双齿辊破碎机设计

目录1概述 (3)1.1 破碎理论 (3)1.1.1 表面理论 (3)1.1.2 体积理论 (4)1.1.3 裂缝理论 (4)1.2 一般破碎机械 (5)1.3 齿辊破碎机的发展 (10)1.3.1 九十年代前的齿辊式破碎机 (10)1.3.2 九十年代后的齿辊式破碎机 (11)1.3.3 国外的齿辊式破碎机 (13)2齿轮破碎机的详细参数 (14)2.1破碎机的技术参数 (14)2.2总体结构和布局设计 (14)2.3工作参数的确定 (15)2.3.1辊子中心距的确定 (15)2.3.2辊子转速的确定 (16)2.3.3辊子长度的计算 (16)2.3.4功率计算 (17)2.3．5齿辊切向力的计算 (17)2.4电机的选择 (19)2.4.1选择电动机的综合问题 (19)2.4.2电机的选择计算 (20)2.5同步齿轮的设计 (20)2.6齿辊轴的设计 (25)2.6.1破碎辊（1）轴的设计 (25)2.6．2破碎辊（2）轴的设计 (28)2.7键的选择与校核 (31)2.7.1齿环与轴的联接键 (31)2.7.2同步齿轮与轴的联接键 (31)2．7.3半联轴器与轴的联接键 (32)2.8齿环和齿帽的设计 (33)2.8.1齿帽的设计 (33)2.8.2齿环的设计 (33)2.9轴承的选择 (33)2.9.1确定轴承型号 (33)2.9.2轴承的校核 (33)3减速器的设计 (35)3.1减速器的设计要求 (35)3.2减速器的总体布局设计 (35)3.3传动零件的设计与计算 (37)4减速器的结构和附件设计 (47)5对附件设计 (48)结论 (50)参考文献 (50)致谢 (51)概述专业毕业设计建国初期，我国依前苏联模式发展工业，旋回破碎机、圆锥破碎机和颚式破碎机应用较为普遍，在高等院校的教材中也主要讲述上述破碎机的结构和设计，有关双齿辊破碎机的内容十分简单，且结论是“不能破岩石，没有发展前途”，所以建国后30多年并没有得到广泛的应用。

改革开放以后，我们了解到双齿辊破碎机在发达的西方国家应用已非常普遍后才开始进行设备和技术引进。

经过国内外双齿辊破碎机的运行实践并对比分析，与旋回破碎机、颚式破碎机等国内使用的传统破碎机比较，双齿辊破碎机有下列优点：(1) 结构简单，维护方便； (2)外形尺寸小，重量轻；(3) 生产能力大，能耗低；(4) 工作受力均为内力，为简化基础设计创造了条件，更适合移动破碎站选用；(5) 产品粒度均匀； (6) 安全保护可靠；(7) 特殊情况下可直接起动，对电网冲击很小。

针对以上优点，结合现在选煤厂的生产方案以及现有的齿辊破碎机的产品展开研究。

结合破碎理论根据生产需求进行设计。

1.1 破碎理论破碎是相当复杂的，它与被破碎物本身的性质(物料的均匀性、硬度、密度、钻度、料块的形状和含水率)以及所选择的机械装备等有关。

破碎物料时所加的外力除了使物料块发生相对移动和转动外，还使物料破碎。

确定破碎时所消耗的功与被破碎物料的破碎程度之间的关系是相当重要的。

破碎的现有理论中以表面理论和体积理论为最普遍，虽不能得到十分精确的结论，但可作为选型或设计时的参考。

1.1.1 表面理论该理论认为破碎时所消耗的功与被破碎物料新形成的表面积成正比。

一般情况下，当将边长为1cm 的立方体分成边长为cm n1的小立方体时，可得到3n 个小立方体，分割平面数为)1(3-n ，所消耗的总功为)1(3-n p 。

假设将上述立方体物料分割成边长分别为cm m 11和cm m 21的小立方体，则其所消耗的功之比如下式：21m m p p =11)1(3)1(32121--=--m m m p m p当1m 和2m 相当大时，可以写成21m m p p =21m m 。

由此可见，破碎所消耗的功与物料的破碎度成比例。

1.1.2 体积理论该理论是指破碎物料所消耗的功等于使物料变形直到在物料内部产生极限应力(抗压极限强度)所消耗的功。

根据虎克定律，压缩时物料内部产生的应力与应变成正比，即εσE =式中σ— 物料内部应力，2/mm N ε— 物料的应变;E — 物料弹性模量，2/mm N 设N 为使物料变形的外力， A 为物料横截面面积， L ∆为物料的缩短变形量， L 为物料的原始长度，那么A N /=σ；L L /∆=ε。

从而E A N =/L L /∆ 得出EA NL L /=∆其中L , E , A 为常量，则L ∆与N 的关系为直线关系，则使物料变形L ∆所消耗的功W 就为W =EA L N L N 2/2/2=∆物料内部产生的应力A N /=σ代人上式可得 W =E AL 2/2σAL 即为物料的体积，所以W =E V 2/2σ当要将物料破碎断裂时，应力σ达到了物料的抗压强度极限应力b σ，从而可得到物料破碎时所消耗的功为破碎W=E V 2/2σ由此可见，对每种物料而言，b σ和E 均为定值，则功破碎W 与体积V 成正比。

因为当应力大于强度极限时物料方可破碎，而大多数岩石都不符合变形的虎克定律，实验表明，体积理论仅可用于粗略计算靠冲击力或压力进行破碎的机械所消耗的功。

1.1.3 裂缝理论破碎物料时，外力所做的功先是使物体变形，当变形超过限度后即生成裂缝，裂缝形成以后，存储在物体内的变形能促使裂缝扩展并生成断面。

输入功的有用部分转化为新生表面的表面能，其它部分成为热损失。

因此，破碎所需要的功，应考虑变形能和表面能两项，变形能和体积成正比，表面能和表面积成正比。

假定等量考虑这两项，所需的功应当同它们的几何平均值成正比，及)(2523D D D S V =⋅=⋅成比例。

等于单位体积的物体，就是与25D 3/D =21/1D成正比。

据上，可将重量为Q 的矿物从D 破碎到d 所需的功耗p 为p =11i W K Q (D d /1-)pi W 为功指数，h t kW /⋅K 为修正系数，煤取0.75～1 Q 为产量，h t / d 为排料粒度 D 为如料力度以上三种理论，以裂缝理论有较大的应用价值。

在应用关键是测定宫指数i W ，其值可通过测定矿石的可碎性来计算：由测定矿石的冲击破碎强度C ，在测知矿石的真密度ρ，矿石的破碎功指数由下式计算：i W =2.59ρ/C1.2 一般破碎机械破碎机械是对固体物料施加机械力，克服物料的内聚力，使之破裂成小块物料的设备。

破碎机械所施加的机械力，可以是挤压力、辟裂力、弯曲力、剪切力、冲击力等，在一般机械中大多是两种或两种以上机械力的混合。

对于坚硬的物料，适宜采用产生弯曲和辟裂作用的破碎机械；对于脆性和塑性的物料，适宜采用产生冲击和辟裂作用的机械；对于粘性和韧性的物料适宜采用产生挤压和碾磨作用的机械。

在矿山工程和建设工程上，破碎机械多用来破碎爆破开采所得的天然石料，使之成为规定尺寸的矿石或碎石。

在硅酸盐工业中，固体原料、燃料和半成品需要经过各种破碎加工，使其粒度达到各道工序所要求的尺寸，以便进一步加工操作。

通常的破碎过程，有粗碎、中碎、细碎三种，其入料粒度和出料粒度，如表1.1所示。

所采用的破碎机械相应地有粗碎机、中碎机和细碎机三种。

工业上常用物料破碎前的平均粒度D与破碎后的平均粒度d之比来衡量破碎过程中物料尺寸变化情况，比值i称为破碎比（即平均破碎比）i=D/d为了简易地表示物料破碎程度和比较各种破碎机的主要性能，也可用破碎机的最大进料口尺寸和最大出料口尺寸之比来作为破碎比，称为标称破碎比。

在实际破碎加工时，装入破碎机的最大物料尺寸，一般总是小于容许的最大进料口尺寸，所以，平均破碎比只相当于标称破碎比的0.75～0.9。

破碎机械常用的类型有：颚式破碎机、圆锥破碎机、旋回式破碎机、锤式破碎机和辊式破碎机等。

颚式破碎机广泛运用于矿山、冶炼、建材、公路、铁路、水利和化工等行业。

根据其结构不同可分为复摆颚式破碎机（即单复摆颚式破碎机）和简摆颚式破碎机。

复摆颚式破碎机适用于粗，中碎抗压强度250mpa以上的各种矿石岩石。

简摆颚式破碎机则可以破碎各种硬度的矿石和岩石，且特别适用于破碎各种硬度的磨蚀性强的石料。

复摆颚式破碎机工作时，电动机通过皮带轮带动偏心轴旋转，使动颚周期地靠近、离开定颚，从而对物料有挤压、搓、碾等多重破碎，使物料由大变小，逐渐下落，直至从排料口排出。

辊式破碎机工作可靠、维修简单、运行成本低廉，排料粒度大小可调。

按照辊子数量可分为单辊破碎机、双辊破碎机和多辊破碎机（一般是四辊）等，按照辊面特征，可分为光面辊和带齿辊两种。

单辊破碎机，用于破碎石灰石、煤等物料，物料块在辊子与带齿板间被轧碎。

双齿辊破碎机主要适用于矿山，冶金、化工、煤矿等行业脆性块状物料的粗，中级破碎，其入料粒度大，出料粒度可调，可对抗压强度≤160MPa的物料进行破碎。

其结构紧凑，且破碎力由内部机构承受，基础不受力，特别适用于移动式设备，也广泛适用于各种场合的物料破碎。

破碎机充分利用脆性材料的抗弯、抗剪强度比抗压强度低的特点，采用交叉布齿，使破碎齿受力均匀，降低能耗；采用大齿、小辊、螺旋布齿，多破碎盘的结构，有更强的挟制大块能力，重复破碎少，生产能力强；在两个破碎辊下设有破碎棒，形成破碎齿和破碎棒三级破碎过程且可调整出料粒度，使碎后粒度均匀；齿辊转速低、磨损小、燥音低、粉尘小。

被破碎物料经给料口落入两辊子之间，进行挤压破碎，成品物料自然落下。

遇有过硬或不可破碎物时，辊子可凭液压缸或弹簧的作用自动退让，使辊子间隙增大，过硬或不可破碎物落下，从而保护机器不受损坏。

相向转动的两辊子有一定的间隙，改变间隙，即可控制产品最大排料粒度。

双辊破碎机是利用一对相向转动的圆辊，四辊破碎机则是利用两对相向转动的圆辊进行破碎作业。

四辊破碎机是一种冶金矿山设备配套中、细碎产品，也可通过调整上、下辊的间隙，破碎所需粒度的物料。

现有部分四辊破碎机规格如表1.6。

1.3齿辊破碎机的发展1.3.1九十年代前的齿辊式破碎机90年代前，齿辊式破碎机的技术存在不能严格控制碎后产品粒度，碎后产品过粉碎量大，机体受到的冲击载荷较大，破碎齿易坏，整体噪声大，维修量大等缺点。

如为了防止入料中的杂木、铁器、矸石、岩石等硬物料损坏破碎齿，在单齿辊破碎机的破碎板下端装有拉力弹簧，在双齿辊破碎机一破碎辊的两端装有压缩弹簧，目的是当大块物料或坚硬物料落到破碎腔不能被破碎时，破碎板或齿辊受力增大，从而压缩弹簧增大破碎腔的排料间隙，以便排出硬物，然后借弹簧的恢复力使可动破碎板或齿辊回到原来的位置。

如此便不能严格控制碎后产品的粒度。

1987年原兖州煤矿设计院在消化吸收美国雷克斯诺德（REXNORD ）公司生产的冈拉克36DAM型（Gundlach36DAM）破碎机的基础上，设计出的4PGC-380/350 1000型齿辊式破碎机，是当时技术上较为先进的破碎机。