双齿辊破碎机说明书

日期:2020-10-18 05:02

  本设计主要介绍了双齿辊破碎机的发展历史、组成及工作原理,在分析煤炭工业及煤炭工业的行业背景的基础上,了解了现代双齿辊破碎机在煤矿行业应用时主要存在的技术问题 和不足。根据这些问题和不足之出发而设计了本双齿辊破碎机。 本设计首先确定了设计方案,主要采用带传动加二级圆柱齿轮减速器减速,由于传动系 统简单,这就保证了传动的稳定性,同时在破碎辊齿方面也进行了改进,在破碎盘上加装了 破碎锥,所以破碎效果更好,不会产生过粉尘现象,其次就是加装了一套退让装置,退让装 置是由弹簧和齿轮桥机构组成的,这样就可以很好的补偿大块物料进入破碎箱时齿辊产生的 位移。 关键词:双齿辊破碎机; 破碎机ABSTRACT designintroduces teethroll crusher history, composition workingprinciple coalindustry coalindustry, based industrybackground, understanding moderndouble-toothed roll crusher coalindustry, primarily technologyapplication problems shortcomings.based proceedingdesigned doubleteeth roll crusher. firstset design, beltdrive plus two main gear reducer, simpledrive system, which ensures transmission,while brokentooth roller also made improvements brokenplate installation crushingcone, so broken better, excessivedust, followed concessionequipment, concession equipment springbridge institutions, so compensationcan goodchunk material crushingbox displacement generated when Roll. Key words: Double teeth roll crusher; Roll; Crusher 1.1齿辊式破碎机的应用与现状 1.1.1破碎理论 1.1.2现代破碎机的分类 1.1.3双齿辊破碎机的工作原理 1.1.4旧式的齿辊式破碎机的缺陷 1.1.5我国的几种型号齿辊破碎机的应用与现状 1.2双齿辊破碎机的工作原理 1.3现在齿辊破碎机的特点 1.3.1现在双齿辊破碎机的主要优点 1.3.2现在齿辊破碎机主要存在的问题.......................................................................... 1.4选题意义及本机设计特点 2.1设计具体要求 2.2总体传动方案确定 2.3理论参数的计算与分析 102.3.1 双齿辊式破碎机破碎能力的估算........................................................................ 10 2.3.2 双齿辊式破碎机的破碎功率的估算 112.3.3 双齿辊式破碎机电机的选择 122.4 传动系统的设计 122.4.1 传动比的分配 122.4.2 各级轴的参数的计算 122.5 142.5.1 确定计算功率 142.5.2 选择带型 142.5.3 确定带轮基准直径 152.5.4 验算带速V 152.5.5 确定V 带长度 152.5.6 确定基准长度 152.5.7 计算实际中心距 152.5.9 确定V 152.5.10 确定单根V 带拉力 162.5.11 计算压轴力 162.6 设计计算减速机齿轮 162.6.1 第一对齿轮设计计算 162.6.2 第二对齿轮设计计算 202.7 轴的设计与强度校核 242.7.1 轴的设计 242.7.2 输入轴的校核 282.8 减速器箱体主要结构尺寸 343.1 破碎齿辊轴的结构设计 353.1.1 确定轴的最小直径 353.1.2 结构设计 353.2 破碎齿辊轴的校核 363.3 破碎齿盘的设计 413.3.1 破碎齿盘的结构设计 413.3.2 破碎齿盘的切向力分析 423.4 破碎齿辊箱的箱体设计 444.1 齿轮桥的传动理论 444.2 齿轮箱总体设计 454.3 同步齿轮箱齿轮的设计 464.4 同步齿轮箱的箱体设计 525.1 双齿辊破碎机的安装 525.2 双齿辊破碎机启动时的检查 525.3 双齿辊破碎机的维护 525.3.1 常见故障的维护 525.3.2 日常使用和维护 556.1 本机结构特点 556.2 主要技术性能 55参考文献 56翻译部分 绪论1.1齿辊式破碎机的应用与现状 物料的粉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、 化工的矿物原料以及建筑材料的加工过程中,破碎作业都要消耗巨大的能量,而且又是个低效 率作业。物料的粉碎过程中,由于作业环节当中产生发声、发热、振动以及摩擦等作用,都使 能源大量消耗。因而多年来研究人员一直在研究如何能达到节能、高效的完成破碎和磨碎的 过程。从破碎理论研究到创新破碎设备(包括改造旧有的设备) 直至改变破碎生产工艺流程。 1.1.1破碎理论 目前破碎理论、工艺以及设备的研究主要着重于: 研究新的非机械破碎力的高能或者多力场联合作用的破碎机械设备,目前还没出现有工业化的设备,只是在研究阶段; 改进现在已有的设备,这方面大都经常是根据用户自己需要来进行的,而不见市场上大规模的生产或研制新破碎设备。 对于上述诸多的问题,由于国外的矿山自80 年代以来发展都较缓慢使得这方面进展并不 大。国外新设备也较少,国内由于国营大型矿山投入很少,也没有什么大的发展,而中小型的矿 山由于各地原料的需求不等,近几年却得到了一定的发展。 图1-1双齿辊破碎机破碎示意图 1.1.2现代破碎机的分类 现在有的工业化的破碎机按其结构形式可分为颚式破碎机、颚辊式破碎机、振动颚式破 碎机、振动式破碎机、回转式破碎机、高压辊式破碎机、圆锥式破碎机、冲击式破碎机、反 击式破碎机、锤式破碎机、齿辊式破碎机、立轴破碎机等多类;按破碎后对产品的粒度要求 又可分为粗碎、中碎、细碎和精细破碎。在我国的也多选煤厂,齿辊式破碎机以其结构简单、 工作可靠、成本低廉等的特点得到了非常广泛的应用。齿辊式破碎机按照破碎齿辊的数目可 分为单齿辊破碎机、双齿辊破碎机和多齿辊(三辊、四辊和六辊)破碎机。其中单齿辊、双齿 辊和四齿辊破碎机在工业现场应用得最为广泛。单齿辊破碎机的齿辊较长,主要用作于粗碎; 双齿辊破碎机和四齿辊破碎机的齿辊则较短,主要用作于中碎和细碎。 1.1.3双齿辊破碎机的工作原理 图1-2 双辊破碎机结构图 双齿辊破碎机是最常用的辊式破碎机,其结构详见图,它的破碎机构是—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,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,可以在导轨上前后移动,后辊的轴承用强力弹簧14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 过更换不问厚度的垫片。即16可调节两转辊的间距。 前辊通过减速齿轮9和10传动轴8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。为了使后辊后移对两齿轮仍能啮合,齿轮采用非标准长 光面辊子主要以挤压方式粉碎物料,它适于破碎中硬或坚硬物料,为了加强对物料的粉两辊子的转速也遭以不一致。此时对物科还兼施磨削作用,宜用于粘土及塑性物料的细碎, 产品粒度小且均匀。 带有沟纹的槽型辊子,破碎物料时,除施于挤压作用外.还兼施剪切作用,故适于强度 不大的脆性或粘湿性物料的破碎,产品粒度均匀,槽面辊子还可以帮助料块的扯入、当需要 取得较大的破碎比时宜采用槽面辊子。 图1-3 齿面辊子图 齿面辊子见图。该辊子由一块块带有齿5 装在轴2上,螺栓 将各块钢盘串接起来拉紧成为一整体。齿面辊子破婢物料时,除了施压作用外,还兼施劈裂作用,故适于破碎具有片状节理的软质和低硬度的脆性物料,如煤、干粘土、页岩等,破 碎产品的粒度也比较均匀,齿面和槽回辊子都不适于破碎坚硬物料。 1.1.4旧式的齿辊式破碎机的缺陷 90 年代前,齿辊式破碎机的技术存在不能够严格控制破碎后产品的粒度,破碎后产品过 粉碎量特别大,机体受到的冲击载荷也较大,破碎齿易损坏,整体的噪声大,维修量很大等 缺点。如,为了防止入料中的杂木、铁器、煤矸石、岩石等硬物料损坏破碎辊齿,在单齿辊 破碎机的破碎板下端都装有拉力弹簧,在双齿辊破碎机两个破碎辊的两端装有可压缩弹簧, 目的是当大块物料或坚硬物料落到破碎箱不能够被破碎时,破碎板或破碎齿辊受力增大,从 而能够压缩弹簧,增大破碎箱的排料的间隙,以便于排出硬物,然后能够借弹簧的恢复力使 可动的破碎板或破碎齿辊能够回到原来的位置。所以就不能严格控制碎后产品的粒度。 进入了90 年代以后,随着我国改革开放力度的加大,科技进步,煤的销售市场也发生了 很大的变化。人们对选煤的技术以及破碎设备提出了更高的要求,其中包括对煤破碎后产品 中降低细颗粒的含量、物料产品粒度的均匀性、减少过限的粒度、增大处理的能力等方面, 从而很好的推动了破碎机技术的发展和进步。首先是煤炭科学研究总院唐山分院开发了2PL 系列强力齿辊破碎机。该破碎机在技术上的进步主要在于:取消了原来双辊破碎机的退让弹 簧保险装置,将双破碎齿辊固定了,破碎齿使用新的技术与材料来防止难碎硬物损坏破碎齿, 这样就可以较严格控制碎后产品中的过大颗粒。 1.1.5我国的几种型号齿辊破碎机的应用与现状 1、Φ915 单齿辊破碎机 Φ915 单齿辊破碎机是华北工学院针对单齿辊破碎机存在的效率低、结构较复杂、受力 不均匀等的特点开发了新一代的 915 式单齿辊破碎机。这种破碎机具有两种结构形式。第 一种结构形式主要是将原来调整破碎齿板位置的拉力弹簧改成为推力弹簧,弹簧的弹性力是 490kN 。在压缩弹簧的两端分别装有两组螺母,外侧螺母主要用于调整破碎板位置从而调整 排料口的间隙,内侧螺母主要用于调整弹簧的弹性力。安装弹簧的拉杆是插在机体的支座上, 支座孔沿垂直的来方向为长方孔,用此调整产品的粒度。这种结构很好的降低了机体高度, 缩短了拉杆的长度,使结构更为的紧凑。第二种结构主要是利用颚式破碎机的楔形调整机构 和双辊破碎机的主动辊轴相结合,主要吸收了两者的优点。如:进料口较大,破碎辊的表面 可装有不同尺寸的破碎齿板,颚板上也镶有可更换的耐磨衬板,出料口大小可通过推力板上 的长方形螺孔来调整。该破碎机与同规格的颚式或双齿辊破碎机相比,破碎能力明显的增大, 效率也可提高3 %。同时由于有预碎和破碎两个破碎区域,破碎后的物料受破碎齿辊拨动而被强制排出机体外,所以更适用于处理含水分较大的煤。 2、FP500 系列分级破碎机 1994 年平顶山选煤设计院和郑州长城冶金设备厂研究开发出了FP500 系列分级齿辊破 碎机。该系列破碎机采用单电动机驱动,液力耦合器防止过载保护,其传动系统是电动机驱 动液力耦合器并带动一对锥齿轮,改变转动的方向并驱动主动破碎辊转动,主动破碎齿辊通 过另一端的一组直圆柱齿轮驱动被动辊转动。破碎齿呈螺旋形的布置,入料中的小颗粒物料 很容易通过破碎齿辊之间的间隙排出,大块则利用破碎齿的剪切和拉伸力进行破碎,改善了 传统破碎机中的物料不受控制一律破碎的情况。 3、2PGL 系列的双齿辊强力高效破碎机 进入90 年代中期山东莱芜煤矿机械厂引进德国的技术,开发生产了2PGL 系列双齿辊强 力高效的破碎机。该系列破碎机采用双电机、双液力耦合器、与双套齿轮箱直联式驱动,一 侧壁与一破碎辊用手动液压系统可移动,用来调整齿辊之间的间距,从而控制排料的粒度。 该机有液力耦合器过载保护和电控过载的保护,可有效防止难碎硬物损坏破碎齿。整机结构 较为紧凑,机体高度低,冲击负荷小。 4、2PLF 系列分级破碎机、2FJP600 系列强力分级破碎机 90 年代中期,煤炭科学研究总院唐山分院相继的开发了2PLF 系列分级破碎机、与 2FJP600 系列强力分级破碎机。 2PLF 系列分级破碎机在传动形式上主要是采用三角带大带轮传动,传动结构简单、故障 率很低。由于大带轮有蓄能作用,故所需的电机功率比直联式传动的要小。双齿辊采用对转 方式,破碎齿采用子弹头式的,表面堆焊硬质合金,强度大,破碎效率高并且磨损后便于修 2FJP600系列强力分级破碎机的双齿辊分别各自向两侧壁方向转动。齿辊上的破碎板采 用拼装式,破碎齿为在韧性较好的铸基体上堆焊硬质合金,不但是强度大,可破碎难碎硬物 而且破碎齿“宁弯不折”。当难碎硬物卡弯破碎齿后。现场无需更换破碎板而可将破碎齿直 接修复,在两侧壁上分别装有梳齿板,其有两个作用:使破碎过程完全为剪切拉伸,破碎 不易产生过粉碎;是起棒条筛的作用,可通过不需破碎的物料,而对需破碎的大块物料, 可严格地控制碎后产品的粒度。使碎后物料的三维尺寸都能得到控制,两齿辊分别向各自的 侧壁方向旋转也可以保证入料中已经达到要求粒度的物料不再二次破碎。从齿辊间的排料口 和齿辊与梳齿板间的排料口直接排出。从而减少能量消耗和因挤压破碎产生的过粉碎,两破 碎辊有两套独立的驱动装置。使两破碎辊各自独立工作。在实际破碎时。可根据入料量改变 工作制度,即入料少时开单机。入料多时开双机。用户更加节能。每台破碎机可配有A、 三种齿型,每以种齿型对应一种产品粒度。用户可以通过更换齿型来调整产品粒度而不需更换破碎机,实现一机多用。减少用户的重复投资,另外,由于该系列破碎机为强力破碎。 工艺布置时不需要手选皮带人工拣矸原煤。也不需要预先筛分而直接入破碎机。简化了选煤 工艺流程,降低了工作厂房高度,减少了选煤厂建设投资与生产费用。 1.2 双齿辊破碎机的工作原理 齿辊破碎机是一种对辊破碎机,破碎辊表面交错排列凸起的齿,两辊相向转动,将块料 破碎。齿辊破碎机是与烧结机配套使用的重要破碎设备,适用于冶金行业的冶炼厂、钢厂烧 结工段冷、热烧结块的中碎。该设备的工作状况和破碎效率直接影响合格烧结块的产量和整 个烧结工段生产的作业率。 两个破碎辊在传动装置的驱动下相向转动,固定辊1 支承在固定轴承2 上。移动辊3 上,安全装置5(弹簧保护装置)顶住活动轴承,并用定位垫块 调节两辊的间隙,其最小距离也称排料口宽度,用以控制破碎块产品粒度。物料自两辊上方加入,在辊 子与物料间摩擦力作用下,物料被带入两辊之间,受挤压破碎后,自下部排出(见图)两个破 碎辊在传动装置的驱动下相向转动,固定辊1 支承在固定轴承2 上。移动辊3 支承在移动轴 上,安全装置5(弹簧保护装置)顶住活动轴承,并用定位垫块 调节两辊的间隙,其最小距离也称排料口宽度,用以控制破碎块产品粒度。物料自两辊上方加入,在辊子与物料间 摩擦力作用下,物料被带入两辊之间,受挤压破碎后,自下部排出(见图)。破碎后的粒度一 般控制为80~120 mm。 1.固定辊 2.固定轴承 3.移动辊 4.移动轴承 5.安全装置 6.定位垫块 图1-4 齿辊破碎机工作原理示意图 1.3现在齿辊破碎机的特点 1.3.1现在双齿辊破碎机的主要优点 与现有的其他破碎机相比, 双齿辊破碎机在结构和性能上具有明显的优越性。主要是总 体结构简单, 结构紧凑重量轻。双齿辊破碎机的电动机与主机可以采用并列布置,所以减小了 占地面积, 同时用户可以根据设备布置的需要, 电动机可左右安装。全部齿轮传动可以合装 一箱, 整机结构紧凑。所以体积小重量轻, 一般上齿辊破碎机的重量仅是生产能力相同的。 其他型的破碎机的一半左右。传动系统简单,调整方便, 可以保护完善。归纳起来可以总结 为以下几点: 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。 1.3.2 现在齿辊破碎机主要存在的问题 传动型式落后采用开式长齿齿轮传动,以保证活动齿辊后退时传动不至于中断,齿轮的 啮合间隙很大,运转时有严重的冲击,空载噪声达90~103db。受传动系统的限制,齿辊只能 在低转速下工作。要提高处理能力,唯一途径就是加大齿辊尺寸,致使整机粗大笨重。国内 现有的双齿辊破碎机使用的一级齿轮传动和齿辊轴端的大肯轮分别位于机架两侧,是属开式 传动, 润滑条件很差。大齿轮的轮齿为“ 特殊长齿” 齿形很难以加工,精度低, 而且啮 合时侧隙很大, 虽然齿辊的转速很低, 一般不超过50r/min, 可运转时却有较大的冲击,空载 时噪音达87dB且以上。由于传动效率低,所以限制了生产力的提高。 寿命短破碎齿板的材料为 ZGMn13,使用中磨损严重,断齿现象时有发生,使用寿命一般 万元/台。能耗高,效果差吨煤能耗为0.37KW,产品粒及过粉碎现象比较严重。 维修不方便设备功能不全,用户不能随时调节齿辊中心距,使用和维修都不方便,由此 可见,老式齿辊破碎机成旧落后处理能力小,满足不了现代大型矿井是需要了。国内现有的 一些双齿辊破碎机的弹簧缓冲装置只有一种功能, 即当难破物进入破碎箱时,弹簧进一步被 压缩, 移动齿辊退让可使齿辊间距增大, 待难破物通过破碎腔之后移动齿辊在弹簧力的作用 下恢复原位。因该装置在结构上很不完善, 所以给现场使用带来许多不便, 使出料粒度不合 要求, 也无法调节齿辊中心距特别是当意外停电或安全销被剪断出现突然停机时, 积存在破 碎箱内的物料只能以人工排除, 费力又费时。 1.4选题意义及本机设计特点 设计者根据双齿辊破碎机存在的以上诸多问题而出发,设计本上齿辊破碎机本机在设计 方面大胆创新,吸取多方面设计经验,综合之后用于本设计当中,本机在功能上的具体特点: (1)其过粉碎率低主要是由于采取剪切原理,破碎后合格物料(包括入料中已含有的合格 物料)沿着破碎箱直接排出,避免了物料在破碎箱中相互掺杂、挤压、研磨等缺陷,所以物料 不容易产生过粉碎现象。 (2)可以严格的保证破碎产品粒度由于破碎齿辊上均匀的安装了破碎锥。在破碎锥是主要 的破碎部件,他主要是通过破碎剪切进行破碎物料,而破碎锥只在破碎箱的中部安装,所以 破碎后的物料在破碎箱内被排出时,不再受剪切作用,因此该破碎机能较好的控制物料的粒 (3)设计者又设计了弹簧缓冲装置并加了一套齿轮桥的退让装置,用户可以方便地调节 齿辊中心距。这带来两个好处。一是可根据需要随时调节出料粒度, 在不更换破碎板的情况 出料粒度可在40-80mm范围内调节。 二是当出现突然停机时可用增大齿辊中心距的办法 顺利地排除积存在破碎箱里的物料, 以便重新开机时实现空载启动。在传动上采用了“ 齿轮 桥”机构见图, 图1-5 齿轮桥机构示意图 连接杆所以使得齿辊中心距的调节量可达。 本机也设有此种同步平移机构, 从而保证了两个齿 辊轴心线的平行性。 设计者在破碎齿辊方面也进行里改进,如图1-5。国内现在的破碎辊齿主要有以下三种 第一种双齿辊破碎机辊子表面工作齿的齿形采用棱锥体齿,其1个辊齿上的棱边成凸形圆 槽,与辊子外表面成同心圆。为了得到接近立方体的破碎物料,辊的表面采用等间距矩形点 阵排列gt的布局,另1个辊子的1个辊齿正对棱形的中心,1个辊的辊齿顶到另1个辊子表面的 距离及两齿之间的间距大约就是产物的最大粒度,如图1-6所示。 图1-6 破碎机辊齿 第二种是双齿辊破碎机辊子表面工作齿的齿形采用楞锥体齿,其齿型如图4所示,每4个 辊齿嵌在1个齿套上,齿套通过螺钉固定在轮毂上,轮毂是正方形,在辊齿切割物连料的部位 用螺钉安装用合金制成的刀片,辊齿成螺旋型布置。打破了老式破碎机采用辊齿与对辊辊面 啮合破碎的方式,而是采用一系列的破碎齿通过键与轴连接成螺旋状,利用齿与齿的对滚破

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