1、 分 类 号 TH12 密 级 公开 宁宁波大红鹰学院 毕业设计 (论文 ) PG 型双齿辊破碎机设计 所在学院 机械与电气工程学院 专 业 机械设计制造及其自动化 班 级 12 机自 3 班 姓 名 叶盈波 学 号 1221080342 指导老师 刘玉 2016 年 3 月 31 日 诚 信 承 诺 我谨在此承诺：本人所写 的毕业设计（论文） PG 型双齿辊破碎机设计 均系本人独立完成，没有抄袭行为，凡涉及其他作者的观点和材料，均作了注释，若有不实，后果由本人承担。 承诺人（签名）： 年 月 日 I 摘 要 在现阶段，我国的工业快速发展，在 矿山、冶金、化工、煤矿等很多行业中破碎机的作用至关
2、重要。 其中 PG 型辊式破碎机具有 噪声低、结构简单、维修方便、生产率高等优点，节省了许多的人力物力，大大减轻了工人的工作强度， 这促进了我国工业的进一步发展。 本课题是针对 PG 型双齿辊辊式破碎机进行研究和设计。本论文首先说明了我国工业发展中存在的问题及破碎机的作用，介绍了破碎机的国内外的发展历程；然后对其进行总体方案的设计，在对方案进行论证选出合理的方案；在确定方案后，对其重要参数进行计算，然后设计对减速器的轴进行设计，再对主要部件进行设计计算和校核；然后，对设计的参数进行整理和分析，看看是否满足生产要求；最后，进行破碎机各个结构的设计，并对本课题进行总结。 关键词：破碎机，双齿辊破碎
3、机，结构设计 II Abstract At present, Chinas rapid development of the industry, in the mining, metallurgy, chemical industry, coal and other industries in many crucial crushing machine.The PG type roller crusher has low noise, simple structure, convenient maintenance, high efficiency, save the many manpowe
4、r and material resources, greatly reducing the work intensity of workers, which promote the further development of industry of our country. This paper is aimed at the research and design of PG type double toothed roll crusher. This paper firstly illustrates the existing in the development of the ind
5、ustry of our country and crusher, crusher at home and abroad of the development process is introduced; and then the overall scheme design, to demonstrate the program to choose reasonable scheme; after confirming the scheme, on the important parameters calculated, and design of the deceleration devic
6、e of shaft design, of the main parts of the design, calculation and check; then, collation and analysis of design parameters, see whether meet the requirements of the production. Finally, crushing machine and various structural design and on the subject were summarized in this paper. Key Words: Crus
7、her, double toothed roll crusher, structure design III 目录 摘 要 . I Abstract.II 目录 . III 第 1 章 绪论 . 1 1.1 引言 . 1 1.2 齿辊式破碎机的发展 . 2 1.2.1 国内齿辊破碎机的发展 . 2 1.2.2 国外齿辊破碎机的发展 . 5 1.3 本文主要 设计内容 . 5 第 2 章 双齿辊破碎机总体设计方案 . 7 2.1 方案设计 . 7 2.2 双齿辊破碎机的工作原理 . 8 2.3 双齿辊破碎 机的基本构造 . 8 第 3 章 破碎机各参数计算 . 10 3.1 啮角的计算 . 10
8、 3.2 生产率的计算 . 10 3.3 电动机功率计算 . 11 3.4 联轴器的选择与校核 . 12 3.4.1 联轴器类型选择 . 12 3.4.2 联轴器安全校核 . 12 第 4 章 减速器的 基本设计 . 14 4.1 总体设计方案 . 14 4.2 减速器传动比的分配 . 14 4.3 齿轮的设计 . 15 4.3.1 高速级 传动齿轮设计 . 15 4.3.2 按齿面接触强度计算 . 16 4.3.3 按齿根弯曲强度计算 . 18 第 5 章 主要零部件的设计和校核 . 20 5.1 主轴的材料 . 20 5.2 轴的结构设计 . 20 5.2.1 主轴功率、转速及转矩 . 2
9、0 5.2.2 轴的最小直径确定 . 20 5.2.3 轴的结构设计 . 21 5.3 主轴受力分析与计算 . 22 5.3.1 主轴受力分析 . 22 5.3.2 主轴力的计算 . 23 5.3.3 主轴弯矩、扭矩计算 . 24 5.4 主轴的安全校核 . 26 5.4.1 主轴强度校核 . 26 5.4.2 精确校核轴的疲劳强度 . 26 5.5 滚动轴承的选择和寿命验算 . 27 5.5.1 滚动轴承的选择 . 27 IV 5.5.2 寿命验算 . 27 第 6 章 结构设计 . 29 结 论 . 30 参考文献 . 32 致谢 . 33 第 1 章 绪论 1 第 1章 绪论 1.1 引
10、言 我国的矿石资源十分丰富， 涉及矿石破碎 企业 也 很多， 遍布全国各地。 但是 ，很多企业缺乏对现场工作人员的安全教育和培训 ， 有些现场工作人员 存在不同程度 的不安全作业方式 ，甚至有的地方使用最传统 、 最不安全的 爆破方式来进行破碎，这些破碎工人并非专业的爆破员， 对爆破器材的使用和管理也不到位，极易引发安全事故，并且破坏当地的生态环境 。所以矿石的破碎应该采用科学合理的方法，不仅可以降低投资的成本，提高安全度，而且也能够推动环境的可持续发展。 在 许多工业部门，如 冶金、矿山、化工、 水泥 等工业部门，每年都有大量的原料和再利用的废料都需要用破碎机进行 加工处理。如在选矿厂，为使
11、矿石中的有用矿物达到单体分离，就需要用破碎机将原矿破碎到磨矿工艺所要求的粒度。需要用破碎机械将原料破碎到下一步作业要求的粒度。在炼焦厂、烧结厂、陶瓷厂、玻璃工业、粉末冶金等部门，须用破碎机械将原料破碎到下一步作业要求的粒度。 在建国初期，我国许多工业都依照前苏联的模式来发展，所以齿辊式破碎机并不常见也不常用，而 是圆锥破碎机和颚式破碎机的应用比较多，并且在高等院校的教材中也很少见到齿辊破碎机的介绍，有关双齿辊破碎机的内容十分简单，主要讲述的是圆锥破碎机和颚式破碎机的结构和设计，且对双 齿辊破碎机的结论是 “不能破岩石，没有发展前途 ”，所以建国后 30 多年双齿辊破碎机并没有得到广泛应用。在改
12、革开放后，我国和西方发达国家的交流越来越多，在逐渐了解了国外对齿辊破碎机的应用比较普遍后，我国才开始大力引进双齿辊破碎机设备及技术，双齿辊破碎机也得以发展起来。经过国内外双齿辊破碎机的运行实践和对比分析，与颚式破碎机等国内使用的传统破碎机相比，双齿辊破碎机具有下列优点 : (1)双齿辊破碎机的结构比较简单，整机的安装维护修理十分方便； 宁波大红鹰学院毕业设计（论文） 2 （ 2)双齿辊破碎机整机的外形尺寸不大，而且重量较轻，移动比 较方便； (3)双齿辊破碎机生产能力可大可小，能耗低，应用范围比较广； (4)双齿辊破碎机工作受力均为内力，为简化基础设计创造了有利条件，而更适合移动破碎站选用；
13、(5)双齿辊破碎机的产品粒度比较均匀； (6)双齿辊破碎机使用起来安全可靠； (7)在特殊情况下，双齿辊破碎机可直接起动，因此其对电网冲击很小。 1.2 齿辊式破碎机的发展 1.2.1 国内齿辊破碎机的发展 上世纪 90 年代前，齿辊破碎机存在许多技术问题例如无法严格控制破碎后产品粒度，过粉碎现象严重，机体冲击载荷比较大，噪声也比较大，维修起来不方便， 维修量大，破碎齿易坏等。为了防止过硬物体损坏破碎齿，双齿辊破碎机两端添加压缩弹簧，当过硬或大块物体如铁块，落入破碎辊时不能被破碎，这时破碎辊受力加大，压缩弹簧，增大破碎腔的排料间隙，铁块便能顺利排出，然后弹簧恢复力使得破碎辊回原位。这种过铁保护
14、虽能保护破碎齿但是不能严格保证产品粒度。 1987 年原兖州煤矿设计院在基础的美国雷克斯公司生产的冈拉克 36DAM 式破碎机参考，设计 4PGC-380 / 350 1000 型齿式破碎机，反击式破碎机更为先进的技术。该破碎机是采用新的控制系统，可以独立调整上辊间距，控制在较低的进给量的大小，也可以调整到段齿辊间距来控制颗粒大小，控制系统根据破碎过程实现破碎机的灵活调节。而破碎机可以使保险装置和调节齿轮辊间距装置成一个整体，采用液压气动系统，但设计不足以控制材料的尺寸。 上世纪 90 年代，随着我国改革开放的不断深化，煤炭销售市场的使用发生了巨大的变化，导致煤炭制备技术和设备的人提出了更高的
15、要求，如粉碎产品减少细颗粒含量，产品尺寸要求更均匀，能力增加，这些要求使破碎机的发展速度更快，技术更先进。 煤炭科学研究总院开发了 2PL 系列破碎机唐山分公司。该破碎机在技术上的进步主要是取消了原 有的双辊破碎机特许弹簧的安全装置，将双辊破碎机固定，采用新技术和材料，防止破碎的牙齿破碎，从而使其更严格的控制破碎产第 1 章 绪论 3 品的大颗粒。 针对单齿辊破碎机的工作效率低、结构复杂、受力特点等，开发了新一代的单齿辊 915 齿辊破碎机。该破碎机有 2 种结构形式：第一种结构形式（图1.1）。原来主要是调整破碎板位置的拉簧的弹簧推力的变化，弹簧的 490kn 的弹性力，在弹簧的两端分别装有
16、两组螺母，调整破碎板位置外螺母，为调节弹簧弹力调整放电间隙内螺母。弹簧上安装的拉杆插入车身的支架上，并在垂直方向上的支撑孔是矩形的，并且该产品的 尺寸是通过使用拉杆调整。结构降低了车身的高度，缩短了拉杆的长度，使结构更加紧凑。二级结构（图 1.2）是颚式破碎机楔调整机构和双辊破碎机驱动辊轴相结合，吸收了两者的优点，如进料口；破碎及表面可提供不同尺寸的破碎齿板；颚板镶嵌具有可更换耐磨衬板；材料口尺寸可通过推力板进行调整。与相同尺寸的颚或双齿辊破碎机相比，粉碎能力明显提高，效率提高 30%。同时，由于预粉碎和破碎 2 个区域，粉碎后的材料由齿和切换强制排出到外部的机器，所以它更适合处理水分大煤。
17、1.破碎板 2. 机架 3. 弹簧 4. 拉杆 5. 螺母 图 1.1 915 单齿辊破碎机示意图 (第 1 种结构 ) 1.破碎辊 2. 颚板 3. 调整机构 4. 机架 图 1.2 915 单齿辊破碎机示意图 (第 2 种结构 ) 1994 平顶山煤炭设计研究院和郑州长城冶金设备厂研制的 FP500 系列分级破碎机。该系列破碎机采用单电机驱动，液力耦合器过载保护，传动系统是由宁波大红鹰学院毕业设计（论文） 4 电机驱动的液力耦合器，由一对锥齿轮传动，改变旋转方向，带动主动破碎辊转动，主动断开并由一组另一端的直齿传动被动旋转。断齿螺旋排列时，进入小颗粒的材料容易通过破碎辊间隙排出，大的受剪应
18、力和拉伸力在牙齿折断，提高了传统破碎机的材质 控制应打破。 90 年代中期，山东莱芜煤矿机械厂引进德国技术，对双齿辊破碎机高强度的 PGL 系列的开发和生产。该系列破碎机是由双电机驱动，双液压耦合器，双套齿轮箱直接耦合，侧壁和一个破碎和一个手动液压系统可以移动，用于调整齿辊间距，从而控制该行材料的大小与液压耦合器过载保护，和电子过载保护，可以有效防止破碎坚硬破碎的牙齿。整体结构紧凑，车身高度低，冲击载荷小。 同期，煤炭科学研究总院唐山分院开发了一种分级破碎机 2PLF 系列，2FJP600 强力分级破碎机，破碎机 4PGG 强大和 DP 系列单齿辊破碎机。与大皮带轮带动传 动形式 2PLF 系
19、列破碎机，传动结构简单，故障率低，由于具有存储功能的大轮，所以所需电机功率比小直接传输。双齿辊破碎齿的传输模式，子弹，焊接硬质合金、表面强度高、破碎效率高、易磨损修复， 2FJP600 强大双齿辊破碎机的分类分别在墙的两侧，转动方向，齿辊破碎板挖掘与组装，破碎的牙齿在堆焊硬质合金韧性好的基体，不仅强度高，可以被打破，很难打破的硬物和断齿”宁弯折”当破碎硬物卡住弯曲断齿，无需更换破碎板的场景可以断牙修复。梳板分别设置在墙的两侧。它有 2 个功能： 1.使破碎过程为剪切、拉伸断裂，不易产生过粉碎； 2.条筛 的材料不需破碎，且需要用大块物料粉碎，严格控制粉碎后的产品尺寸，粉碎后的物料尺寸可以得到控
20、制。双齿并分别向各自的侧壁，旋转的方向也可以保证成材料具有满足要求的粒度不再二次破碎，从之间的牙齿和牙齿之间的排和齿辊和梳板排口直接排出，从而减少能源消耗和由于挤压和破碎的破碎。双压辊有 2 个独立的驱动装置， 2 个破碎辊独立工作，在实际破碎，根据进料量变化工作系统和进料少开单送料多开双，用户更节能。每个破碎机都可以配备一个、乙、丙三颗牙齿，每颗牙齿类型对应一个产品的粒径，用户可以通过更换齿型来调整产品的尺寸而不需要更换破碎 机，实现一机多用，减少用户的重复投资。也正是由于这一系列破碎机是一种强力粉碎，工艺布局不需要手选皮带手动拣选煤矸石，煤炭不需预筛直接进入破碎机，简化了选煤工艺，降低了厂房高度，降低了选煤厂建设投资和
