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1、第 1 章 绪 论1.1 破碎机的种类和发展破碎机按破碎方式分有颚式破碎机、圆锥破碎机、反击式破碎机、辊式破碎机等等。而本次设计的 2PG-T0604 双光辊破碎机就属于辊式破碎机中的一种。本课题设计的双光辊破碎机是一种最古老的碎矿设备，由于它的构造简单，符合出料粒度的比例要求高，过粉碎现象少，能耗小。现在仍在水泥、硅酸盐等工业部门中获得应用，主要用作矿石的中、细砷作业。由于这种破碎机具有占地面积大、生产能力低等缺点，所以，在金属矿山很少采用，被圆锥破碎机所代替。粉碎（包括破碎和磨碎）是当代飞速发展的经济社会必不可少的一个工业环节。在各种金属、非金属、化工矿物原料及建筑材料的加工过程中，粉碎作
2、业要消耗巨大的能量，而且又是个低效作业。物料粉碎过程中，由于作业中产生发声、发热、振动和摩擦等作用，使能源大量消耗。因而多年来界内人士一直在研究如何达到节能、高效地完成破碎和磨碎过程。从理论研究到创新设备(包括改造旧有的设备)直至改变生产工艺流程。 根据所查的资料显示，现代双光辊破碎机的技术已经非常成熟，比如：上海路桥建设有限责任公司开发的 2PGG 双光辊破碎机在各方面表现优秀，适合于选矿、化学、水泥、建筑材料等行业。该机还可由细碎转换为中碎。但是由于市场经济要求我们不仅要做到经济性好而且要性能可靠，调节方便，转动平稳，震动小，噪音低等特点，所以，我们现在研究双光棍破碎机还是有很积极的意义的
3、。表现优秀的破碎机是有市场前景的。而我这次设计的双光辊破碎机基本具备以上的要求，能适应市场的需求。1.2 双光辊破碎机国内外的研究状况在国内，仅仅破碎机制造业，不算其他的选矿设备、水泥生产设备等，产值也就在 50 亿下。细碎机行业第一品牌是郑州鼎盛工程技术有限公司。耐磨件、锤头质量过硬，国内外大型水泥厂供应商，西安交大联合研究。大量实践证明，特殊工艺锻造的耐磨件、锤头是普通厂家部件寿命的 1.5-2 倍甚至更高。因为刚才紧缺，目前中国破碎机企业面临减产的危险。辊压机是 20 世纪 80 年代中期发展起来的高效节能设备。形式上很像传统的对辊破碎机, 但实质上有两点不同: 一是辊压机实施的是准静压
4、破碎, 它与冲击粉碎方式相比, 节省能量约 30%;二是它对物料实施的是料层粉碎, 是物料与物料之间的相互粉碎, 粉碎效率高, 物料间的挤压应力可通过辊子压力来调节。辊间压力一般可达 150 300M Pa, 破碎产品可达 2mm , 实现了“多碎少磨”。该机型开始用于水泥工业, 其增产节能带来的经济效益引起了国际水泥界的极大兴趣与关注。随着技术的不断进步, 国外为了扩大辊压机的应用范围(用于坚硬物料) 和提高其可靠性, 都在不断地改进自己的产品, 主要表现在以下三个方面: 一是提高辊面的耐磨性, 如德国洪堡公司将压辊表面堆焊耐磨层改为柱钉式辊面, 柱钉的硬度达到刀具的硬度, 使其具有更高的抗
5、耐磨能力(这是该公司的专利) , 克鲁普公司则采取金属耐磨块组合镶嵌式压辊, 来提高其耐磨性; 二是压辊轴承的改进, 由于该机轴承要承受巨大的静载荷和冲击载荷, 原来用的双列向心球面滚子轴承寿命很短, 改为多排滚柱轴承(洪堡公司是四排) 后, 可承受巨大的径向力, 轴向力则由双作用止推轴承承受, 轴承座本身具有调心功能; 三是控制系统的改进, 使其达到自动化(包括控制与监测) , 德国洪堡公司开发的 ROLV IS 控制系统, 可实现该机的自动化, 并可调节生产过程。改进后的辊压机已开始用于金属矿山, 如智利 Lo sCo lo rado s 铁矿选厂使用德国 KHD 洪堡威达克公司的RPBR
6、16- 170180 型辊压机作细碎用, 给料量为 1680th , 给料最大粒度为 65mm 65mm 65mm , 至今已运转 2 年, 其生产技术经济数据表明, 辊压机技术比常规的细碎技术具有很大的优越性: 与圆锥破碎机相比, 处理量提高 27. 2% , 单位能耗降低21% , 生产费用降低 8% ,产品粒度大约在 3mm 至 325 目之间。其网格柱钉式板衬使用寿命约 12000h ( 每 1000h 磨损 016mm )。这证明了该机型用于铁矿选厂也是成功的。我国东北大学与沈阳矿山机械厂协作开发的辊压机的样机(生产能力为 100th ) 在唐山棒磨山铁矿试验, 也取得了较好的效果1
7、.3 双光辊破碎机的设计要求本设计要达到 4-15t 的生产能里。主要设计部分包括破碎辊、调整装置、弹簧保险装置、传动装置、动力装置、和机架等。整机设计要求破碎辊的间距方便调节，传动部分传动平稳，动力可靠，外形美观简洁，减震能力强。调整装置要求精度较高，因此必须要不容易磨损。机架用铸造，可以降低成本，而且铸造体耐冲击，不容易产生震动。传动装置采用 V 形带传动，V 带具有结构简单、传动平稳、能缓冲和吸震等特点。动力装置拟采用交流电动机，在当今油价上涨的情况下采用电动机比内燃机更经济、环保。破碎辊直接与矿石接触，因此强度要求要高，尤其是辊皮的强度要高。因此轮觳可用钢，而辊皮采用高锰钢，这样来增加
8、辊皮的使用时间，使更换周期缩短，从而提高矿石粒的均匀度。表 1.1 设计要求的数据项目单位主要指标辊子规格Mm600400给矿粒度mm8-36排矿粒度mm2-9生产能力t4-15辊子转速r/min1201.3.1 设计的主要内容破碎机整体的设计:1根据总体设计的规划与要求，主要部件构成有：机架和支撑装置、破碎部件传动件、拉紧装置、调整装置。皮带的选用及皮带轮的设计2本设计采用单电机、皮带带动前破碎辊。根据电机的功率以及破碎对象等等一些因素来设计皮带轮。齿轮的设计与选用3本次设计有两对齿轮需要设计，我选择了其中的一对来进行详细的设计，另一对做简单的介绍，并选用满足设计要求的尺寸及型号，确保破碎机
9、运行的稳定性以及能达到设计使用寿命。由于其中有一对齿轮是长齿齿轮，因此应特别注意。因为的实际使用过程中往往的长齿齿轮容易折断。轴的设计与计算4本次设计的破碎机有 3 根主轴，由于篇幅有限，本文仅对其中一根轴的设计以及计算进行讨论，其它轴设计参考它。轴的设计主要是对轴的受力进行分析，进而画出弯矩图和剪力图，一此来对轴进行设计。而本设计的破碎机的轴主要受到的是来自破碎辊之间的相互挤压。破碎辊的设计:5双光棍破碎机即有两个光面的破碎辊，并且破碎辊的辊皮是可以更换的。因此设计时就应考虑到这方面的因素，以使破碎辊更容易拆卸与安装。本次设计主要是执行件破碎辊的尺寸设计，进行刚度、弯曲强度校核，关键轴承的设
10、计选用。1.4 小结通过在网上查阅破碎机方面的资料以及以些机械类杂志，了解破碎机的基本结构以及工作原理，在此基础上对破碎机进行了初步的设计。另外，由于国外生产的轴承比我国的小得多, 而且寿命还长。此外在耐磨材料、热处理工艺及自动化程度上与国外也都存在不小差距。要缩小差距并迎头赶上和超过国外先进技术, 就必须增加技术投入。引进国外先进的破碎技术和装备, 无疑对我国破碎机的质量和技术都有着重大的意义, 但引进的关键在于消化、吸收,并将其国产化。有条件做自行研究开发的单位,要重视提高产品质量, 包括套产品的质量, 以使我国的产品在国际市场上占有一席之地。由于一切从实际出发，一切以市场为基准，以市场需
11、求为方向，因此，本设计能马上很好的为煤炭行业、水泥行业等等行业服务，具有很好的市场开发前景。第第 2 2 章章 破碎机整体的设计破碎机整体的设计6PG 型辊式破碎机适用于破碎脆的、中等硬度以下的物料，如烧矿、煤、焦炭、炉渣、页岩、石灰石等。最适合丁中、小型非金属矿山和比工等部门的中碎或细碎作业。该型破碎机结构简单，工作可靠，过粉碎少。2.1 2PGT0604 双辊破碎机的工作原理2.1.1 辊式破碎机的命名图 2.1 符号说明图2PG-0604 含义是：双光棍弹簧调整式破碎机，直径 600mm，长 400mm2.1.2 工作原理2PG-0604 双光辊破碎机是常用的辊式破碎机，其结构如图 2.
12、2。它的破碎机构是一对互相平行水平安装在机架伤的圆柱形辊子。前辊 1 和后辊工作相向旋转物料加入到喂料箱 16 内，落在转辊的上面，物料在辊子表面摩擦力的作用下，被扯进转辊之间，受到辊子的挤压而粉碎。粉碎后的物料被转辊推出，向下卸落。因此，破碎机是连续操作的，且有强制卸料的作用，粉碎粘湿的物料也不致堵塞。辊子安装在焊接的机架 3 上，由安装在轴 11 上的辊芯 4 以及套在辊芯上的辊套 7组成。两者通过锥形环 6，用螺栓 5 拉紧，以使辊套紧套在辊芯上。当辊套的工作表面磨损时，可以拆换。前辊的轴安装在滚柱轴承中，轴承座 18 固定安装在机架上，后辊的轴承 19 则安装在机架的导轨中，可以在导轨
13、上前后移动，后辊的轴承用强力弹簧 4图 2.2（A） 2PG-T0604 双光辊破碎机结构图1-前辊 2-后辊 3-机架 4-辊芯 5-螺栓 6-锥形环 7-辊套 8-轴 9-减速齿轮 10-减速齿轮 11-轴 12-顶杆 13-轴承座 14-弹簧 15-调节螺母 16-箱盖 17-非标准齿轮 18-安全罩19-轴承图 2.2(B) 2PG-T0604 双光辊破碎机结构图压紧在顶座 12 上当转辊之间落入难碎物时，弹簧被压缩，后辊后移一定距离，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 15 调整。在轴承 19 与顶座 12 之间放有可以更换的钢垫片 13，通过更换不问
14、厚度的垫片。即可调节两转辊的间距。前辊通过减速齿轮 9 和 10 传动袖 3 以及带轮 20 用电动机带动，后辊则通过装在辊子轴上的一对齿轮 17 由前辊带动作相向转动。为了使后辊后移时两齿轮仍能啮合，齿轮采用非标准长齿。辊于的工作表面根据使用要求，可以选用光面的（如后辊 2)、槽面的(如前辊 1)或是齿面的。光面辊子主要以挤压方式粉碎物料，它适十破碎中硬或坚硬物料，为了加强对物料的粉碎，两辊子的转速也可以不一致。此时对物料还兼磨剥的作用，宜用于粘土及塑性物料的细碎，产品粒度小且均匀。2.2 双光辊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：破碎辊、调整装置、弹簧保险装置、传动装置和
15、机架等组成。2.2.1 破碎装置在水平轴上平行装置两对相向回转的辊子，它是破碎机的主要工作机构。水平轴上平行的一对辊子中，其中一个辊子的轴承是可动的，另一个辊子是固定的，破碎辊是由轴、轮毂和辊皮构成。辊子轴采用键与锥形表面的轮毂配合在一起，辊皮固定在轮毂上，借助三块锥形弧铁，利用螺栓帽将它们固定在一起的。由于辊皮与矿石直接接触，所以它需要时常更换，而且一般是应用耐磨性好的高锰钢或特殊碳素钢（铬钢、铬锰钢等）制作。2.2.2 调整装置调整装置是用来调整两破碎辊之间的间隙大小（即排料口）的，它是通过增减两个辊子轴承之间的垫片数量，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
16、减两个辊子轴承之间的垫片数量来进行调整。图 2.3 调整装置示意图2.2.3 弹簧保险装置它是辊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辊子之间所产生的作用力，以保持排矿口的间隙，使产品粒度均匀。当破碎机进入非磨碎物体时，弹簧被压缩，迫使可动破碎辊横向移动，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。1、2 - 辊子； 3 物料； 4 固定轴承； 5 可动轴承；6 弹簧； 7 机架图 2.4 弹簧保险装置的工作示意图 在破碎机工作过程中，保险弹簧总处于振动状态，所以弹簧容易产生疲劳破坏，必须经常检查，定期更换。231 6754可动图 2.5 弹簧保险装置结构示意图2.2.4 传动装置 1、2-齿轮 3、4-非标准长齿轮 5、7、8-轴 6、9-破碎辊图 2.6 双光辊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 带动辊子 6 和非标准长齿轮
