心矩0.7(ddl心）红。2(ddl心）(4. 4) I) 则有868 a。 120 2142.375 求单根V带的基本额定功率Po及其增翟APo(4. 7) l ) 符合要求按1图10.3,当dd1=2

47、50mm,n1 =730r/min时P。=5.8KW当i=4时，t:,P0=0.65 KW v带的根数Z = （九凶）KAKLPC (4. 8) I) 30.8c (5.8+ 0.65)x 0.95x 1.12 = 4.48 取Z=5查1图10-5得KA=0.95查1表10-6有KL=1.12 单根V带的初拉力2.5 P F。=500(-l)+mv2K a Zv = 500 x (=- 1 2.5 30.8 -) +0.3x9.5Y 0.95 7x9.55 二403.22 404 N 按1表10.1查得m=O.3 kgl m 作用千轴上的力6 凡2F。互sin=2x404x 5xsin 159

48、.87 2 2 = 3977.82 N 小带轮的结构及其设计由YB250M-8电动机轴伸尺寸DxE=65mmx140mm,故小带轮轮载孔直径d。=65mm,轴毅长L140mm(4. 9) I) (4. 1 Q) I) 20 单齿辗式破碎机查表10有da=259.6mm , / / /丁一、 勹/勹-,-. - I J_,-.-J 小带轮的工作咨按1表10有bd = 19 , hamin = 4.8 , hf min= 14.3 , e = 25.5士05, f 皿.=16,t5min=l0, p= 34 查1表10.9得小带轮为实心轮4.5传动轴的设计与计算这部分主要对传动轴中的一根（图11中

49、7)进行设计。传动路线图见下图。皮帝轮5 电动机3 6 8 l 2 单齿辗式破碎机1、2一齿轮3、4一非标准长齿轮5、7、8一轴6、9一破碎棍图11传动路线图4.5.1棍的受力分析光棍是由辗皮，轮毅，螺母，螺栓等组成。辐式破碎机能否保证辅的受力均匀、间隙正确、避免对辗的损伤，是保证棍子正常工作的关键因素。对辅子进行挟入物料的力学分析，算出辐子的受力，是对棍子轴设计的基础。本节将分析差速反向旋转光棍的工作区进行力学分析。当物料进入棍轧区后，趋近中心轧点辐间隙越小，压强越大，压强的增大千物料压缩程度成正比。如图所示，设物料在最下轧距处的最大为压强Pi,而在a角处为p,此时pl CB p ClDJ

50、令光棍半径为r则有Cl且r(l-cosa)=2rsin3/i) ; sin2竺吹2rsin2呀）; CP1=C戊D戊r(l-cosa)-r(l- cos 0), PI = 2 p, a 0 si订SIll2_ 2 2 当a和0足够小时，可简化A= a一矿，则p=p1(1-)；p矿62a2 当0角增加到d0时，磨辐上所承受压力增加dP,则可积分得到总压力P = (PdA,式中dA为de间所占辅子面积在Y轴上的投影，令光辐长度为L,则dA=rLd0cos0，代入前式可得P = (p1rLcos0(1-)d0 a-积分简化，取sina=a,最后得到2 P=-PlrLa 3 ( 3. 11) 合力矩应