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1、对辊式制砂机摘要制砂机大量应用于水泥厂、电厂等各个部门，所以它的设计有着广泛的前景和丰富的可借鉴的阅历。其设计的实质是在完成总体的设计方案以后就指各个主要零部件的设计、安装、定位等问题并对个别零件进展强度校核和试验。并在相关专题中对辊子的寿命延进步行比较具体的分析。在各个零部件的设计中要包括材料的选择、尺寸确实定、加工的要求构造工艺性的满足以及与其他零件的协作的要求等。在强度的校核时要运用相关公式进展危急部位的分析、查表、作图和和计算等。并随后对整体进展安装、工作过程以及工作后的各方面的检查同时兼顾到修理、保险 装置等方面的问题，最终对两个主要工作零件的加工精度、公差选择进展分析以保证制砂机最
2、终设计的经济性和牢靠性。关键词 对辊制砂机 辊子 设计AbstracSand making machineare applied to such each department as the cementplant , power plant ,etc. in a large amount, so its design has an extensive prospect and experience that can be used for reference. Its design essence is, formerly after total conceptual design, a d
3、esign which points each main spare part , question of installing and making a reservation etc., and carry on the intensity to check and test to the specific part, and in relevant thematic parts, analysis of comparing question that the life-span of very beginning of the roller lengthens in detail . I
4、n the design of each spare part , should include the choice , sureness , demand processed , structure craft satisfication of the size of the material , and the demand for cooperating with other parts, etc. When the intensityis checked , should use relevant formulae , carry on the analysis of the dan
5、gerous position, need to check form , mapping , calculation ,etc. Then to to install , work course , work situation after predict that carries on more overall inspection whole, give consideration to the question in such respects as maintaining and safety ,etc. at the same time . Finally , choose to
6、analyse in machining accuracy , public errand to two groundwork parts, economy and dependability that the sand making machine soed as to ensure is designed finally.Key WordsSand making machinerollerdesign第一章 引言1.1 制砂机相关概述1.1.1 裂开的目的固体物料在外力的作用下抑制物料的内聚力使大颗粒裂开成小颗粒的过程称为粉碎。在冶金、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
7、废料都需要用裂开机进展加工处理如在选矿厂为使矿石中的有用矿物到达单体分别就需要用裂开机将原矿裂开到磨矿工艺所要求的粒度。磨机再将裂开机供给的原料磨至有用矿物单体分别的粒度。再如在水泥厂须将原料裂开以便烧成熟料然后在将熟料用磨机磨成水泥。另外在建筑和筑路业需要用裂开机械将原料裂开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裂开机械将原料裂开到下一步作业要求的粒度。 在化工、电力部门裂开粉磨机械将原料裂开粉磨增加了物料的外表积为缩短物料的化学反响的时间制造 有利条件。随着工业的 快速进展和资源的快速减小各部门生产中废料的再利用是很重要的这些 废料的再加工处理需用裂
8、开机械进展裂开。因此裂开机械在很多部门起着重要作用。物料粉碎由裂开机和粉磨机来完成，粉碎的目的有如下：(1) 均化 随着粉碎的进展，物料的总外表积不断增加。因此大颗粒物料碎裂成细粉状态，这样才可能使几种不同固体物料主要是化学成分不同的混合， 得到良好的均匀效果。(2) 选矿解离 随着矿产资源的开发利用，原矿品位日趋降低，为了取得原矿中的有效成分，需要大量矿石经过选矿加工后才能利用，而且人选矿石中难选矿石愈来愈多。矿石中有用成分同杂质严密地结合在一起，为使矿石中有效成分解离。只有将其充分裂开。经过选矿才能将有用成分同杂质分开，并剥除杂质，得到较纯洁的精矿。 由于工业的进展，要求矿石综合回收的元索
9、越来越多， 对矿石的粉碎要求也更具体，对粉碎机械的要求也更高。(3) 粒度分布 在工业生产中，由于具体的生产工艺要求，对固体原料有较严格的粒度要求，粉碎机械必需满足其产品粒度。 (4) 使物料的比外表积增加比外表是单位质量或体积的物料的外表积，物料的粒度越小。其比外表积越大， 增加物料的比外表积可使物料同四周介质的接触面积增大，从而反响速度加快。例如催化剂的接触反响，固体燃料的燃烧与气，物料的溶解，吸附与枯燥，以及在化工上利用粉末颗粒流化床的大接触面积来强化传质与传热等。1.1.2 裂开过程的实质裂开过程必需是外力对被裂开物料做功抑制它内部质点间的内聚力才能发 生裂开，当外力对其做功使它裂开时
10、物料的潜能也因功的转化而增加，因此功率消耗理论实质上就是说明裂开过程的输入功与裂开前后物料的潜能变化之间的 关系。为了查找这种能耗规律和减小能耗的途径。很多学者从不同的角度供给了假设干个不同形式的裂开功耗学说。目前公认的有面积学说、体积学说、裂缝学说。我们只做简洁的介绍：1 面积学说1867 年Rittinger 提出的裂开消耗的有用功与生成的物料的外表积成正比。2 体积学说1874 年俄国基尔皮切夫与 18885 年的基克先后独立提出，外力作用于物体发生变形，外力所做的功储存在物体内成为物体的变形能。但一些脆性物料在弹性范围内它的应力与应变并不严格遵从虎克定律。变形能储至极限就会裂开。可以这
11、样表达：几何外形相像的同种物料裂开成同样外形的产物所需的功与她们的体积或质量成正比。3 裂缝学说1952 年 Bond 和中国留美学者王仁东提出的。 外力使矿块发生变形并贮存了局部变形能，一旦局部变形超过了临界点，则产生垂直与外表的断裂口。 断裂口形成后贮存在料块的内部的变形能就释放，裂口扩展成的外表。 输入功一局部转化为的生成面的外表能，另一局部因分子摩擦转化为热能释放。所以裂开功包括变形能和外表能。变形能和体积成正比外表能和面积成正比。三个学说各有肯定的适用范围，Hukki 试验争论说明：粗碎时，体积学说比较准确，裂缝学说与实际相差很大。细碎时，面积学说比较准确，裂缝学说计算的数据较小。
12、粗碎、 细碎之间的较宽的范围，裂缝学说较符合实际。 只要正确的运用它们就可以为分析争论裂开过程供给理论依据和方法。1.1.3 对辊式制砂机的特点和分类常见的裂开机主要有鄂式裂开机、旋回裂开机、圆锥裂开机、锤式裂开机、冲击式裂开机和齿辊裂开机等。齿辊裂开机是一种传统的裂开机械，它的主要裂开作用是劈碎，同其它类型的裂开机相比，这种裂开机的特点：(1) 裂开过程的能量消耗小；(2) 过粉碎粉化程度小，裂开的产物多呈立方体；(3) 构造简洁，工作牢靠，维护与检修便利；本钱低廉。 基于以上优点， 对辊式制砂机在很多工业部门都有广泛的应用。裂开机的分类、 按裂开作业的粒度要求分为粗碎裂开机、 中碎裂开机、
13、 细碎裂开机。、按构造和工作原理分为颚式裂开机、旋回裂开机、圆锥裂开机、锟式裂开机、锤式裂开机、还击式裂开机1.2 争论背景随着当今经济社会的进展，制砂机行业始终在突飞猛进，粉碎已是当今飞速进展的经济社会中不行缺少的一个环节，在各种金属、非金属、化工矿物原料加工品种和建筑材料的过程中粉碎操作要消耗巨大的能量，这是低效运作为提高制砂机粉碎的效率，降低能耗，物料粉碎过程中，由于作业中产生发声、发热、振动和摩擦等作用，使能源大量消耗。因而多年来界内人士始终在争论如何到达节能、高效地完成裂开和磨碎过程。从理论争论到创设备(包括改造旧有的设备) 直至转变生产工艺流程。依据所查的资料显示，现代双光辊裂开机
14、的技术已经格外成熟，比方：上海路桥建设有限责任公司开发的 2PGG 双光辊裂开机在各方面表现优秀，适合于选矿、化学、水泥、建筑材料等行业。该机还可由细碎转换为中碎。但是由于市场经济要求我们不仅要做到经济性好而且要性能牢靠，调整便利，转动平稳，震惊小，噪音低等特点，所以，我们现在争论双光棍裂开机还是有很乐观的意义的，表现优秀的裂开机是有市场前景的。制砂机作为人工砂的主要生产设备，始终在推动着国民经济增长中起到至关重要的作用，随着我国大多数地区自然砂的渐渐减小以及建筑业对砂石质量要求的不断提高，特别是国家环保政策执行力度的不断加强，市场对机制砂的要求越来越旺盛，如何在开发的混凝土骨料资源 人工砂，
15、保证满足国家时期建设的需要，已是摆在我们面前的一个重要课题。建国以来，尤其是改革开放以来，国家经济建设增长速度格外之快，作为混凝土骨料的砂子以及交通铁道所用的碎石工业的进展也格外快速，由改革开放前每年砂石 6 亿吨增加到 36 亿吨，每年出口的 2 亿吨，随着改革开放的深入， “十一五”规划的实施，根底设施的加强和高科技的进展，对制砂机的数量和质量都有更高的要求，国家队资源的保护和利用格外重视，1999 年和 2023 年中心曾召开两次人口资源环境座谈会，他在讲话中提及“对资源的保护和资源的治理必需严之又严”，总的是在开发中保护，保护中开发，资源开发和节约并举，把节约放在首位，努力提高资源利用
16、率，要乐观推动资源利用方式，从粗放向节约转变，走出一条适合我国国情的资源节约型的经济进展路子。如今金融危机渐渐散去，经济增长速度加快，国内企业生产也具有了稳定性烘干机设备，各种金属与非金属矿，建筑矿石冶金等行业生产规模的不断扩大， 使得制砂生产线在其进展中占据着格外重要的地位和位置，制砂机系统的石料生产线是矿石生产中常见的一种，设备组成依据分类和生产线的设备配置可以分为石子生产线、制砂生产线两大类，对辊式制砂机的主要工序是 由符合进料粒度的砂石送入制砂机口。利用电动机带动双棍子做相向的高速旋转运动，利用棍子与砂石之间的摩擦力和压力使得砂石裂开，利用液压系统调速两棍子之间的间 距，进而生产出不同
17、粒度，不同需求的砂石。液压制砂机在动力装置之间承受容积式液压静压传动，即靠液体的压力能进展工作，液压传动能无级调速范围大，能得到较低的稳定转速，快速作用时液压元件产生的运动惯性小，加速性能好，并可作调整反转，传动平稳，构造简洁， 可吸取冲击和振动，操纵省力，易实现自动化掌握，易于实现标准化、系列化、通用化等，基于液压传动的上述优点，液压式制砂机与机械传动式制砂机相比有以下主要特点：、大大改善了制砂机的技术性能，裂开力大、牵引力大、机器重量轻、传动平稳、作用效率高、构造紧凑，液压制砂机与同级机械传动制砂机相比作用力约高30%。、液压制砂机的系统有防止过载的力量，所以使用安全牢靠，操作简便，由于可
18、承受液压先导掌握，无论驱动功率多大操作均很敏捷、省力，操作人员的工作条件得到改善。、由于液压传动易于实现自动掌握，因此现代液压裂开机普遍承受了以微处理器为核心的电子掌握单元ECU，使发动机液压泵、掌握阀和执行元件在最正确匹配状态下工作，以实现节能和提高作业效率，同时还可实现整机状态参数的电子监控和故障诊断。、液压元件易于实现标准化、系列化和 通用化，便于组织大规模专业化生产， 进一步提高质量和降低本钱。因此本设计裂开机也考虑液压局部。1.3 国内外争论现状及进展趋势辊式裂开机消灭于 1806 年，它是一种较为古老的裂开设备。但是，由于它的构造简洁、紧凑轻松、 易于制造、工作牢靠， 特别是它的产
19、品过粉碎少，因此，至今仍在选煤、冶金烧结、水泥、玻璃、陶瓷等工业部门，以及小型选矿厂中使用， 而且有的改进与进展。 辊式裂开机被广泛用于裂开软质和中等硬度的物料， 对裂开湿料和黏性物料和坚硬物料， 使用范围受到了限制。近年来, 国外辊式裂开机进展的得很快,种类也很齐全。 按辊子的数目，辊式裂开几可以分为单辊、 双辊、三辊、和四辊四种；按辊面外形，可以分为光辊、齿辊、槽辊裂开机，辊式裂开机等等,就其构造而言，大多承受自动移动辊机构造， 液压调整， 油液掌握系统等技术、构造。但各制造厂所承受的构造形式和掌握系统各有不同，独具特色。如美国 Pettibone 公司生产的双辊裂开机，应用橡胶轮胎传动，
20、液压调整机构， 承受自动定位滚子轴承，运转平稳， 使用寿命较长。还有美国 Portec 公司生产的三辊裂开机，由一个固定辊和两个移动辊组成。移动辊由弹簧保持压力及固定工作位置。 固定辊由齿轮驱动， 移动辊由橡胶轮胎传动， 可进展单向给料裂开和双向给料裂开。三辊裂开机由单辊裂开机和双辊裂开机组合而成。 而四辊裂开机由两个双辊裂开机组合而成， 这种裂开机能完成粗碎和终碎两道工序，裂开效率很高。辊式裂开机的规格用辊子直径 D 和长度 L 表示，例如辊子直径为 1200mm ， 辊子长度为为 1000mm 的辊式裂开机表示为：1200mm 1000mm 。近年来国内外研制开发多种类型的裂开机，在国内仅
21、仅裂开机行业不算其他的选矿设备、水泥生产设备等产值也就在 50 亿下，型制砂机是 20 实际 80 年月中期进展起来的高效节能设备，形式上很像传统的对辊裂开机，但实质上有两点不同，一是对辊制砂机实施的是准静压裂开，它与冲击式粉碎方式相比节约能量约 30%，二是它对物体实施的是料层粉碎，是物料与物料之间的相互粉碎， 粉碎效率高，物料间的挤压压力可通过辊子压力来调整，辊间压力一般可达150-300MPa，裂开产品可达 2mm，实现了多碎少磨，该机型开头用于水泥工业， 其增产节能带来的经济效益引起了国际水泥界极大的关注和兴趣，随着科技的不断进步国外为了扩大辊压机的应用范围和提高其牢靠性，都在不断地改
22、进自己的产品，主要表现在以下几个方面：一是提高辊面的耐磨度，如德国洪堡公司将压辊外表堆焊耐磨层改为柱钉式辊面，柱钉的硬度到达刀具的硬度，使其具有更高的耐抗磨力量这是该公司的专利，克鲁普公司则承受金属耐磨块组合镶嵌式压辊来提高其耐磨度。二是压辊轴承的改进。由于该机轴承要承受巨大的静载荷和动载荷，原来用的双向列向心球面轴承寿命很短，改为多排滚柱轴承后可承受巨大的径向力，轴向力则由双作用止推轴承承受，轴承座本身具有调心功能。三是掌握系统的改进，使其到达自动化。德国洪堡公司开发的 ROLVLS 掌握系统可实现该机的自动化，并可调整生产过程，改进后的辊压机已开头用于金属矿山，如智利 LO SCO LO
23、RADO S 选铁矿厂使用德国 KHD 洪堡威达克公司的RPBR16-170、180 型辊压机作细碎作用。国际上的制砂机工厂从十几年前的风云突起到在市场上已尘埃落定，最 PDG-型液压辊式制砂机是公司多年矿石机械设备制造和正确决策的才智结晶，是一种具有国际先进水平的高能低耗制砂装备，在各种矿石裂开设备中起着不行替代的作用，其产品广泛用于金刚砂、建筑砂、鹅卵砂等各种行业。1.4 对辊制砂机的设计要求1.4.1 设计特点双齿辊裂开机机的主要性能特点是：1. 本机具有体积小、重量轻、噪声低、安装检修都格外便利等特点；2. 齿辊的构造尺寸都是依据产品粒度要求进展设计 ，裂开齿磨损后现场可直接更换裂开牙
24、齿，大大降低了使用本钱；3. 过粉碎极低。承受剪切原理，小于要求粒度的物料直接通过，对于大于粒度要求的物料进展裂开 ，避开了进入裂开机的物料搀杂裂开的缺陷。对于煤炭、焦碳等中等硬度物料， 过粉碎率一般在 5%以下。1.4.2 设计产品的用途和应用领域裂开机是冶金、矿山、矿山、电力、化工、建筑、陶瓷、水泥和筑路等工业部门广泛应用的设备， 每年有大量原料和再利用的废料都需要用裂开机进展加工处理，以到达下一级机械加工设备所要求的粒度， 所以裂开机主要应用于矿区。1.4.3 争论的主要内容本次设计主要就液压型对辊制砂机进展争论，液压型对辊制砂机以其独特的优点越来越得到广泛的应用，液压式制砂机的特点有提
25、高产量、降低生产能耗、构造简凑、重量轻、体积小等优点，液压型制砂机通过调定液压缸回路的调定压力来调整辊子的受力状况进而调整两辊子之间的间隙，掌握出料粒度，实现制砂的简洁化，较以前一般制砂机能更便利的掌握制砂系统，系统构造较简洁，本课题主要就型液压制砂机的液压掌握系统掌握回路及制砂机构造作全方面的研 究。1、首先依据所给参数确定制砂机的工艺参数和整体参数，然后确定总体传动方案。2、进展传动系统的设计计算，包括电动机功率确实定及型号的选择，减速器的设计，联轴器的选择等。3、构造件的设计计算，包括齿轮箱的设计，制砂机齿辊的 设计，退让装置的设计计算等。齿辊制砂机是一种传统的裂开机，技术上相比照较成熟
26、，但还是存在一些问题，比方简洁产生过粉碎现象，工作齿尖易磨损，齿板使用寿命短，所以在参考传统齿辊裂开机的根底上要对传统裂开机的缺点和缺乏之处做一些改进。4、争论的总体方案在对传统的制砂机有肯定的争论和生疏之后确定的总体的争论方案。5、轴的设计及计算本次设计的裂开机有 3 根主轴，由于篇幅有限，本文仅对其中一根轴的设计以及计算进展争论，其它轴设计参考它。轴的设计主要是对轴的受力进展分析，进而画出弯矩图和剪力图，一此来对轴进展设计。而本设计的裂开机的轴主要受到的是来自裂开辊之间的相互挤压。6、裂开辊的设计双光棍裂开机即有两个光面的裂开辊，并且裂开辊的辊皮是可以更换的。因此设计时就应考虑到这方面的因
27、素，以使裂开辊更简洁拆卸与安装。本次设计主要是执行件裂开辊的尺寸设计，进展刚度、弯曲强度校核，关键轴承的设计选用。1.4.4 小结通过在网上查阅裂开机方面的资料以及以些机械类杂志，了解裂开机的根本构造以及工作原理，在此根底上对裂开机进展了初步的设计。另外，由于国外生产的轴承比我国的小得多, 而且寿命还长。此外在耐磨材料、热处理工艺及自动化程度上与国外也都存在不小差距。要缩小差距并迎头赶上和超过国外先进技术, 就必需增加技术投入。引进国外先进的裂开技术和装备, 无疑对我国裂开机的质量和技术都有着重大的意义, 但引进的关键在于消化、吸取,并将其国产化。有条件做自行争论开发的单位,要重视提高产品质量
28、, 包括套产品的质量, 以使我国的产品在国际市场上占有一席之地。其次章 对辊制砂机的整体构造设计2.1 对辊式制砂机的工作原理2.1.1 对辊式制砂机的命名符号说明图双光棍弹簧调整式裂开机，直径 600mm，长 400mm2.1.2 传统制砂机工作原理传统制砂机的构造简图如下图，它的裂开机构是一对相互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参加到喂料箱 16 内，落在转辊的上面，物料在辊子外表摩擦力的作用下，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，裂开机是连续操作的， 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
29、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。当辊套的工作外表磨损时，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 4 压紧在顶座 12 上当转辊之间落入难碎物时，弹簧被压缩，后辊后移肯定距离，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。即可调整两转辊的间距。前辊通过减速齿轮 9
30、和 10 传动袖 3 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。辊子的工作外表依据使用要求，可以选用光面的如后辊2)、槽面的(如前辊 1)或是齿面的，本次设计的裂开机的两个辊子选用的都是光面。光面辊子主要以挤压方式粉碎物料，它适十裂开中硬或坚硬物料，为了加强对物料的粉碎，两辊子的转速也可以不全都。此时对物料还兼磨剥的作用，宜用于粘土及塑性物料的细碎，产品粒度小且均匀。2.2 双光辊裂开机的构造依据总体设计的规划与要求，主要部件构成有：裂开辊、调整装置、弹簧保险装置、传动装置和机架等组成。2.2.1 裂开装置在水平轴上平行装置两对相向回转的辊子，
31、它是裂开机的主要工作机构。水平轴上平行的一对辊子中，其中一个辊子的轴承是可动的，另一个辊子是固定的， 裂开辊是由轴、轮毂和辊皮构成。辊子轴承受键与锥形外表的轮毂协作在一起， 辊皮固定在轮毂上，借助三块锥形弧铁，利用螺栓帽将它们固定在一起的。由于辊皮与矿石直接接触，所以它需要时常更换，而且一般是应用耐磨性好的高锰钢或特别碳素钢铬钢、铬锰钢等制作。2.2.2 调整装置调整装置是用来调整两裂开辊之间的间隙大小即排料口的，它是通过增减两个辊子轴承之间的垫片数量，或者利用蜗轮调整机构进展调整的，以此掌握裂开产品粒度。本次设计承受增减两个辊子轴承之间的垫片数量来进展调整。图 2.3 调整装置示意图2.2.
32、3 弹簧保险装置它是辊式裂开机很重要的一个部件，弹簧松紧程度，对裂开机正常工作和过再保护都有乐观其重要的作用。机器正常工作是，弹簧的压力能平衡两个辊子之间所产生的作用力，以保持排矿口的间隙，使产品粒度均匀。当裂开机进入非磨碎物体时，弹簧被压缩，迫使可动裂开辊横向移动，排矿口宽度增大，保证机器不致损坏。非裂开物体排解后，弹簧恢复原状，机器照常工作。23可动164571、2 - 辊子； 3 物料； 4 固定轴承； 5 可动轴承；6 弹簧； 7 机架弹簧保险装置构造示意图型制砂机的保险装置由液压回路进展调控，代替了传统的纯弹簧调整装置，液压回路有较好的调速性能及良好的稳定性能，通过调整液压回路的压力
33、能够轻松的实现调整辊子之间的间距大小，比传统的弹簧调整更简洁实现自动化， 在弹簧式裂开机工作过程中，保险弹簧总处于振动状态，所以弹簧简洁产生疲乏破坏，必需常常检查，定期更换，型液压式制砂机就抑制了这一问题。2.2.4 传动装置电动机通过联轴器带动一对减速齿轮，又通过轴带动辊子，两辊子反向转动。2.2.5 机架机架用来固定安装轴承座和导轨。在构造上承受上下箱体机架构造。一般承受铸铁铸造，也可以承受螺栓连接而成。其要求是机架构造必需结实。本次设计承受承受铸铁铸造造机架。第三章 裂开执行机构主要零部件的设计在水平轴上平行装置两对相向回转的辊子，它是裂开机的主要工作机构。水平轴上平行的一对辊子中，其中
34、一个辊子的轴承是可动的，另一个辊子是固定的， 裂开辊是由轴、轮毂和辊皮构成。辊子轴承受键与锥形外表的轮毂协作在一起， 辊皮固定在轮毂上，借助三块锥形弧铁，利用螺栓帽将它们固定在一起的。3.1 双光辊裂开机主要执行机构参数的计算影响辊式裂开机生产力量和电机功率的主要参数有：啮角、给矿粒度、辊子转速。3.1.1 啮角确实定矿石中心O 为使推倒简化，假设裂开物料为圆形与辊子中心O 1或O 2 的连线与水平线所成的角度，称为啮合角a 。两个棍子产生的正压力 FF=fP都作用于物料块上,如图 2-6 所示。如将力 P 和 F 分别分解为水平分力和垂直分力，由图可以看出，只有在以下条件下， 物料块才能被两
35、个棍子卷入裂开腔：2 P sin a2 2 fP cos a2由于摩擦系数是摩擦角的正切，所以tan a2 f 或 2j3.1由次可见，最大啮合角应小于或等于摩擦角的两倍。图 3.1 辊子的受力分析当辊式裂开机裂开有用矿物时，一般取摩擦系数 f=0.300.35；或摩擦角j = 16501920，则裂开机最大啮合角a 33403840。结合本设计的实际状况，这里我们取摩擦角为j = 18。，则裂开机最大啮角a = 36。3.1.2 给矿粒度和转子直径当排矿口宽度e 肯定时,啮角的大小打算与辊子直径D 和给矿粒度d 的比值。下面争论一下当物料块可能被带入裂开腔时,辊子直径和给矿粒度间的关系。d
36、BDo /2Ao De图 3.2 给矿粒度和辊子直径示意图由6图 3-1 的 RtOAB 中可以看出acos2D + e=2=D + d2D + e D + d和 D 相比 e 很小,可略而不计,则D(1-acos)d =acos23.262当取 f=0.325 时, j = a =18， cos 18=0.9512故d 1 D20或D 20d3.36由此可见光面辊式裂开机的辊子直径应大于等于最大给矿粒度的 20 倍左右，也就是说，这种双辊式裂开机只能作为矿石的中碎和细碎。该设计的裂开机的 D=850mm，故 d42.5 mm。表3.13.1.3 生产力量m3S由双光辊裂开机的原理进展计算，理
37、论生产力量与工作时两辊子的间距 e、辊子圆周速度 v 以及辊子规格等因素有关。当速度以 v 米秒时，则理论上物料落下的体积为：Q= eLvV(立方米小时)而物料落下的速度与辊子的圆周速度的关系为：v = p Dn60，其中 n 为辊子每分钟的转数，应此eLp DnVQ=60 3600m = 188.4eLDnmm3h(立方米小时)或Q= 188.4eLDnmdTh(吨小时)3.7V式中e工作时排矿口宽度, 单位米； L辊子长度, 单位米； D辊子直径, 单位米； n辊子转数,转分； 物料的松散系数，中硬矿石， =0.200.30；潮湿矿石和粘性矿石， =0.400.60； 物料的容重，吨立方米
38、，本设计取为 2.8 吨立方米。当辊式裂开机裂开坚硬矿石时，由于压碎力的影响，两辊子间隙排矿口宽度有时略有增大，实际上可将公式3.7增大 25%，作为裂开坚硬矿石时的生产力量的近似公式，即：Q = 235eLDnmd ， 吨小时3.8式中，符号的意义和单位同上。本次设计的双光辊裂开机主要用来裂开中硬矿,因此以上参数可选择为e=0.008 m , L=0.7 m,D=0.85 m ,n=100 r/min , =0.2 , =2.8 t/m 3因此由公式 3.8 有Q = 235eLDnmd= 2350.0080.70.851000.22.8=62.64 t/h.3.1.4 电动机功率辊式裂开机
39、的功率消耗，通常多用阅历公式 或时间数据进展计算。光面辊式裂开机处理中硬以上的物料的需用功率，可用下述阅历公式计算：N = (100 110)Q，千瓦(3.9)0.735en式中Q生产力量，吨小时； e排矿口宽度，厘米； n辊子转数，转分。此处的 0.735 是将公制马力换为千瓦的折换系数。则 N= 100 62.64=106.5 KW0.735 0.8100总的传动效率： = 22 3123其中 1、 2、 3 分分别表示联轴器的传动效率，齿轮的传动效率，轴承的传动效率。由机械设计手册选取传动效率得： 1=0.99万向齿式联轴器 2=0.978 级精度，一般齿轮 3=0.98稀油润滑调心滚子
40、轴承 则 =0.9920.9720.983=0.87所需电动机功率为：Pr=p/=106.75/0.87=122.7KW依据已计算的所需的电动机功率，加上肯定的余度由电动机的额定功率以及一些其他参数进展初步的选择，由机械设计手册选取电动机型号为Y315M-4，电动机功率为 132KW，转速为 1480r/min.3.2 辊皮的设计辊式裂开机裂开辊的关键是辊皮，只要有了机械性能好，耐磨性能优良的辊皮，对辊机的其他技术指标是很简洁到达的。因此辊式裂开机辊皮材质的选择格外重要。在选材之前先对裂开辊的失效进展分析。3.2.1 辊式裂开机辊皮的失效形式分析对辊机辊皮的失效主要是两方面：一是机械损坏，如开
41、裂。这类机械损坏一般只发生在铸铁或球铁辊皮。辊皮假设开裂，对辊机就无法运转甚至还可能发生人身事故。二是磨损，磨损会使对辊机辊皮的外表产生沟槽，使两辊皮之间的间隙增大，因而原料的细碎度也就不能保证。磨损过快是很多对辊机辊皮都存在的严峻缺陷。3.2.1.1 辊皮的机械损坏形式辊皮发生气械损坏比较少，一般都是发生在高速强力细碎对辊机上，由于这种对辊机在两辊皮之间是强力挤压作用，挤压力可达 30t40t，是一般对辊机十几倍的挤压力。在这样高的挤压力的作用下，辊皮就必需具有很高的机械强度。但是，由于在辊皮的制造过程中，无论其化学成分和机械性能都很难得到有效掌握，甚至还可能存在一些铸造缺陷和较大的内应力。
42、球墨铸铁包括低合金球铁和中锰球铁的机械性能比灰铸铁高得多，应当能够承受较大的负荷。但是，由于这些球铁类辊皮的硬度只有 HB240 左右，为了提高耐磨性，必需将这些铸件进展淬火处理，把硬度提高到 HR50 以上。淬火虽然使耐磨性提高了，但淬火以后也可能产生很大的剩余内应力，或者可能产生裂纹。工作时在挤压力的作用下，辊皮有时会突然发生开裂，这就是说球铁类辊皮也存在着机械损坏的潜在危急。3.2.1.2 辊皮的磨损形式辊皮的磨损就是由辊皮的外表受到原料的摩擦作用而使其外表渐渐损耗的过程。在辊皮外表高应力的作用下，会形成局部的机械磨损。这种磨损在整个外表上是不均匀的，一般是形成从辊皮的两边到中部渐渐加深
43、的沟槽。这种沟槽主要是从两辊皮外表流过的原料中有硬的磨粒造成的磨损 ，主要属于粒磨损。依据磨粒磨损的公式13FKK N3.101HK 磨损度；1F 法向载荷；NH 材料硬度；K磨损度系数。公式中的磨损度是一个变化范围很大的数值，它和物料的性质等因素有关。由公式可见 ，磨损度 K1和材料的硬度 H 成反比，即材料的硬度越高，磨损度就越小。一般当对辊机辊皮的硬度 HRC50，其耐磨性就比较好：而当对辊机辊皮的硬度 HRC50 时 ，其耐磨性就明显下降。所以，国家行业标准中规定对辊机辊皮的外表硬度必需到达 HRC50，且硬度层深度在 20mm 以上。3.2.2 辊皮的设计原则常见的辊皮有：灰铸铁辊皮
44、、外圈包钢板的灰铸铁辊皮、外圈包钢板并在钢板外表堆焊耐磨焊条的辊皮、耐磨铸铁辊皮、高铬复合金制作辊皮等，为了便利辊皮的设计，本次设计选用铸造耐磨堆焊复合辊皮。由于对辊裂开机挤压辊在挤压物料过程中辊面的挤压力比辊压机要小很多， 所以制造的挤压辊辊体是中空的，依据工作压力的大小挤压辊辊皮的厚度一般在50100mm 之间。早期的对辊裂开机挤压辊的辊皮承受的是高 Cr 铸铁材料、高锰钢或超高锰钢整体铸造成的，用高 Cr 铸铁材料铸造的辊皮在运行过程中辊面简洁消灭掉块和辊皮断裂，用高锰钢和超高锰钢铸造的辊体辊面的耐磨性比较差，另外用这三种材料铸造的辊皮根本上都是一次性用的，当辊皮磨损以后，堆焊修复就格外
45、困难，由于这三种材料的可焊性比较差，韧性也差，堆焊修复过程中很简洁就把辊皮拉裂，所以当辊皮磨损到肯定程度后，厂家都是直接更换辊， 旧辊就报废不用修理，这就带来较大的滥费，给国家和企业都造成较大的经济损失。结合在辊压机辊面耐磨材料的研制以及辊压机辊面再生性修复方面丰富经 验，依据对辊裂开机挤压辊的实际运行状况，对挤压辊辊皮的制造工艺加以改进， 提出挤压辊辊皮的制造工艺承受铸造耐磨堆焊相结合的复合工艺，使挤压辊辊皮由以前的单一种材料变成复合材料，并且研制出专用于对辊裂开机挤压辊外表堆焊的耐磨材料 ZM 焊丝和 MD601 焊丝。ZM 焊丝堆焊过渡层，作用是保证堆焊层与辊体结合良好，防止整个堆焊层剥落，同时要求抗裂性好，能够有效阻挡辊面的焊接裂纹和疲乏裂纹向辊体的延长、进展，保护辊体不受破坏；MD601 焊丝是承受多元合金强化的高耐磨性材料，堆焊层金属含有大量的合金炭化物，保证了堆焊金属具有优异的抗磨粒磨损性能和肯定的抗冲击性能及抗剥落性能，堆焊层具有细密的网状裂纹，是释放焊接应力所必需的“应力释放裂纹”，有利于防止堆焊层的大面积掉块和剥落。挤压辊辊皮具体的复合制造工艺为：首先辊皮用一般的碳钢如 35钢等来铸造，辊皮铸造好后先用专用的耐磨焊丝 ZM 焊丝焊一层 过渡层，过渡层焊完后，再用 MD60