1、 1 毕业论文 (设计 ) 题 目： 双光辊破碎机的设计 学 生： 系 别： 专业班级： 指导教师： 辅导教师： 时 间： 2 目录 摘要 关键词 第 1 章 概 述 . 5 1.1 破碎机的 类型和前景 . 5 1.2 双光辊破碎机 研究的前景与状 况 . 5 1.3 双光辊破碎机的设计制造的要求 . 6 1.3.1 制造设计要求的主要内容 . 7 第 2 章 破碎机总体的制造及要求 6 . 8 2.1 2PG T0604 双光辊破碎机的工作原理及操作要求 . 8 2.1.1 辊式破碎机的名称 . 8 2.1.2 工作原理及操作要求 . 8 2.2 双光辊破碎机的结构 及制造的要求 . 9
2、2.2.1 破碎装置制造及要求 . 9 2.2.2 调整装置制造及要求 . 9 2.2.3 弹簧保险装置制造及要求 . 10 2.2.4 传动装置制造及要求 . 11 2.2.5 机架制造及要求 . 12 第 3 章 破碎执行机构主要零部件的设计机要求 . 13 3.1 双光辊破碎机主要执行机构参 数的计算 . 13 3.1.1 啮角的 定位与计算 . 13 3.1.2 给矿粒度和转子直径的计算 . 14 3.2 辊皮的设计 及需求 . 15 3.2.1 辊式破碎机辊皮的失效形式 种类及分析 . 15 3.2.1.1 辊皮的机械损坏 常见状况 . 15 3.2.2 辊皮的设计 需求及方法 .
3、16 3.2.3 辊皮 构造制作方法及需求 . 17 3.3 传动轴的 制造需求与计算方法 . 18 3.3.1 辊的受力 情况及计算的方法 . 19 3.3.2 轴的 制造需求及计算方法 . 20 3.3.3 轴的 构造制作及零件选用 . 22 3.3.4 轴的结构图型 . 23 第 4 章 传动机构主要零部件的 制作需求及计算方法 . 24 4.1 V 带的制作要求及计算方法 . 27 4.2 齿轮的制作要求及计算方法 . 27 4.2.1 齿轮参数的选择及计算方法 . 28 4.2.2 按齿面接触强度计算公式 . 29 3 4.2.2.1 确定公式内的各计算数值及选取材料的强度系数 .
4、29 4.2.3 按齿根弯曲强度制造公式 . 30 结 论 . 30 参考文献 . 31 致 谢 . 32 4 摘要 本课题研究了双光辊破碎机最主要的地方是破碎辊。破碎辊在物料久久的挤压下必然会产生变化和变形，甚至断裂。它的形状以及两个破碎辊之间的距离直 接影响着破碎机的破碎功效与品质。所以，用较好的方法以及新型的材料是本次研究的重点。本课题设计的破碎辊结构已经符合了以上的需求，关键是辊皮的材料也能满足降低成本，增高强度的需求。 本课题设计在破碎理论的发展基础上，通过不断地努力与创新 ,对包括破碎机各种参数的计算和优化、破碎机的功率和破碎能力的确定、辊皮、轴的设计，还包括传动部分主要机构 V
5、带轮和齿轮的设计。本次设计型号 2PG-T0604 破碎机主要用于水泥和化工行业的破碎，在本课题设计中在多碎少磨的理论基础上充分顾及了破碎辊的磨损，增高了生产效率，降低了能耗。 关键词： 辊皮，双光棍破碎机，破碎辊， V 带齿轮，传动轴 abstract This paper studies the double roll crusher is the most important part of the crushing roller.Crushing roller in extrusion under long time will produce deformation, and even
6、 cracking. The spacing between the shape and two crushing roller directly affects the efficiency and quality of crusher crusher. Therefore, using optimization method and the new material is the key in this research. Crusher roller structure the design fully meet the above requirements, and roll skin
7、 material can meet the cost reduction, improve the strength requirements. The design development of the crushing theory, through constant innovation, including the crusher various parameter calculation and optimization, crushing machine power and crushing capacity determination, roll skin, shaft des
8、ign, also includes the transmission part of the main mechanism of V belt wheel and gear design. The design of model 2PG-T0604 crusher is mainly used for cement industry is broken, in the design on the basis of theory of more crushing and less grinding on the full consideration of the wear of the cru
9、shing roller, improves the production efficiency, reduces energy consumption. keyword ： Roll skin, double bachelor crusher, crushing roller, V with gear, transmission shaft. 5 第 1 章 概 述 1.1 破碎机的类型和前景 破碎机按破碎形式分有反击式破碎机、辊式破碎机、颚式破碎机、圆锥破碎机、等等。而本次课题设计的 2PG-T0604 双光辊破碎机就属于辊式破碎机中的其中一种。 本课题设计的双光辊破碎机 是一种比较久远的
10、碎矿设备，由于它的构造清晰明了，简单易懂，确定出料粒度的比例要求高，过粉碎现象少，能耗少。现在仍 在水泥、硅酸盐等工业中，部门获得应用，主要作用于矿石的产业、细砷产业。由于这种破碎机具有占地面积很大、生产能力很低等缺点，所以，在金属矿山基本上很少采用，被圆锥破碎机所顶替。 粉碎（包括破碎和磨碎）是现代飞速发展的经济社会必不可缺的一个工业环节。在很多金属、非金属、化工矿物原料及建筑材料的制造过程中，粉碎作业要消耗巨大的能量，而且又是个比较缓慢的运作。物料粉碎过程中，由于运作中产生发声、发热、振动和摩擦等形式，使能源损耗很大。因而一直以来界内人士一直在研究怎样才能达到节能、有效地完成破碎和磨碎过程
11、。从理论研 究到创新设备直至改变生产工艺流程。 根据调查的资料显示，当代双光辊破碎机的技术已经非常成熟，已经适用于于选矿、化学、水泥、建筑材料等行业。该破碎机还可由细碎转换为中碎。不过，由于市场经济要求我们不仅要做到经济适用而且要性能可靠，调节快捷方便，转动稳定，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大的意义的。 1.2 双光辊破碎机 研究的前景与状况 在中国内， 只有 破碎机制造业，不算 很多的 选矿设备、水泥生产设备等， 经济 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 很 硬， 中 国内外大型水泥厂供应商，西安交大联合
12、研究 表明 。大量实践证明，特殊工艺 制造 的耐磨件、锤头是普通厂家部件寿命的 2 倍甚至更高 。因为钢才紧缺，目前中国破碎机公司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器械。形式上跟传统的对辊破碎机没啥差别 , 但实质上有两点不一样 : 一是辊压机使用的是准静压破碎 , 它与冲击粉碎方式对比 , 节省能源约30%;二是它对物料使用的是料层粉碎 , 是物料与物料之间的互相粉碎 , 粉碎效率很高 , 物料间的挤压应力可通过辊子压力来试调。辊之间压力一般 可达 150 300M Pa, 破碎成品可达 2mm , 实现了“多碎少磨”。该机型开始用于水泥产业 ,增产
13、节能带来的经济效益引起了国际水泥界的很大兴趣与关注。6 随着技术的不断改进与进步 , 国外为了增大辊压机的应用范围和提高其可靠性 , 都在不断地改进自身的产品 , 主要表现在三个方面 : 一是增大辊面的耐磨性 , 如德国洪堡公司将压辊表面堆焊耐磨层改进为柱钉式辊面 , 柱钉的硬度可达刀具的硬度 , 使其具有很高的抗耐磨能力 ,而克鲁普公司则采取金属耐磨块组合镶嵌式压辊 , 来增高其耐磨性 ; 二是压辊轴承的改良 , 由于该机轴承要承 受非常大的静载荷和冲击载荷 , 假设用的双列向心球面滚子轴承寿命很短 , 改进后为多排滚柱轴承后 , 可承受非常大的径向力 , 轴向力则由双作用止推轴承承担 ,
14、轴承座自身具有调心作用 ; 三是控制系统的改良 , 这样可以达到自动化 , 德国洪堡公司研究开发的 ROLV IS 控制系统 , 可实现该破碎机的自动化 , 还可以调节生产过程。改良后的辊压机已开始生产于金属矿山行业中 , 如智利公司 Lo sCo lo rado s 铁矿选厂使用德国 KHD 洪堡威达克公司的 RPBR16- 170 180 型辊压机作细碎使用 , 给料值为 1680th , 给料最大值粒度为 65mm 65mm 65mm , 至今已运转 6 年 , 其生产技术经济效益数据表明 , 辊压机技术比平常的细碎技术具有很大的优质性 : 与圆锥破碎机对比 , 处理量增大了 27. 2
15、% , 单位能耗下降了 21% , 生产费用减少了 8% ,产品粒度大约在 3mm 至 325mm 之间。其中网格柱钉式板衬使用寿命约 12000h ( 每 1000h 磨损 016mm )。这表明了该机型用于铁矿选厂也是成功的。在我国东北大学和沈阳矿山机械厂一起协作开发的辊压机的样机 (生产能力为 100th ) 在唐山 棒磨山铁矿试验中 , 也取得了很好的效果 。 1.3 双光辊破碎机的设计制造的要求 本课题设计要达到 4-15t 的生产能里。主要设计地方包括机架、弹簧保险装置、调整装置、传动装置、动力装置、和破碎辊等。 整机设计课题要求破碎辊的间距便捷调节，传动部分传动稳定，动力可行，外
16、形美观简单，减震功效强。 调整装置要求精度很高，因此一定要不容易磨损。机架用于铸造，可以降低成本，并且铸造体耐冲击，不易产生震动。传动装置使用 V 形带传动， V 带具有构造简单、传动稳定、能缓冲和吸震等作用。动力装置拟使用交流电动机，现如今油价上涨的情 况下使用电动机比内燃机更经济、更环保。 破碎辊直接和矿石接触，因此强度要求一定要高，尤其是辊皮的强度一定要高。因此轮觳可以使用钢，而辊皮使用高锰钢，这样来增强辊皮的使用时间，使更换周期减少，从而增高矿石粒的均匀度。 7 表 1.1 制造需求的数据 项目 单位 主要指标 辊子规格 Mm 600 400 给矿粒度 mm 8-36 排矿粒度 mm
17、2-9 生产能力 t 4-15 辊子转速 r/min 120 1.3.1 制造设计要求的主要内容 破碎机整体的课题设计 : 根据整体的课题设计的规划与要求 ，主要部件结构有：机架与支撑装置、破碎部件传动件、拉紧装置、调整装置。 皮带的选取及皮带轮的设计 本课题设计使用单电机、皮带带动前破碎辊。依据电机的功率以及破碎现象等等一些不定因素来设计皮带轮。 齿轮的设计与选取 本次课题设计有两对齿轮需要设计，我选择了其中的一对来进行仔细的设计，另一对做简单的了解，并选取满足设计要求的尺寸及型号，保证破碎机运行的稳定性以及能达到设计使用时间。因为其中有一对齿轮是长齿齿轮，所以应特别注意。由于的实际使用过程
18、中往往的长齿齿轮容易折断。 轴的设计与计算 本次课题设计的破碎 机有 3 根主轴，因为篇幅有限，所以本文仅对其中一根轴的设计以及计算进行讨论，剩下的轴设计参考它。 轴的设计主要是对轴的受力进行解析，从而画出弯矩图和剪力图，因此来对轴进行设计。由于8 本设计的破碎机的轴主要受到的是来源于破碎辊之间的互相挤压。 破碎辊的课题设计 : 双光棍破碎机就是有两个光面的破碎辊，而且破碎辊的辊皮是可以更换的。所以设计时就应考虑到这方面的因素，这样使破碎辊更容易拆卸与安装。 本次课题设计主要是操作件破碎辊的尺寸设计，进行刚度、弯曲强度对比，主要轴承的设计选用。 第 2 章 破碎机总体的制造及要求 6 2PG
19、型辊式破碎机适用于破碎脆的、中等硬度以下的材料，如烧矿、煤、焦炭、炉渣、页岩、石灰石等。最适合中、小型非金属矿山和化工等部门的中碎或细碎作业。该型破碎机构造简单，工作可靠，过粉碎少。 2.1 2PG T0604 双辊破碎机的工作原理 2.1.1 辊式破碎机的名称 图 2.1 符号说明图 2PG-0604 意思是：双光棍弹簧调整式破碎机，直径 600mm，长 400mm 2.1.2 双光辊破碎机的工作原 理及操作要求 2PG-0604 双光辊破碎机 是经常使用的辊式破碎机，其构造如图 2.2。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辊子。前辊 1 和后辊工作相向旋转材料加到喂料箱 16
20、 内，落在转辊的上面，材料在辊子表面摩擦力的作用下，被拽进转辊之间，受到辊子的挤压从而粉碎。粉碎后的物料被转辊送出，向下掉落。因此，破碎机是连续操作的，而且强制卸料的作用，粉碎粘湿的物料也不造成堵塞。 9 辊子装在焊接的机架 3 上，开始安装在轴 11 上的辊芯 4 还有套在辊芯上的辊套 7 组成。两者通过锥形环 6，使用螺栓 5 拉紧，可以使辊套紧套在辊 芯上。当辊套的工作表面磨损时候，可以更换。前辊的轴装在滚柱轴承中，轴承座 18 固定装在机架上，后辊的轴承 19 则装在机架的导轨中，可以使导轨上前后移动，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
21、 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 10 图 2.2(B) 2PG-T0604 双光辊破碎机结构图 压紧在顶座 12 上当转辊之间掉落难碎物时，弹簧被挤压，后辊后移一定距离，让硬物掉落，然后在弹簧张力作用下又返回原来位置。弹簧的压力可以用螺母 15 调整。在轴承 19 与顶座 12 间，可放有可以更换的钢垫片 13，通过更换不同厚度的垫片。可以调节两转辊的间距。 前辊通过减速齿轮 9 和 10 传动袖
22、还有带轮 20 用电动机带动，后辊则通过安装在辊子轴上的一对齿轮 17 由前辊带动相向转动。为了让后辊后移时两齿轮仍能啮合，齿轮使用非标准长齿。 辊子的工作表面根据使用要求，可以选取光面的（如后辊 2)、槽面的 (如前辊 1)或是齿面的。 光面辊子主要是以挤压方式粉碎物料，它适用于破碎中硬或坚硬物料，为了加大对物料的粉碎，两辊子的转速也可以不相同。此时对物料还同时磨剥的作用，适用于粘土及塑性物料的细碎，产品粒度小并且均匀。 2.2 双光辊破碎机的结构及制造的要求 根据总体的课题设计的规划与要求，主要部件结构有：破碎辊、调整装置、弹簧保险装置、传动装置和机架等组成。 2.2.1破碎装置制作及要求
23、 水平轴上平行装置两对相向回转的辊子，是破碎机的主要工作机构。在水平轴上平行的一对辊子中，当中一个辊子的轴承是可动的，则另一 个辊子是固定的，破碎辊是由轴、轮毂和辊皮组成的。辊子轴使用键与锥形表面的轮毂配合在一起，辊皮定位在轮毂上，使用三块锥形弧铁，采用螺栓帽将它们定位在一起的。因为辊皮与矿石直接接触，所以它需要时常更换，并且一般是应用耐磨性很好的高锰钢或特殊碳素钢制作。 2.2.2调整装置制造及要求 调整装置是用来调整两破碎辊之间的间隙大小的，是通过增减两个辊子轴承之间的垫片数量，或者是利用蜗轮调整机构进行调整的，由此控制破碎产品粒度。本次课题设计使用增减两个辊子轴承间的垫片数量来进行调整。
