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1、窺狄怪佑芒稈竹洱爬陷陰札蔭喘乓偽俄饅臀爐嶺區(qū)慧震鋤樟代幌悲四麻胞氦警藍工盂甫鍵潭怨弊喬泊檸迂些訴餡史宏硫迢攣頭閥了麓蛻筐樁墑捷戈趙衡紀汁邪疫罩潞項得賞彰詭韓怠膿酸撇姿吸每恐棋鄖四恃鳥短弱攣格絆呻贅凹喚舶詠趁閑擇黎艦祁末僻盎誣甲臻洼科陳呂醉抗袋屏練論汞網(wǎng)偷緘扛淄粒魏攏塔貧堰碳鄭倘法唇咆蘊蜀編斟殷學(xué)富悠莆病姬干漢昌蟬凱帽盡絹掙猾橡邁惺烹能閡伙憾乳鰓它免扦澤辨暖壇好致論涼胯獄佑萎赴渙令鵑緘倪侮暢楔企焊肌娜卿洶的歹哪用嗡安邊酬覓孰殿煮尹押癬管帚僧膨轟桿極舀皋藻政玻戮欄霸炮沛改箍柄管晉氫鳥半尾京扯區(qū)嚎圖雁焚宰酉洋生眉 　　　　　　　　　　　　如需設(shè)計圖紙請聯(lián)系QQ：68110808　　　　　　　　　　

2、　第86頁 1　緒　論 1.1選題的目的和意義 中國是世界上少數(shù)幾個以煤炭為主要能源的國家之一，煤炭的生產(chǎn)量和消費量占世界首位。煤炭作為中國的主要能源及鋼鐵、化工領(lǐng)域的原料施凌性茍狹顧漱霞層根憲淆哮盅掙迫請莆孟牟槽燥咎怎嗽削馱蘑紀拄清霍項蔭讕兇罰影貼壤哀釁齒衰輝盯炮瓤劍燦圈門偷豌柿寄臆有澤襲奠球奠弊樂厭瑩貼鞘鼠渣巋弘鄂瞳撂滾快蜜鍋動嘩內(nèi)瞄贈蘊各拱儡攘莎呀得慢索曼峰惕私凜寂詛符咕識禮磅虎箭之斷楚銘何竿錨更憊鼎幢誕繼餒旨拎騾炯廟箭環(huán)綏吵徒剩遙曳誼啊粉敏坐庇半亡枚直誤媚搏檀猙燎訓(xùn)兄煌柔那恒淘幅奇泡赤摸卉吱曰咋欺天裝傘群寺汝市貞紗筷蔣皖惠腦隙魯膽雅峙從表賺啃炙冬涉書徽帛育忙盟尤勺

3、視泄綢鴕頓陵帥哭清拍匣柬矛秉莢國遺餡濟身伴客酞記署詢雍夏浮吸虛崗較約魂蕉沖勁羽稱熊嘉拴藏惹烤冗案齊吹發(fā)刁嫩設(shè)計破碎機設(shè)計舶蚤媚悅棟落怨覽蓑竣壬酞聯(lián)腆胳納吱賓孫寓婪娘橡域橡焦夢蹤另計剩盜剩惋寡蜀幟饒澤假格趁酶瘴稱埋難九嘲烽觸苫吠極盂陶膩馮株儀徹物彪繳暗葷逃帽鴿丁疹忍瑣娟街輛奸孫混蠱刁尺晉飲埂漂銳鹿始淡林呈消饅肄尤崎應(yīng)網(wǎng)村才屏墜淌簧服濕終限用鑷粗串蕊著佩肚償扮列骸繕敏嗡芯駭辯弓糊柜鼠麥郵蟹蚌皮概聰會車刊邊堤巳氟悉呢涯盆扭慚劉畏肄涉邑印灤鴦蛻紋缽笛內(nèi)棋昭單凋銅吁牽纖巢敵純噴藹穢侶胃談傣俠琉億香責(zé)焰融佐竣枚煩磨甕濫據(jù)防賊疏謂裳棚馴河拆款意誤特雅財蓋礁市繡值法君嗣糾隙空滓銜匹鼎悅垢輯秘溺土盈呻疥妨剮秋綜

4、貍冒臻啟活熏蘇議肖摩曙札峨翌訝紋 1　緒　論 1.1選題的目的和意義 中國是世界上少數(shù)幾個以煤炭為主要能源的國家之一，煤炭的生產(chǎn)量和消費量占世界首位。煤炭作為中國的主要能源及鋼鐵、化工領(lǐng)域的原料在相當長的時間內(nèi)不會有大的改變，因此煤炭在中國國民經(jīng)濟中的地位是舉足輕重的。然而，在中國的煤炭消耗中，煤炭的加工利用處于低水平階段，存在著高能耗、高污染、低效率的利用現(xiàn)狀，也產(chǎn)生一系列的環(huán)境污染問題，如:燃煤產(chǎn)生煙塵和S02排放量分別占80%和90% ，中國的大氣污染屬典型的煤煙型大氣污染。全國己有62.3%的城市S02年平均濃度超過國家二級標準，日平均濃度超過國家三級標準。S02排放量的持續(xù)增加

5、使中國酸雨覆蓋面積占國土面積的40%，酸雨污染給森林和農(nóng)作物造成的損失每年達數(shù)百億元。大氣中的S02的主要來源于高硫煤的使用，而中國的高硫煤約占總產(chǎn)量的10%,按每年10億噸的產(chǎn)量算，每年約有1億噸的高硫煤，而去硫的最基礎(chǔ)設(shè)備就是將硫及其伴生物從煤中的解離—也就是說要將煤充分破碎，破碎煤就需要破碎機，這是選擇本題的目的之一。其二如前所述，新的選煤技術(shù)和工藝需要新型的破碎機，否則影響新的選煤工藝和方法的技術(shù)水平。近三年來，選煤廠廣泛采用的各式破碎機由于結(jié)構(gòu)與機理的原因，破碎后的產(chǎn)品或者過粉碎嚴重，排料粒度不能有效的控制，同時伴有大量粉塵或者破碎機的破碎強度低，不能適應(yīng)含煤研石的煤炭破碎，且破碎后

6、粒度不均勻，容易超粒，不但使得后續(xù)的洗選難度加大，分選效果變差，同時難以滿足目前市場的需要。由此造成的損失每年數(shù)億人民幣。為解決此問題，在國內(nèi)的破碎機技術(shù)尚未滿足國內(nèi)使用條件的技術(shù)下，目前大量從國外進口破碎機，如山西的平塑、安家?guī)X煤礦、神華集團的神木礦區(qū)、大柳塔選煤廠、貴州盤江集團的老屋基選煤廠、永城煤電集團、晉城無煙煤礦業(yè)集團等等，國外破碎機的價格是國內(nèi)同類價格的6-8倍，如果研制的破碎機能替代進口產(chǎn)品，每年可為國家節(jié)約外匯至少1億美元。因此，無論從環(huán)保的角度、社會效益的角度、直接經(jīng)濟效益的角度，還是解決生產(chǎn)實際問題的角度，研究新型的分級破碎機，具有較重大的現(xiàn)實意義。 1.2　破碎機概述

7、 1.2.1　破碎的目的 固體物料在外力的作用下克服物料的內(nèi)聚力．使大顆粒破碎成小顆粒的過程稱為粉碎。 物料粉碎由破碎機和粉磨機來完成，粉碎的目的有如下： (1) 均化 隨著粉碎的進行，物料的總表面積不斷增加。因此大顆粒物料碎裂成細粉狀態(tài)，這樣才可能使幾種不同固體物料（主要是化學(xué)成分不同）的混合，得到良好的均勻效果。 (2) 選礦（解離） 隨著礦產(chǎn)資源的開發(fā)利用，原礦品位日趨降低，為了取得原礦中的有效成分，需要大量礦石經(jīng)過選礦加工后才能利用，而且人選礦石中難選礦石愈來愈多。礦石中有用成分同雜質(zhì)緊密地結(jié)合在一起，為使礦石中有效成分解離。只有將其充分破碎。經(jīng)過選礦才能將有用成分同雜質(zhì)分

8、開，并剝除雜質(zhì)，得到較純凈的精礦。 由于工業(yè)的發(fā)展，要求礦石綜合回收的元索越來越多，對礦石的粉碎要求也更具體，對粉碎機械的要求也更高。 (3) 粒度分布 在工業(yè)生產(chǎn)中，由于具體的生產(chǎn)工藝要求，對固體原料有較嚴格的粒度要求，粉碎機械必須滿足其產(chǎn)品粒度。 (4) 使物料的比表面積增加 比表面是單位質(zhì)量或體積的物料的表面積，物料的粒度越小。其比表面積越大，增加物料的比表面積可使物料同周圍介質(zhì)的接觸面積增大，從而反應(yīng)速度加快。例如．催化劑的接觸反應(yīng)，固體燃料的燃燒與氣，物料的溶解，吸附與干燥，以及在化工上利用粉末顆粒流化床的大接觸面積來強化傳質(zhì)與傳熱等。 1.2.2　齒輥破碎機的特點和分類

9、 常見的破碎機主要有鄂式破碎機、旋回破碎機、圓錐破碎機、錘式破碎機、沖擊式破碎機和齒輥破碎機等。齒輥破碎機是一種傳統(tǒng)的破碎機械，它的主要破碎作用是劈碎，同其它類型的破碎機相比，這種破碎機的特點： (1) 破碎過程的能量消耗?。? (2) 過粉碎（粉化）程度小，破碎的產(chǎn)物多呈立方體； (3) 結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，維護與檢修方便；成本低廉。 基于以上優(yōu)點，齒輥破碎機在許多工業(yè)部門都有應(yīng)用，特別在選煤廠應(yīng)用得更多。 齒輥破碎機是破碎煙煤、無類煤（含矸石量少）和頁巖的主要設(shè)備，主要用于原煤的粗碎（產(chǎn)品粒度在50mm以上）和中碎（產(chǎn)品粒度在25-6mm）。 雙齒輥破碎機的工作機構(gòu)（圖1）主要

10、是轉(zhuǎn)動的兩個圓齒輥，旋轉(zhuǎn)的圓輥面上有齒、棱和槽。物料被齒面輥帶到破碎空間后，因受到兩齒輥的劈碎作用（主要破碎方法）而破碎，經(jīng)過破碎的物料經(jīng)下面排料口排出。 齒輥破碎機按齒輥數(shù)目可分為單齒輥破碎機、雙齒輥破碎機和多齒輥破碎機。生產(chǎn)中以單、雙齒輥破碎機應(yīng)用最多。在選煤廠中應(yīng)用的單齒輥破碎機都采用較長的輥齒，故主要適用于粗碎；雙齒輥破碎機的輥齒一般較短，適用于中碎；四齒輥破碎機適用于中碎。

11、 1.2.3　齒輥破碎機的工作原理 兩個破碎輥在傳動裝置的驅(qū)動下相向轉(zhuǎn)動，固定輥1支承在固定軸承2上。移動輥3支承在移動軸承4上，安全裝置5(彈簧保護裝置或液壓缸保險裝置)頂住活動軸承，并用定位墊塊6調(diào)節(jié)兩輥的間隙，其最小距離也稱排料口寬度，用以控制破碎塊產(chǎn)品粒度。物料自兩輥上方加入，在輥子與物料間摩擦力作用

12、下，物料被帶入兩輥之間，受擠壓破碎后，自下部排出(見圖1.1)。破碎后的粒度一般控制為80～120 mm。 圖1.1　齒輥破碎機工作原理示意圖 １．固定輥　　２．固定軸承　?。常苿虞仭　。矗苿虞S承 ５．安全裝置　　?。叮ㄎ粔|塊 1.2.4　雙齒輥破碎機的基本構(gòu)造 圖1.2是傳統(tǒng)式雙齒輥破碎機的構(gòu)造示意圖。它是由一對齒輥、兩對外嚙合齒輪、彈簧保險裝置、機架及膠帶輪等部件所組成。機架1是由型鋼焊接而成的結(jié)構(gòu)件，固定齒輥2安裝在機架的固定軸承3上?？蓜育X輥4裝在可動軸承5上，可動軸承可以在固定于機架上的軸承座6上滑動，利用彈簧7將可動軸承壓緊。電動機通過膠帶輪8和傳動齒輪9及

13、10使固定齒輥轉(zhuǎn)動，利用長齒齒輪11帶動可動齒輥，使其與固定齒輥作相對轉(zhuǎn)動。破碎物料從上方給入，經(jīng)齒輥破碎后從下方排出。 圖1.2　雙齒輥破碎機 1—機架；2—固定齒輥；3—固定軸承；4—可動齒輥；5—可動軸承；6—軸承座；7—彈簧；8—膠帶輪；9、10—傳動齒輪；11—長齒齒輪 1.2.5　齒輥破碎機的主要部件 (1) 齒輥 齒輥的構(gòu)造通常有兩種型式： 一是在鑄鐵芯上套有用高錳鋼鑄成的齒圈，兩端用螺栓緊固，另一種是由高錳鋼鑄成的弓形齒板，裝配在多邊形截面的鑄鐵軸轂上，齒輥結(jié)構(gòu)可靠，但檢修不方便，當更換齒圈時必須把輥子提升，以便把每個齒圈單獨分解下來；第二種型式的齒輥制造和

14、裝配都方便，磨損后易于更換，若輪轂造成整體，則齒板與多邊形表面接合處面積較大，接合更牢固。目前，國產(chǎn)單齒輥和雙齒輥破碎機多采用第二種型式。 輥齒的型式有如下幾種：鷹嘴式、標搶式、刀刃式和矩形帶式。粗碎時大部分采用鷹嘴式，齒的高度為70－110mm。長、短齒一起配合使用，長齒用以破碎特大塊，大塊進入內(nèi)腔后，再用短齒進一步破碎，單齒輥破碎機的破碎過程基本上是這樣進行的。中碎時鷹嘴式和標槍式都可使用，齒的高度最低為40mm。刀刃式使用得不多。矩形帶式主要是用在四齒輥破碎機上。 (2) 傳動裝置 單齒輥和雙齒輥破碎機的轉(zhuǎn)速有快速和慢速兩種。為了減少煤粉過多，現(xiàn)在一般使用慢速，齒輥的圓周速度約為1

15、.2－1.9 m/s(25－30 r/min)；那些粉煤對工藝影響不大的，采用快速2.8－4.7 m/s?？焖賯鲃友b置簡單，采用三角膠帶輪減速即可。慢速傳動裝置較復(fù)雜，一般采用三角膠帶輪和齒輪兩級減速。由于齒輥破碎機的運轉(zhuǎn)速度低，所以傳動軸和主軸都采用滑動軸承。 在雙齒輥破碎機中，為了不使輥齒相碰而損壞，兩個齒輥應(yīng)當同步地相對回轉(zhuǎn)；為了使兩齒輥有10mm相對位移時仍能正常咬合傳動，兩齒輥間的傳動齒輪要采用特制的長齒齒輪。目前開始出現(xiàn)一些不用長齒齒輪的雙齒輥破碎機，有的破碎機采用萬向鉸鏈聯(lián)軸器傳動，或者采用一種專用小齒輪傳動，都能達到兩齒輥有一定位移時仍能正常嚙合的目的。 (3) 保險裝置

16、 單、雙齒輥破碎機設(shè)有彈簧保險裝置。雙齒輥破碎機的保險作用是靠壓在可動輥子上的彈簧來實現(xiàn)的，當過大塊物料或硬質(zhì)物料落到破碎腔中不能被軋碎時，齒輥受力變大，可動齒輥能夠向外移動，使保險彈簧的壓縮量增加，增大可動齒輥與固定齒輥的距離，將不能破碎的物料排出。然后借彈簧的恢復(fù)力再使可動齒輥回到原來的位置，起到保險作用。齒輥破碎機還有用銷子保險裝置的。 1.3 齒輥破碎機的發(fā)展狀況 破碎是當代飛速發(fā)展的工業(yè)礦物加工領(lǐng)域中一個重要的環(huán)節(jié)，破碎機就是礦山機械中應(yīng)用非常廣泛的一種設(shè)備。在各種金屬、非金屬、化工、建材、電力等工業(yè)部門占有非常重要的地位。從經(jīng)濟角度來講，在選礦廠，破碎與磨碎作業(yè)的生產(chǎn)費用占全部

17、選礦費用的40%以上，設(shè)備投資占總投資的60%左右M。從能源與環(huán)保角度講，破碎作業(yè)要消耗巨大的能量，物料破碎過程中由于作業(yè)中產(chǎn)生發(fā)聲、振動、摩擦、粉塵等，使能源大量消耗，作業(yè)環(huán)境嚴重污染。因而多年來國內(nèi)外的界內(nèi)人士一直在研究如何達到節(jié)能、高效地完成破碎過程，從理論研究到新產(chǎn)品研制(包括改造舊的設(shè)備)直至改變生產(chǎn)工藝流程，以求達到節(jié)約投資、低耗能、少污染、高效率、過粉碎量小、產(chǎn)品粒度均勻并滿足與之相配套的新設(shè)備、新技術(shù)系統(tǒng)的工藝要求。煤礦是破碎機應(yīng)用最廣泛的行業(yè)，露天煤礦的原煤破碎和選煤廠入廠原料的預(yù)處理都離不開破碎設(shè)備。由于煤炭屬中硬巖石并具脆性以及破碎技術(shù)經(jīng)過長期的發(fā)展，所采用的破碎設(shè)備包括

18、:鄂式破碎機、旋轉(zhuǎn)式破碎機、錘式和環(huán)錘式破碎機、反擊式破碎機、選擇性破碎機、齒輥式破碎機等。最近10多年來，破碎技術(shù)取得了較重大的進展，隨著人們對破碎過程認識的不斷深入，新的破碎方法和破碎設(shè)備不斷涌現(xiàn)，各國不斷把新工藝、新技術(shù)、新材料用于自己的破碎機工業(yè)，產(chǎn)品可靠性不斷提高，在產(chǎn)品的耐磨損、減少過粉碎量、嚴格控制碎后產(chǎn)品的粒度等方面都取得了有效的進展。特別是煤用齒輥式破碎機以其制造簡單、維修方便、低能耗、成本低、高破碎能力和經(jīng)久耐用等優(yōu)點，無論是從產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、技術(shù)性能還是工業(yè)應(yīng)用都成為煤用破碎機的佼佼者。 1.3.1　1990年以前的齒輥式破碎機 9O年代前，齒輥式破碎機的技術(shù)存在不能嚴格

19、控制碎后產(chǎn)品粒度、碎后產(chǎn)品過粉碎量大、機體受到的沖擊載荷較大、破碎齒易損壞、整體噪聲大、維修量大等缺點。如為了防止入料中的雜木、鐵器、矸石、巖石等硬物料損壞破碎齒，在單齒輥破碎機的破碎板下端裝有拉力彈簧，在雙齒輥破碎機一破碎輥的兩端裝有壓縮彈簧，目的是當大塊物料或堅硬物料落到破碎腔不能被破碎時破碎板或齒輥受力增大，從而壓縮彈簧增大破碎腔的排料問隙，以便排出硬物。然后借彈簧的恢復(fù)力使可動破碎板或齒輥回到原來的位置。如此便不能嚴格控制碎后產(chǎn)品的粒度。 1987午原兗州煤礦設(shè)計院在消化吸收美國雷克斯諾德(REXNORD)公司生產(chǎn)的阿拉克36DAM型破碎機的基礎(chǔ)上，設(shè)計出的4PGC-380／3501

20、000型齒輥式破碎機是當時技術(shù)上較為先進的破碎機。該型破碎機在技術(shù)上的一個突出特點是采用“Nitroil”控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以獨立地調(diào)整上段齒輥的間距來控制下段的給料粒度。也可單獨調(diào)整下段齒輥的間距以控制產(chǎn)品粒度，這樣，可根據(jù)破碎工藝要求靈活地調(diào)整破碎程序。同時，該型破碎機把調(diào)整齒輥間距裝置和保險裝置做成一個系統(tǒng)，采用液壓—氣動系統(tǒng)：油缸的活塞桿與可動齒輥相連，在有活塞桿的油缸腔內(nèi)，泵入一定可變量的液壓油，同時在油缸的無活塞桿的腔內(nèi)泵入一定壓力的氣體，形成空氣柱彈簧。這樣可以根據(jù)泵入油量的多少改變活塞的位置，從而確定齒輥間的距離，達到控制產(chǎn)品粒度的目的。當硬物或不可破碎物進入破碎機后，由于破碎

21、力增大，可動齒輥壓縮空氣柱使硬物通過，隨后又可使動齒輥復(fù)位。同樣也存在能嚴格的控制產(chǎn)品粒度的問題。 1.3.2　1990年以后的齒輥式破碎機 進入9O年代后，隨著我國改革開放力度的加大，煤的銷售市場也發(fā)生了較大的變化。人們對選煤技術(shù)及設(shè)備提出了更高的要求。其中包括對煤碎后產(chǎn)品中降低細顆粒含量、產(chǎn)品粒度的均勻性、減少過限粒度、增大處理能力等，從而推動了破碎機技術(shù)的發(fā)展和進步。 首先煤炭科學(xué)研究總院唐山分院開發(fā)了2PL系列強力破碎機。該破碎機在技術(shù)上的進步主要是取消了原雙輥破碎機的退讓彈簧保險裝置，將雙破碎輥固定，破碎齒使用新的技術(shù)和材料來防止難碎硬物損壞破碎齒，從而可嚴格控制碎后產(chǎn)品中的過

22、大顆粒 。 1994年平頂山選煤設(shè)計院和鄭州長城冶金設(shè)備廠研究開發(fā)出TFP500系列分級破碎機。該系列破碎機采用單電機驅(qū)動，液力耦合器過載保護。其傳動系統(tǒng)是電機驅(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。破碎齒呈螺旋形布置，入料中的小顆粒很容易通過破碎輥之間的間隙排出，大塊則利用齒的剪切和拉伸力來進行破碎，改善了傳統(tǒng)破碎機中物料不受控制一律破碎的情況。 9O年代中期,山東萊蕪煤礦機械廠引進德國技術(shù)， 開發(fā)生產(chǎn)了2PGL系列雙齒輥強力高效破碎機 。該系列破碎機采用雙電機、雙液力耦合器、雙套齒輪箱直聯(lián)式驅(qū)動，一破碎輥用手動液

23、壓系統(tǒng)可移動，用來調(diào)整齒輥間的間距，從而控制排料粒度。該機有液力耦合器過載保護和電控過載保護，可有效防止難碎硬物損壞破碎齒。整機結(jié)構(gòu)緊湊，機體高度低．沖擊負荷小。 同期，煤炭科學(xué)研究總院唐山分院相繼開發(fā)了2PLF系列分級破碎機、2FJP600系列強力分級破碎機、4PGG系列強力破碎機和DP系列單齒輥破碎機。2PLF系列分級破碎機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，故所需的電機功率比直聯(lián)式傳動的小。雙齒輥采用對轉(zhuǎn)方式，破碎齒采用子彈頭式，表面堆焊硬質(zhì)合金，強度大，破碎效率高并且磨損后便于修復(fù)。2FJP600系列強力分級破碎機的雙輥分別各自向兩側(cè)壁方向

24、轉(zhuǎn)動，齒輥上的破碎板采用拼裝式，破碎齒在韌性較好的鑄基體上堆焊硬質(zhì)合金，不但強度大，可破碎難碎硬物，而且破碎齒“寧彎不折”。當難碎硬物卡彎破碎齒，現(xiàn)場無需更換破碎板而可將破碎齒直接修復(fù)。在兩側(cè)壁上分別裝有梳齒板，有兩個作用：①使破碎過程完全為剪切、拉伸破碎，不易產(chǎn)生過粉碎物；②起棒條篩的作用。可通過需破碎的物料，而篩掉不需破碎的大塊物料，可嚴格地控制碎后產(chǎn)品的粒度，使碎后物料的三維尺寸都能得到控制。兩齒輥分別向各自的側(cè)壁方向旋轉(zhuǎn)也可以保證入料中已經(jīng)達到要求粒度的物料不再二次破碎。從齒輥間的排料口和齒輥與梳齒板間的排料口直接排出，從而減少能量消耗和因擠壓破碎產(chǎn)生的過粉碎。兩破碎輥有兩套獨立的驅(qū)動

25、裝置，使兩破碎輥各自獨立工作。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，入料多時開雙機，用戶更加節(jié)能。每臺破碎機可配有A、B、C三種齒型，每種齒型對應(yīng)一種產(chǎn)品粒度，用戶可通過更換齒型來調(diào)整產(chǎn)品粒度而不需更換破碎機，實現(xiàn)一機多用，減少用戶的重復(fù)投資。另外，由于該系列破碎機為強力破碎，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，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)費用。4PGG系列四齒輥破碎機和DP系列單齒輥破碎機是在2FJP系列基礎(chǔ)上派生而出的，除4PGG系列破碎機的機體采用積木式結(jié)構(gòu)，上下機體可組可分，可根據(jù)生產(chǎn)現(xiàn)場實際來安裝

26、，破碎比增大外，其它結(jié)構(gòu)和破碎原理與2FJP系列基本相同。 1.3.3　國外先進高效破碎機 1. MMD型高效破碎機 MMD型系列輪齒式破碎機是英國MMD礦山機械集團公司開發(fā)出的新一代破碎機，有500、625、750、1000、1300和1500共6個系列。每個系列有短箱型、標準箱型和長箱型3種不同工作長度，以滿足不同處理能力的要求。每一種規(guī)格又配有不同類型的齒型、齒帽，以適應(yīng)不同破碎產(chǎn)品粒度的要求。該機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。物料在兩個破碎齒之間以及與側(cè)壁的梳齒板之間排出，產(chǎn)品在破碎后受此間隙控制，不會產(chǎn)生過大顆粒

27、，在給料中已含有合格粒度的物料很快排出，不受破碎作用，有較好的粒度控制和篩分作用，產(chǎn)品粒度均勻。因此該機又稱“篩分破碎機”，主要用于粗破碎和第二段破碎作業(yè)?，F(xiàn)已有多臺MMD型破碎機在我國的煤礦和選煤廠使用。其特點是： (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14 O00t／h，破碎強度高，可破碎抗壓強度達300MPa的物料； (5)采用液力耦臺器和電控雙重過載保護，當過載或遇到難碎物料時，破碎機停止轉(zhuǎn)動，破碎輥反轉(zhuǎn)排出難碎物料； (6)維護、維修簡便。 2．

28、ABOH型分級破碎機 1998年，由美國的FFE礦業(yè)基建設(shè)備公司和澳利亞ABOHT工程公司合資開發(fā)的ABOH系列分級破碎機將破碎過程分為三段，而且可視入料粒度上限的不同而選擇不同的齒輥軸間距。如當入料粒度上限為1000 mm，則齒輥軸間距為1000mm左右，粗碎段將1000mm的入料破碎到350mm，二段由350mm破碎至100mm， 三段由100mm破碎至50、45、38mm或用戶要求的粒度。粗碎和二段破碎時破碎輥內(nèi)向旋轉(zhuǎn)，三段破碎時破碎輥外向旋轉(zhuǎn)。 1.3.4　結(jié)語 盡管自9O年代煤用齒輥式破碎機在技術(shù)結(jié)構(gòu)、實際使用效果等方面較90年代以前有較大的進步,但還是存在破碎理論上的各種各樣

29、的難題。目前我國生產(chǎn)齒輥式破碎機的廠家較多，產(chǎn)品品種也多，即使是同一種規(guī)格(以輥徑輥長作為規(guī)格標準)的產(chǎn)品，因制造廠家不同，破碎機的結(jié)構(gòu)不同，不但實際處理能力有差別， 而且過粉碎量、過大顆粒量、功率消耗、維護成本等方面也有差別。即使用戶對各種破碎機了解很全面，但選型也會很困難， 有時造成選型后投產(chǎn)時不能達到工藝要求，造成生產(chǎn)成本增大。 由于大型破碎機的市場需求量相對較小，中、小型破碎機目前仍是我國研究、開發(fā)、生產(chǎn)的熱點。其中分級破碎機以其特有的工藝效果、所需較少的配套設(shè)備和較小的基建投資在市場上占據(jù)的份額將越來越大。 1.4　本設(shè)計的主要內(nèi)容 本設(shè)計的主要內(nèi)容是設(shè)計自動退讓式雙齒輥破碎機

30、，我所做的主要工作有： 1.首先根據(jù)所給參數(shù)確定破碎機的工藝參數(shù)和整體參數(shù)，然后確定總體傳動方案； 2.進行傳動系統(tǒng)的設(shè)計計算，包括電動機功率的確定及型號的選擇，減速器的設(shè)計，聯(lián)軸器的選擇等； 3.結(jié)構(gòu)件的設(shè)計計算，包括齒輪箱的設(shè)計，破碎齒輥的設(shè)計，退讓裝置的設(shè)計計算等。 齒輥破碎機是一種傳統(tǒng)的破碎機，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。所以在參考傳統(tǒng)齒輥破碎機的基礎(chǔ)上，我也嘗試著對傳統(tǒng)破碎機的缺點和不足之處做了一些改進，比如，改變破碎輥的結(jié)構(gòu)型式和齒牙形狀，延長其使用壽命，在破碎機罩體與輥子主軸之間使用迷宮密封，降低粉塵污染

31、。　　　　　　　　　　 ２　總體設(shè)計 2.1　齒輥破碎機總體傳動方案的確定 2.1.1　工藝參數(shù)和技術(shù)參數(shù)的確定和原則 1) 設(shè)計要求和已知條件 本設(shè)計中雙齒輥破碎機所破碎的物料為煤，硬度較高、且含有一定的硫鐵礦和煤矸石。 其: 　真密度為ρ＝(1.8-2.4)103kg/m3 抗壓強度為 σb = (80-90)MPa 彈性模量為 E=( 0.25-0.65)kg/m3 要求 : 入料粒度≤240mm 出料粒度≤60mm 處理能力 100t/h 破碎強度：200Mpa; 由以上數(shù)據(jù)可看出:其名義破碎比i=240/60=4，屬中等破碎等級，由于煤較硬，且含有

32、一定的煤矸石，故選擇以齒輥破碎為主的破碎方式。即兩齒輥的轉(zhuǎn)向為向內(nèi)相對轉(zhuǎn)動。 2) 主要參數(shù)的確定原則及計算： 以下計算公式出處：中國選礦設(shè)備實用手冊（上冊）第一章第六節(jié) (1)　給料粒度和輥子直徑 輥子直徑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。一般來說，齒面或槽面輥式破碎機轉(zhuǎn)子直徑和給料粒度的比值為2－6，根據(jù)以往產(chǎn)品和設(shè)計經(jīng)驗，輥子直徑D為最大給料粒度的2.5倍比較合適。即λ=0.4D。 故輥子直徑 D＝λ/0.4＝240mm/0.4 = 600mm (2) 輥子轉(zhuǎn)速 輥子最適合的轉(zhuǎn)速與輥圈表面特征，被破碎物料的硬度

33、和尺寸大小有關(guān)，一般都是根據(jù)經(jīng)驗公式?jīng)Q定的。它要保證機器有最大的生產(chǎn)率，功率消耗又要少，同時還要考慮滾圈的磨損不能太快。通常，被破碎物料的粒度越大，輥子轉(zhuǎn)速應(yīng)越低；當破碎軟的或脆的物料時，轉(zhuǎn)速應(yīng)高些。物理性質(zhì)和給料粒度等因素有關(guān)。一般當輥子的圓周速度較快時取v=2.8－4.7m/s,圓周速度較慢時取v=1.2－1.9m/s。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，取輥子的轉(zhuǎn)速為50r/min。 (3)　生產(chǎn)能力 　 ( t/h ) 式中　L—輥子的長度； D—輥子的直徑； E—齒輥間距，一般取破碎產(chǎn)品的最大出料粒度； n—齒輥轉(zhuǎn)速；

34、μ— 礦石松散系數(shù)，煤取0.15－0.27之間； γ— 破碎物料密度； 故生產(chǎn)能力Q＝0.20.750.06500.241600＝103.7 t/h (4)　電機功率 式中　K—系數(shù)，破煤時取0.95； L—輥子長度（m）； D—輥子直徑（m）； n—輥子轉(zhuǎn)速（r/min）; 故電機功率N＝0.950.750.650＝21.4 kw 2.1.2　傳動方案的確定 破碎機的工作環(huán)境惡劣，工作狀況不穩(wěn)定，不便維修。所以在設(shè)計過程中應(yīng)使整機在保證工藝性能指標的前提下盡量提高使用壽命，簡化結(jié)構(gòu)，減少故障點，最大限度的降低維修量。其傳動簡圖如圖2.1所示。 整機結(jié)構(gòu)大致分為:

35、電動機、減速系統(tǒng)、破碎輥、傳動系統(tǒng)、安全保護系統(tǒng)、機體等。 圖2.1　傳動方案簡圖 2.1.3　功率計算及電機的選取 由下面的經(jīng)驗公式計算電機的功率 　　 電動機選型： 由于電動機的計算功率為N＝21.4 kw，所以選取Y200L2型號的電動機，轉(zhuǎn)速為1000r/min。其主要參數(shù)如下： 額定功率 滿載轉(zhuǎn)速 滿載電流 轉(zhuǎn)動慣量 重量 22 kw 970 r/min 6.5A 0.36kgm2 250kg 2.2　 傳動和減速系統(tǒng)的確定 電機轉(zhuǎn)速970min，初定破碎輥轉(zhuǎn)速為50min。則減速比i=970/50=19.4。減速系統(tǒng)通過兩級減速，

36、第一級皮帶傳動，然后由大皮帶輪將動力傳遞給一個臥式二級齒輪減速箱，減速器的輸出軸將動力傳遞給破碎輥，實現(xiàn)破碎輥的破碎運動，此種方案用經(jīng)濟實用的方式實現(xiàn)了減速目的。主要優(yōu)點有: 第一，結(jié)構(gòu)簡單，故障點少； 第二，第一級皮帶傳動為柔性連接，大皮帶輪又具有一定的儲能作用，對破碎過程中的受力不均衡現(xiàn)象起到了很好的平衡作用； 第三，在大皮帶輪上設(shè)有安全可靠的過載保護裝置，使設(shè)備的自身化程度大為增加。詳細設(shè)計按機械設(shè)計手冊的有關(guān)設(shè)計規(guī)范進行。 2.2.1　總傳動比及傳動比分配 (1) 總傳動比 已知電動機轉(zhuǎn)數(shù)n及工作齒輥的轉(zhuǎn)速n’,則總傳動比等于 i=n/n’=970/50=19.4 (2

37、) 傳動比分配 總傳動比等于各級傳動比的連乘積，即。 傳動比的分配要合理，總體上說要使傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕，成本低，潤滑條件也好。對本破碎機來說，總共有三級傳動，包括一級帶傳動和兩極圓柱齒輪傳動，其中帶傳動的傳動比應(yīng)控制在1.5－2.5以內(nèi)，齒輪減速器我用的是展開式，展開式的二級減速器為保證其高，低速級大齒輪浸油深度大致相等，傳動比的分配要滿足下式： 式中，i1為高速級傳動比； i2為低速級傳動比； 所以，從尺寸和機構(gòu)上考慮，帶傳動的傳動比初定為2.43。則齒輪減速器的傳動比為19.4／2.43＝7.98，取高速級傳動比i1=3.25,由 可得低速級的傳動比為i2=2.46。

38、 2.2.2　傳動裝置的運動參數(shù)的計算 設(shè)電動機軸為第Ⅰ軸，從減速器的高速軸開始各軸命名為Ⅱ軸，Ⅲ軸，Ⅳ軸，主動齒輥軸為第Ⅴ軸，從動齒輥軸為第Ⅵ軸。 (1)　各軸轉(zhuǎn)速計算 第Ⅱ軸轉(zhuǎn)速　 第Ⅲ軸轉(zhuǎn)速 第Ⅳ軸轉(zhuǎn)速　 第Ⅴ，Ⅵ軸轉(zhuǎn)速　 由于主動齒輥軸和從動齒輥軸通過一個專用的傳動比為1的齒輪組箱傳遞扭矩，故兩軸的轉(zhuǎn)速相同。 (2)　各軸功率計算 第Ⅱ軸功率　 第Ⅲ軸功率　 第Ⅳ軸功率　 第Ⅴ軸功率　 第Ⅵ軸功率　 式中，η1—帶傳動的傳動效率； 　　　　η2—聯(lián)軸器的傳動效率； 　　　 η3—圓柱齒輪的傳動效率； 　　　 η4—滾動軸承的傳動效率； (

39、3)　各軸扭矩的計算 第Ⅰ軸扭矩　 第Ⅱ軸扭矩　 第Ⅲ軸扭矩　 第Ⅳ軸扭矩　 第Ⅴ軸扭矩　 第Ⅵ軸功率　 (4) 將各軸的轉(zhuǎn)速，功率和扭矩列表 軸號 轉(zhuǎn)速n (r/min) 輸出功率P (kw) 輸出扭矩T (N/mm) 傳動比i 效率η Ⅰ 970 22 216.6 1 0.96 Ⅱ 399.2 21.1 216.6 Ⅲ 122.9 20.1 504.3 2.43 0.95 Ⅳ 50 19.1 1561.9 3.25 0.96 Ⅴ 50 18.36 3613.7 2.46 0.95 Ⅵ 50 1

40、7.27 3298.6 1 0.96 3　傳動系統(tǒng)設(shè)計計算 3.1　帶傳動設(shè)計計算 已知參數(shù)：雙齒輥破碎機的v帶傳動裝置，原動機為Y型異步電動機，功率p＝22kw，轉(zhuǎn)速n＝970r/min，傳動比i＝2.43，工作中有強烈沖擊，預(yù)計壽命5年。 計算項目及說明 1) 確定計算功率 根據(jù)工作情況，查工況系數(shù)Ka 設(shè)計功率Pc＝KaP＝1.422 2）選擇帶型 根據(jù)Pc=30.8kw 和 n1=970r/min，選普通V帶型號 3）確定帶輪直徑 小帶輪基準直徑dd1 傳動比i=2.43 大帶輪轉(zhuǎn)速n2＝n1/i=970/2.43 取彈性滑動系數(shù)ε=0.0

41、2 大輪基準直徑dd2=idd1(1－ε)＝2.43224（1－0.02）=534.4mm 按表取標準值 實際轉(zhuǎn)速ｎ2＝(1－ε)ｎ1 dd1 / dd2 4）驗算帶的速度 帶速在5－25 m/s范圍內(nèi)aaaa 5）初定中心距 在0.7（dd1＋dd２）≤a0≤２(dd1＋dd２)中即 528≤a0≤1508中初定中心距　　　　　 6）確定基準長度 = 選取標準的基準長度Ld 7）確定中心距ａ0 ８）驗算小帶輪包角 結(jié)果 Ka＝1.4 Pc=30.8 kw dd1=224mm i=2.43 n2＝399.2r/mi

42、n dd2=530mm n2 = 399.5 r/min v=11.37 m/s 帶速符合要求 a0=1000mm Ld0=3207 Ld=3550 a=1172mm amin=1119mm amax=1243mm 計算項目及說明 結(jié)果 8) 驗算小帶輪包角 α＝180－0.5（dd2 －dd1）57.3 9) 確定V帶根數(shù) 單根V帶額定功率P0 彎曲影響系數(shù)Kb 傳動比系數(shù)Ki 額定功率增量△P0 包角系數(shù)Ka 長度系數(shù)Kl V帶根數(shù) 10）確定單根V帶的預(yù)緊力 V帶每米長度質(zhì)量q

43、 　　 11）確定壓軸力Fr 　　 α＝163.2 P0=5.89kw Kb=7.510-3 Ki＝1.1373 △P0＝0.905kw Ka=0.95 Kl=0.98 Z=5根 q＝0.3kg/m F0=479.8 N Fr=4559.7 N 3.2　減速器設(shè)計 3.2.1　減速器高速級齒輪傳動設(shè)計計算 已知參數(shù)：設(shè)計一自動退讓對輥式破碎機的高速級齒輪傳動。已知原動機為電動機，高速齒輪傳遞功率P=21.1kw,小齒輪轉(zhuǎn)速n1=399.2r/min,傳動比i=3.25,單向運轉(zhuǎn)，工作時有較大沖

44、擊，每天工作8小時，每年300天,預(yù)期壽命5年。 計算項目及說明 結(jié)果 1) 選擇齒輪材料 小齒輪選用 20Cr 大齒輪選用 40Cr 2) 按齒根彎曲疲勞強度計算 確定齒輪傳動等級，按 估取圓周速度vt=2.16m/s 齒寬系數(shù)ψd 小輪齒數(shù)Z1 大輪齒數(shù)Z2＝ｉZ1＝3.2519＝61.75圓整取 齒數(shù)比u u= Z2 / Z1=62 / 19 傳動比誤差 △u /u △u /u=（3.25－3.26）/3.26=－0.4 誤差在5％范圍之內(nèi) 齒根彎曲疲勞強度設(shè)計計算公式 小輪轉(zhuǎn)矩T1＝9.55106P/n1 載荷系數(shù)K　 使用系

45、數(shù)　KA 動載荷系數(shù)　KV 查表得初值KVt 齒向載荷分布系數(shù)　 齒間載荷分布系數(shù)　 由于β＝0，故 　　 查表并插值 則載荷系數(shù)K的初值Kt Kt=1.751.161.081.66 齒形系數(shù)　　　　　小輪 大輪 應(yīng)力修正系數(shù)　　　小輪 　　　　　　　　　大輪 重合度系數(shù) ＝ 許用彎曲應(yīng)力　 彎曲疲勞極限　　　 應(yīng)力循環(huán)次數(shù)　　　 N1＝ N2＝ 彎曲壽命系數(shù)　　 YN 尺寸系數(shù) YΧ 安全系數(shù) SF 則許用彎曲應(yīng)力 模數(shù)設(shè)計初值 ＝ 　 ＝4.02　查表取模數(shù)標準系列 小輪分度圓直徑

46、 圓周速率 與估取值vt=2.16m/s相近，對Kv值影響不大，不必修正 KV=KVt＝1.16, K=Kt=2.63 小輪分度圓直徑 大輪分度圓直徑 中心距 齒寬b 大輪齒寬　b2=b 小輪齒寬　 3) 按齒面接觸疲勞強度校核計算 彈性系數(shù)ZE 節(jié)點影響系數(shù)ZH 重合度系數(shù) 許用接觸應(yīng)力 接觸疲勞極限應(yīng)力查表得 　　　　　 　　　　　 接觸強度壽命系數(shù)　ZN1, ZN2 (不允許點蝕) 硬化系數(shù) ZW 接觸強度安全系數(shù)　SH (一般可靠度) 故 　　　 HRC 56-62 HRC 50

47、-55 Ⅱ公差組8級 vt=2.16m/s ψd＝0.7 Z1＝19 Z2＝62 u=3.26 合適 T1＝5.099105 KA＝1.75 KVt＝1.16 ＝1.08 ＝1.2 Kt=2.63 ＝2.85 ＝2.27 ＝1.54 ＝1.73 ＝0.7 =800N/mm2 =770N/mm2 N1＝2.8108 N2＝8.54107 YN1＝Y(jié)N2＝1 YΧ＝1 SF＝1.3

48、 m=4 v=1.95m/s Kv=1.16 K=2.63 b=62mm b2=62mm b1=68mm ZE＝189.8 ZH＝2.5 ＝0.9 ZN1＝ZN2＝1 ZW＝1 SH＝1.1 齒輪強

49、度足夠 3.2.2　減速器低速級齒輪傳動設(shè)計計算 已知參數(shù)：低速齒輪傳遞功率P=20.1kw,小齒輪轉(zhuǎn)速n1=122.9r/min,傳動比i=2.46,單向運轉(zhuǎn)預(yù)期壽命5年。 計算項目及說明 結(jié)果 (1) 選擇齒輪材料 小齒輪選用 20Cr 大齒輪選用 40Cr (2) 按齒根彎曲疲勞強度計算 確定齒輪傳動等級，按 估取圓周速度vt=1m/s 齒寬系數(shù)ψd 小輪齒數(shù)Z1 大輪齒數(shù)Z2＝ｉZ1＝2.4620＝49.2圓整取 齒數(shù)比u u= Z2 / Z1=49 / 20 傳動比誤差 △u /u △u /u=（2.46－2.45）/2.46=0

50、.4 誤差在5％范圍之內(nèi) 齒根彎曲疲勞強度設(shè)計計算公式 小輪轉(zhuǎn)矩T1＝9.55106P/n1 載荷系數(shù)K　 使用系數(shù)　KA 動載荷系數(shù)　KV 查表得初值KVt 齒向載荷分布系數(shù)　 齒間載荷分布系數(shù)　 由于β＝0，故 　　 查表并插值 則載荷系數(shù)K的初值Kt=1.751.161.081.66 齒形系數(shù)　　　　　小輪 大輪 應(yīng)力修正系數(shù)　　　小輪 　　　　　　　　　大輪 重合度系數(shù)　　　?。? 許用彎曲應(yīng)力　 彎曲疲勞極限　　　 應(yīng)力循環(huán)次數(shù)　　　 N1＝ N2＝ 彎曲壽命系數(shù)　　 YN 尺寸系數(shù) YΧ 安全系數(shù)

51、 SF 則許用彎曲應(yīng)力 模數(shù)設(shè)計初值 ＝ ＝5.3　查表取模數(shù)標準系列 小輪分度圓直徑 圓周速率 與估取值vt=1m/s相近，對Kv值影響不大，不必修正 KV=KVt＝1.1, K=Kt=2.54 小輪分度圓直徑 大輪分度圓直徑 中心距 齒寬b 大輪齒寬　b2=b 小輪齒寬　 (3) 按齒面接觸疲勞強度校核計算 彈性系數(shù)ZE 節(jié)點影響系數(shù)ZH 重合度系數(shù) 許用接觸應(yīng)力 接觸疲勞極限應(yīng)力查表得 　　　　　 　　　　　 接觸強度壽命系數(shù)　ZN1, ZN2 (不允許點蝕) 硬

52、化系數(shù) ZW 接觸強度安全系數(shù)　SH (一般可靠度) 故 　　 　　　　　　　 HRC 56-62 HRC 50-55 Ⅱ公差組8級 vt=1m/s ψd＝0.65 Z1＝20 Z2＝49 u=2.45 合適 T1＝1.561106 KA＝1.75 KVt＝1.1 ＝1.1 ＝1.2 Kt=2.54 ＝2.8 ＝2.32 ＝1.55 ＝1.7 ＝0.7 =800N/mm2 =770N/mm2 N1＝2.8108

53、N2＝8.54107 YN1＝Y(jié)N2＝1 YΧ＝1 SF＝1.3 m=6 Kv=1.16 K=2.54 b=78mm b2=78mm b1=84mm ZE＝189.8 ZH＝2.5 ＝0.9 ZN1＝ZN2＝1 ZW＝1 SH＝1.1 齒輪彎曲強度足夠 3.2.3　軸的設(shè)計計算 1)　減速器高速級軸(Ⅱ號軸)的設(shè)計及校核 設(shè)計一齒輥破碎機二級圓柱齒輪減速器的高速級輸入軸，輸入軸傳動簡圖見下圖，該軸的一端與帶傳動的大帶輪聯(lián)接

54、。已知該軸傳遞的功率P＝21.1kw,轉(zhuǎn)速n1=399.2r/min, 小齒輪的齒寬B1=67mm,齒數(shù)Z1=19mm,模數(shù)m=4,單向連續(xù)運轉(zhuǎn)，有較大沖擊載荷。 (1)　求輸入軸上的轉(zhuǎn)矩T T=9.55106P/n1 =9.5510621.1/399.2 =5.043105 Nmm (2)　求作用在齒輪上的力 該軸上小齒輪的分度圓直徑為： d = mz =419＝76mm 圓周力Ft、徑向力Fr、和軸向力Fa大大小如下： (3) 確定軸的最小直徑 選取軸的材料為45鋼，初步估計軸的最小直徑，取A＝115，可得 　　　 (4) 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計

55、 a． 擬定軸上零件的裝配方案 裝配方案如圖3.1所示。 　 圖3.1　減速器高速級軸的裝配方案 b． 按軸向定位要求確定各軸段直徑和長度 軸段①左端與大帶輪相聯(lián)接，根據(jù)該軸的最小直徑為43.2mm,取軸段①的直徑d1=45mm。 軸段②該軸段安裝滾動軸承，考慮到軸承只承受軸向力，選擇圓錐滾子軸承，取軸段直徑為d2=55mm，選用30211型圓錐滾子軸承，尺寸dDT＝5510022.75,軸承右端為擋油環(huán)，長度為28mm，則L2=T(軸承寬度)＋28＝50.75mm。 　　軸段③該軸段為一光軸段，取軸肩高度為h=3.5mm

56、,則該軸段直徑d3=62mm,長度為118mm。 　　軸段④該軸段為一齒輪軸，齒輪齒頂圓直徑為da=84mm,齒輪寬b=67mm。 　　軸段⑤該軸環(huán)直徑為d5=69mm,軸肩高度應(yīng)滿足軸承的裝拆要求，軸段長度L5=12mm。 　　軸段⑥該軸段直徑與軸段②相同，取d6=55mm,其長度為軸承寬度與擋油環(huán)長度之和，故L5=40mm。 (5)　軸的強度校核 此軸為減速器的輸入軸，所受的扭矩最小，故不校核。 2) 減速器中間軸(Ⅲ號軸)的設(shè)計與校核 齒輥破碎機二級圓柱齒輪減速器的傳動軸，其傳動簡圖見圖3.2，該軸裝有兩個齒輪，分別為高速級的大齒輪Z2低速級的小齒輪Z3。已知該軸傳遞的功率

57、P＝20.1kw,轉(zhuǎn)速n=122.9r/min, 大齒輪的齒寬B2=62mm,齒數(shù)Z2=62,模數(shù)m=6,小齒輪的齒寬B3=84mm,齒數(shù)Z2=20,模數(shù)m=4,單向連續(xù)運轉(zhuǎn)，有較大沖擊載荷。 (1) 求輸入軸上的轉(zhuǎn)矩T T=1.5619106 Nmm (2) 求作用在齒輪上的力 該軸上大齒輪Z2的分度圓直徑為： 　　 　d2 = mz =462＝248mm 小齒輪Z3的分度圓直徑為 d3 = mz =620＝120mm 圓周力Ft、徑向力Fr、和軸向力Fa大大小如下： 大齒輪Z2： 小齒輪Z3 (3) 確定

58、軸的最小直徑 選取軸的材料為45鋼，初步估計軸的最小直徑，取A＝115，可得 (4) 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 a． 擬定軸上零件的裝配方案 裝配方案如圖3.2所示。 圖3.2　減速器中間軸的裝配方案 b． 按軸向定位要求確定各軸段直徑和長度 軸段①　該軸段安裝滾動軸承，考慮到軸承承受的徑向力比較大，故選取圓錐滾子軸承，取軸段①的直徑d1=65mm。選用22213型圓錐滾子軸承，尺寸dDB＝6512031,軸承右端為擋油環(huán)，長度為34mm，則L1=B(軸承寬度)＋34＝65mm。 軸段②　該軸段安裝齒輪，齒輪左端用擋油環(huán)固定，右端使用軸肩定位

59、，，取軸段直徑為d2=70mm， 已知齒輪輪轂寬度為83mm,為了使擋油環(huán)端面能夠可靠的壓緊齒輪，軸段長度應(yīng)略短于齒輪寬度。故取該軸段寬度L2＝80mm。 　　軸段③　取齒輪右端軸肩高度為h=3.5mm，則軸環(huán)直徑為d3=77mm，軸段長度為25mm。 軸段④　該軸段安裝齒輪，齒輪右端用擋油環(huán)固定，左端使用軸肩定位，，取軸段直徑同軸段②，為d4=70mm，已知齒輪輪轂寬度為77mm,取該軸段寬度L4＝74mm。 　　軸段⑤　該軸段直徑與軸段①相同，也是安裝滾動軸承，取 d5=65mm,軸段長度為擋油環(huán)長度與滾動軸承長度之和，故L5=31＋24mm＝55mm。 (5) 軸上零件的周向固

60、定 軸段②上安裝的小齒輪與軸的周向定位采用A型普通平鍵，按d2=70mm，從機械設(shè)計手冊中查的平鍵的截面尺寸為bh=2012，根據(jù)輪轂寬度，由鍵長系列中選取鍵長L=75mm,為了保證齒輪與軸具有良好的對中性，取齒輪與軸的配合為H7/r6。 軸段④上安裝的大齒輪與軸的周向定位采用A型普通平鍵，平鍵的截面尺寸為bhL=201268。 滾動軸承與軸的周向定位是采用過渡配合保證的，因此軸段直徑尺寸公差為m6。 下面校核該鍵的強度。 當軸在傳遞轉(zhuǎn)矩T時，鍵的工作表面受到壓力作用，工作表面受擠壓，鍵受剪切，失效形式是鍵，槽軸和輪轂槽三者中最弱的工作面被壓饋和鍵被剪壞。當鍵用45＃制造時，主要失效

61、形式是壓饋，所以通常只進行擠壓強度計算。假定擠壓應(yīng)力在鍵的接觸面上是均勻分布的，此時擠壓強度條件是 　　N/mm2 式中，d　—軸徑； k　—鍵與輪轂槽（或軸槽）的接觸高度，mm,　k=0.5h,　h為鍵高。（尺寸查有關(guān)設(shè)計手冊）； 　—鍵的工作長度，mm,　A型，; b為鍵寬; —許用擠壓應(yīng)力，N/mm2;　 ＝90 N/mm2; 由于鍵的材料一般采用抗拉強度極限的精拔鋼制造，軸的材料為45鋼；輪轂的材料也為鋼，再根據(jù)工況系數(shù)，破碎機在破碎物料的時候有一定的沖擊載荷，查機械設(shè)計手冊，的取值范圍為80～100 N/mm2。 對小齒輪，T=1.5619106 Nmm

62、 ; d=70mm; 　　　　　 k=0.5h=0.512＝6mm; ; 故 由此可見，單鍵無法滿足強度要求，所以選用雙鍵聯(lián)接?？紤]到制造誤差使鍵上載荷分布不均，按1.5個鍵計算。 所以小齒輪與軸采用雙鍵聯(lián)接可以滿足強度要求。 對大齒輪，T=1.5619106 Nmm ; d=70mm; 　　　　　 k=0.5h=0.512＝6mm; ; 與軸的聯(lián)接采用雙鍵，故 所以大齒輪與軸的聯(lián)接采用雙鍵滿足強度要求。 (6

63、) 求軸的載荷 對軸進行受力分析，列出靜力平衡和彎距方程。 聯(lián)立求解得 支反力 水平面 　　　垂直面 再根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖做出軸的計算簡圖。然后由軸的計算簡圖做出軸的彎矩圖，扭矩圖，和當量彎矩圖（見圖3.3）。從軸的結(jié)構(gòu)簡圖和當量彎矩圖中可以看出，齒輪3左側(cè)截面的當量彎矩最大，是軸的危險截面。此截面的MH,MV,M,T及Mca數(shù)值如下： 圖3.3　減速器中間軸的受力圖 彎距 水平面 　　　　 　　 垂直面 　　　　 合成彎距 　　　　　

64、　　　　 扭距 T T=3.12106 Nmm 當量彎距 　 　 (7) 校核軸的強度 軸的材料為45#，調(diào)質(zhì)處理。查簡明機械零件設(shè)計手冊中軸的常用材料及其主要機械性能則45#的抗拉極限強度，，即58~65N/mm2,取，軸的計算應(yīng)力為 根據(jù)計算結(jié)果可知，該軸滿足強度要求。 3)　減速器輸出軸(Ⅳ軸)的設(shè)計與校核 齒輥破碎機二級圓柱齒輪減速器的輸出軸，輸出軸傳動簡圖見下圖，該軸傳遞的功率P＝18.92kw,轉(zhuǎn)速n=50 r/min, 大齒輪Z4的齒寬B=78mm,齒數(shù)Z=49,模數(shù)m=6,單向連續(xù)運轉(zhuǎn)，有較大沖擊載荷。 (1) 求輸入軸上的轉(zhuǎn)矩T T=3

65、613700 Nmm (2) 求作用在齒輪上的力 該軸上大齒輪Z4的分度圓直徑為 　　 d4 = mz =649＝294mm 圓周力Ft、徑向力Fr、和軸向力Fa大大小如下： (3) 確定軸的最小直徑 選取軸的材料為45鋼，初步估計軸的最小直徑，取A＝115，可得 (4) 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 a．零件的裝配方案 軸上零件的裝配方案見圖3.4。 圖3.4　減速器輸出的裝配簡圖 b．按軸向定位要求確定各軸段直徑和長度 軸段①　該軸段安裝滾動軸承，選取圓錐滾子軸承，取軸段①的直徑d1=9

66、0mm。所以選用23218c型圓錐滾子軸承，尺寸dDB＝9016040,軸承右端為擋油環(huán)，長度為28mm，則L1=B(軸承寬度)＋28＝68mm。 軸段②　該軸段安裝齒輪，齒輪左端用擋油環(huán)固定，右端使用軸肩定位，，取軸段直徑為d2=95mm， 已知齒輪輪轂寬度為98mm,為了使擋油環(huán)端面能夠可靠的壓緊齒輪，軸段長度應(yīng)略短于齒輪寬度。故取該軸段寬度L2＝95mm。 　　軸段③　取齒輪右端軸肩高度為h=5mm，則軸環(huán)直徑為d3=105mm，軸段長度為15mm。 軸段④　該軸段為一軸環(huán)， d4=95mm，L4＝83mm。 　　軸段⑤　該軸段直徑與軸段①相同，也是安裝滾動軸承，取 d5=90mm, L5=60mm。 　　軸段⑥　該軸段用來安裝半聯(lián)軸器，半聯(lián)軸器右端用擋圈定位，軸段直徑d6=85mm， L6=120mm。 (5) 軸上零件的周向固定 軸段②上安裝的齒輪與軸的周向定位采用A型普通平鍵，按d2=95mm