制砂机说明书

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经验。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行强度校核和试验。并在相关专题中对辊子的寿命延长进行比较详细的分析。在各个零部件的设计中要包括材料的选择、尺寸的确定、加工的要求结构工艺性的满足以及与其他零件的配合的要求等。在强度的校核时要运用相关公式进行危险部位的分析、查表、作图和和计算等。并随后对整体进行安装、工作过程以及工作后的各方面的检查同时兼顾到维修、保险 装置等方面的问题，最后对两个主要工作零件的加工精度、公差选择进行分析以保证制砂机最终设计的经济性和可靠性。

关键词 对辊制砂机 辊子 设计

Abstrac

Sand making machine are applied to such each department as the cement

plant , 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 design 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 . In 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 intensity is checked , should use relevant formulae , carry on the analysis of the dangerous 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 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 Words Sand making machine roller design

第一章 引言 1.1 制砂机相关概述 1.1.1 破碎的目的

固体物料在外力的作用下克服物料的内聚力．使大颗粒破碎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废料都需要用破碎机进行加工处理如在选矿厂为使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。磨机再将破碎机提供的原

料磨至有用矿物单体分离的粒度。再如在水泥厂须将原料破碎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。 在化工、电力部门破碎粉磨机械将原料破碎粉磨增加了物料的表面积为缩短物料的化学反应的时间创造有利条件。随着工业的 迅速发展和资源的迅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破碎机械进行破碎。因此破碎机械在许多部门起着重要作用。物料粉碎由破碎机和粉磨机来完成，粉碎的目的有如下：

(1) 均化 随着粉碎的进行，物料的总表面积不断增加。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紧密地结合在一起，为使矿石中有效成分解离。只有将其充分破碎。经过选矿才能将有用成分同杂质分开，并剥除杂质，得到较纯净的精矿。 由于工业的发展，要求矿石综合回收的元索越来越多，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，粉碎机械必须满足其产品粒度。 (4) 使物料的比表面积增加 比表面是单位质量或体积的物料的表面积，物料的粒度越小。其比表面积越大，增加物料的比表面积可使物料同周围介质的接触面积增大，从而反应速度加快。例如．催化剂的接触反应，固体燃料的燃烧与气，物料的溶解，吸附与干燥，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 破碎过程的实质

破碎过程必须是外力对被破碎物料做功克服它内部质点间的内聚力才能发生破碎，当外力对其做功使它破碎时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阐明破碎过程的输入功与破碎前后物料的潜能变化之间的关系。为了寻找这种能耗规律和减小能耗的途径。许多学者从不同的角度提供了若干个不同形式的破碎功耗学说。目前公认的有面积学说、体积学说、裂缝学说。

我们只做简单的介绍：

1面积学说

1867年Rittinger提出的破碎消耗的有用功与新生成的物料的表面积成正比。

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破裂。可以这样叙述：几何形状相似的同种物料破碎成同样形状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部分变形能，一旦局部变形超过了临界点，则产生垂直与表面的断裂口。 断裂口形成后贮存在料块的内部的变形能就释放，裂口扩展成新的表面。 输入功一部分转化为新的生成面的表面能，另一部分因分子摩擦转化为热能释放。所以破碎功包括变形能和表面能。变形能和体积成正比表面能和面积成正比。

三个学说各有一定的适用范围，Hukki 实验研究表明：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。 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研究破碎过程提供理论根据和方法。 1.1.3 对辊式制砂机的特点和分类

常见的破碎机主要有鄂式破碎机、旋回破碎机、圆锥破碎机、锤式破碎机、冲击式破碎机和齿辊破碎机等。齿辊破碎机是一种传统的破碎机械，它的主要破碎作用是劈碎，同其它类型的破碎机相比，这种破碎机的特点：

(1) 破碎过程的能量消耗小；

(2) 过粉碎（粉化）程度小，破碎的产物多呈立方体；

(3) 结构简单，工作可靠，维护与检修方便；成本低廉。 基于以上优点，对辊式制砂机在许多工业部门都有广泛的应用。

破碎机的分类

⑴、 按破碎作业的粒度要求分为 粗碎破碎机、 中碎破碎机、 细碎破碎机。

⑵、按结构和工作原理分为颚式破碎机、旋回破碎机、圆锥破碎机、锟式破碎机、锤式破碎机、反击式破碎机 1.2 研究背景

随着当今经济社会的发展，制砂机行业一直在突飞猛进，粉碎已是当今飞速发展的经济社会中不可缺少的一个环节，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一直在研究如何达到节能、高效地完成破碎和磨碎过程。从理论研究到创新设备(包括改造旧有的设备)直至改变生产工艺流程。根据所查的资料显示，现代双光辊破碎机的技术已经非常成熟，比如：上海路桥建设有限责任公司开发的2PGG双光辊破碎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可靠，调节方便，转动平稳，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积极的意义的，表现优秀的破碎机是有市场前景的。

制砂机作为人工砂的主要生产设备，一直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天然砂的逐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，如何在开发新的混凝土骨料资源----人工砂，保证满足国家新时期建设的需要，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非常之快，作为

混凝土骨料的砂子以及交通铁道所用的碎石工业的发展也十分迅速，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，基础设施的加强和高科技的发展，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十分重视，1999年和2000年中央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管理必须严之又严”，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，努力提高资源利用率，要积极推进资源利用方式，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发展新路子。

如今金融危机逐渐散去，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发展中占据着十分重要的地位和位置，制砂机系统的石料生产线是矿石生产中常见的一种，设备组成根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破碎，利用液压系统调速两棍子之间的间距，进而生产出不同粒度，不同需求的砂石。

液压制砂机在动力装置之间采用容积式液压静压传动，即靠液体的压力能进行工作，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，结构简单，可吸收冲击和振动，操纵省力，易实现自动化控制，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下列主要特点：

、大大改善了制砂机的技术性能，破碎力大、牵引力大、机器重量轻、传动平稳、作用效率高、结构紧凑，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能力，所以使用安全可靠，操作简便，由于可采用液压先导控制，无论驱动功率多大操作均很灵活、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控制，因此现代液压破碎机普遍采用了以微处理器为核心的电子控制单元（ECU），使发动机液压泵、控制阀和执行元件在最佳匹配状态下工作，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。

④、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成本。 因此本设计破碎机也考虑液压部分。

1.3 国内外研究现状及发展趋势

辊式破碎机出现于 1806 年，它是一种较为古老的破碎设备。但是，由于它的结构简单、紧凑轻便、 易于制造、工作可靠， 特别是它的产品过粉碎少，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， 而且有新的改进与发展。 辊式破碎机被广泛用于破碎软质和中等硬度的物料， 对破碎湿料和黏性物料和坚硬物料， 使用范围受到了限制。近年来,国外辊式破碎机发展的得很快,种类也很齐全。 按辊子的数目，辊式破碎几可以分为单辊、 双辊、三辊、和四辊四种；按辊面形状，可以分为光辊、齿辊、槽辊破碎机，辊式破碎机等等,就其结构而言，大多采用自动移动辊机结构， 液压调整， 油—液控制系统等新技术、新结构。但各制造厂所采用的结构形式和控制系统各有不同，独具特色。如美国 Pettibone 公司生产的双辊破碎机，应用橡胶轮胎传动，液压调整机构， 采用自动定位滚子轴承，运转平稳， 使用寿命较长。还有美国 Portec 公司生产的三辊破碎机，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， 可进行单向给料破碎和双向给料破碎。三辊破碎机由单辊破碎机和双辊破碎机组合而成。 而四辊破碎机由两个双辊破碎机组合而成， 这种破碎机能完成粗碎和终碎两道工序，破碎效率很高。

辊式破碎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的辊式破碎机表示为：Φ1200mm ×1000mm 。

近年来国内外研制开发多种类型的破碎机，在国内仅仅破碎机行业不算其

他的选矿设备、水泥生产设备等产值也就在50亿下，新型制砂机是20实际80年代中期发展起来的高效节能设备，形式上很像传统的对辊破碎机，但实质上有两点不同，一是对辊制砂机实施的是准静压破碎，它与冲击式粉碎方式相比节省能量约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节，辊间压力一般可达150-300MPa，破碎产品可达2mm，实现了多碎少磨，该机型开始用于水泥工业，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可靠性，都在不断地改进自己的产品，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表面堆焊耐磨层改为柱钉式辊面，柱钉的硬度达到刀具的硬度，使其具有更高的耐抗磨能力（这是该公司的专利），克鲁普公司则采用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。

三是控制系统的改进，使其达到自动化。德国洪堡公司开发的ROLVLS控制系统可实现该机的自动化，并可调节生产过程，改进后的辊压机已开始用于金属矿山，如智利LO SCO LO 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，最新PDG-Ⅲ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智慧结晶，是一种具有国际先进水平的高能低耗制砂装备，在各种矿石破碎设备中起着不可替代的作用，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

双齿辊破碎机机的主要性能特点是：

1.本机具有体积小、重量轻、噪声低、安装检修都十分方便等特点； 2.齿辊的结构尺寸都是根据产品粒度要求进行设计 ，破碎齿磨损后现场可直接更换破碎牙齿，大大降低了使用成本；

3.过粉碎极低。采用剪切原理，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行破碎 ，避免了进入破碎机的物料搀杂破碎的缺陷。 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

破碎机是冶金、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破碎机进行加工处理，以达到下一级机械加工设备所要求的粒度， 所以破碎机主要应用于矿区。

1.4.3 研究的主要内容

本次设计主要就液压型对辊制砂机进行研究，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高产量、降低生产能耗、结构简凑、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节辊子的受力情况进而调节两辊子之间的间隙，控制出料粒度，实现制砂的简单化，较以前普通制砂机能更方便的控制制砂系统，系统结构较简单，本课题主要就新型液压制砂机的液压控制系统控制回路及制砂机结构作全方面的研究。

1、首先根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、进行传动系统的设计计算，包括电动机功率的确定及型号的选择，减速器的设计，联轴器的选择等。

3、结构件的设计计算，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破碎机，技术上相对比较成熟，但还是存在一些问题，比如容易产生过粉碎现象，工作齿尖易磨损，齿板使用寿命短，所以在参考传统齿辊破碎机的基础上要对传统破碎机的缺点和不足之处做一些改进。 4、研究的总体方案

在对传统的制砂机有一定的研究和熟悉之后确定新的总体的研究方案。

5、轴的设计及计算

本次设计的破碎机有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行讨论，其它轴设计参考它。

轴的设计主要是对轴的受力进行分析，进而画出弯矩图和剪力图，一此来对轴进行设计。而本设计的破碎机的轴主要受到的是来自破碎辊之间的相互挤

压。

6、破碎辊的设计

双光棍破碎机即有两个光面的破碎辊，并且破碎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素，以使破碎辊更容易拆卸与安装。

本次设计主要是执行件破碎辊的尺寸设计，进行刚度、弯曲强度校核，关键轴承的设计选用。 1.4.4 小结

通过在网上查阅破碎机方面的资料以及以些机械类杂志，了解破碎机的基本结构以及工作原理，在此基础上对破碎机进行了初步的设计。

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, 就必须增加技术投入。引进国外先进的破碎技术和装备, 无疑对我国破碎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、吸收,并将其国产化。有条件做自行研究开发的单位,要重视提高产品质量, 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。

第二章 对辊制砂机的整体结构设计

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

双光棍弹簧调整式破碎机，直径600mm，长400mm 2.1.2 传统制砂机工作原理

传统制砂机的结构简图如图所示，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。即可调节两转辊的间距。

前辊通过减速齿轮9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。

辊子的工作表面根据使用要求，可以选用光面的（如后辊2)、槽面的(如前辊1)或是齿面的，本次设计的破碎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，它适十破碎中硬或坚硬物料，为了加强对物料的粉碎，两辊子的转速也可以不一致。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 双光辊破碎机的构造

根据总体设计的规划与要求，主要部件构成有：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

在水平轴上平行装置两对相向回转的辊子，它是破碎机的主要工作机构。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，破碎辊是由轴、轮毂和辊皮构成。辊子轴采用键与锥形表面的轮毂配合在一起，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殊碳素钢（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破碎辊之间的间隙大小（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行调整的，以此控制破碎产品粒度。本次设计采用增减两个辊子轴承之间的垫片数量来进行调整。

图2.3调整装置示意图

2.2.3弹簧保险装置

它是辊式破碎机很重要的一个部件，弹簧松紧程度，对破碎机正常工作和过再保护都有积极其重要的作用。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。当破碎机进入非磨碎物体时，弹簧被压缩，迫使可动破碎辊横向移动，排矿口宽度增大，保证机器不致损坏。非破碎物体排除后，弹簧恢复原状，机器照常工作。

23可动16457

1、2 - 辊子； 3 – 物料； 4 – 固定轴承； 5 – 可动轴承； 6 – 弹簧； 7 – 机架

弹簧保险装置结构示意图

新型制砂机的保险装置由液压回路进行调控，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，通过调节液压回路的压力能

够轻松的实现调节辊子之间的间距大小，比传统的弹簧调节更容易实现自动化，在弹簧式破碎机工作过程中，保险弹簧总处于振动状态，所以弹簧容易产生疲劳破坏，必须经常检查，定期更换，新型液压式制砂机就克服了这一问题。

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。在结构上采用上下箱体机架构造。一般采用铸铁铸造，也可以采用螺栓连接而成。其要求是机架结构必须坚固。本次设计采用采用铸铁铸造造机架。

第三章 破碎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，它是破碎机的主要工作机构。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，破碎辊是由轴、轮毂和辊皮构成。辊子轴采用键与锥形表面的轮毂配合在一起，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 双光辊破碎机主要执行机构参数的计算

影响辊式破碎机生产能力和电机功率的主要参数有：啮角、给矿粒度、辊子转速。

3.1.1 啮角的确定

矿石中心O（为使推倒简化，假设破碎物料为圆形）与辊子中心O1（或O2）的连线与水平线所成的角度，称为啮合角。

两个棍子产生的正压力F（F=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，只有在下列条件下，物料块才能被两个棍子卷入破碎腔：

2Psin22fPcos2

由于摩擦系数是摩擦角的正切，所以 tan

2 ≦ f 或 ɑ≦2 （3.1）

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

当辊式破碎机破碎有用矿物时，一般取摩擦系数f=0.30～0.35；或摩擦角

16°50′～19°20′，则破碎机最大啮合角33°40′～38°40′。结合本设计的实际情况，这里我们取摩擦角为18。，则破碎机最大啮角36。。

3.1.2 给矿粒度和转子直径

当排矿口宽度e一定时,啮角的大小决定与辊子直径D和给矿粒度d的比值。下面研究一下当物料块可能被带入破碎腔时,辊子直径和给矿粒度间的关系。

dBDα/2

oAe

oD

图3.2 给矿粒度和辊子直径示意图

由[6]图3-1 的Rt△OAB中可以看出

DeDe cos2Dd2Dd2和D相比e很小,可略而不计,则

D(1cos)2 （3.2）[6] dcos2当取f=0.325时, 故 d=18°，cos18°=0.951 21D 20或 D20d （3.3）[6]

由此可见光面辊式破碎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，这种双辊式破碎机只能作为矿石的中碎和细碎。

该设计的破碎机的D=850mm，故d≦42.5 mm。

表3.1

3.1.3 生产能力

由双光辊破碎机的原理进行计算，理论生产能力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：

QVeLv m3 (立方米／小时)

SDn60而物料落下的速度与辊子的圆周速度的关系为：v分钟的转数，应此

QV，其中 n为辊子每

eLDn33600188.4eLDn m (立方米／小时)

h60或 QV188.4eLDn T／h (吨／小时) （3.7）

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；

μ───物料的松散系数，中硬矿石，μ=0.20～0.30；潮湿矿石和粘性矿石，μ=0.40～0.60；

δ───物料的容重，吨／立方米，本设计取为2.8 吨／立方米。

当辊式破碎机破碎坚硬矿石时，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%，作为破碎坚硬矿石时的生产能力的近似公式，即：

Q235eLDn， 吨／小时 （3.8）

式中，符号的意义和单位同上。

本次设计的双光辊破碎机主要用来破碎中硬矿,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 ,μ=0.2 , δ=2.8 t/m3 因此由公式3.8有Q235eLDn= 235×0.008×0.7×0.85×100×0.2×2.8= 62.64 t/h.

3.1.4 电动机功率

辊式破碎机的功率消耗，通常多用经验公式 或时间数据进行计算。 光面辊式破碎机（处理中硬以上的物料）的需用功率，可用下述经验公式计算：

N(100~110)Q ，千瓦 (3.9)

0.735en式中 Q───生产能力，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 KW

0.7350.8100总的传动效率： η=η12×η22×η

3 3

其中η1、η2、η3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： η1=0.99（万向齿式联轴器） η2=0.97（8级精度，一般齿轮） η3=0.98（稀油润滑调心滚子轴承） 则η=0.992×0.972×0.983=0.87

所需电动机功率为：

Pr=p/η=106.75/0.87=122.7KW

根据已计算的所需的电动机功率，加上一定的余度由电动机的额定功率以及一些其他参数进行初步的选择，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

辊式破碎机破碎辊的关键是辊皮，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容易达到的。因此辊式破碎机辊皮材质的选择十分重要。在选材之前先对破碎辊的失效进行分析。 3.2.1辊式破碎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，如开裂。这类机械损坏一般只发生在铸铁或球铁辊皮。辊皮如果开裂，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表面产生沟槽，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重缺陷。

3.2.1.1辊皮的机械损坏形式

辊皮发生机械损坏比较少，一般都是发生在高速强力细碎对辊机上，因为这种对辊机在两辊皮之间是强力挤压作用，挤压力可达30t～40t，是普通对辊机十几倍的挤压力。在这样高的挤压力的作用下，辊皮就必须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控制，甚至还可能存在一些铸造缺陷和较大的内应力。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，应该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，必须将这些铸件进行淬火处理，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残余内应力，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险。

3.2.1．2辊皮的磨损形式

辊皮的磨损就是由辊皮的表面受到原料的摩擦作用而使其表面逐渐损耗的过程。在辊皮表面高应力的作用下，会形成局部的机械磨损。这种磨损在整个表面上是不均匀的，一般是形成从辊皮的两边到中部逐渐加深的沟槽。这种沟槽主要是从两辊皮表面流过的原料中有硬的磨粒造成的磨损 ，主要属于粒磨损。按照磨粒磨损的公式[13]

K1KFN （3.10） HK1──磨损度； FN──法向载荷；

H ──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HRC≥50，其耐磨性就比较好：而当对辊机辊皮的硬度HRC<50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表面硬度必须达到HRC≥50，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、外圈包钢板的灰铸铁辊皮、外圈包钢板并在钢板表面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，为了方便辊皮的设计，本次设计选用铸造＋耐磨堆焊复合辊皮。

由于对辊破碎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，根据工作压力的大小挤压辊辊皮的厚度一般在50～100mm之间。早期的对辊破碎机挤压辊的辊皮采用的是高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容易出现掉块和辊皮断裂，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基本上都是一次性用的，当辊皮磨损以后，堆焊修复就非常困难，因为这三种材料的可焊性比较差，韧性也差，堆焊修复过程中很容易就把辊皮拉裂，所以当辊皮磨损到一定程度后，厂家都是直接更换新辊，旧辊就报废不用维修，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，根据对辊破碎机挤压辊的实际运行情况，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采用铸造＋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破碎机挤压辊表面堆焊的耐磨材料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，能够有效阻止辊面的焊接裂纹和疲劳裂纹向辊体的延伸、发展，保护辊体不受破坏；MD601焊丝是采用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一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须的“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：首先辊皮用普通的碳钢如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MD601焊丝在辊面堆焊一层耐磨层。采用复合工艺制造的对辊破碎机挤压辊的优点是：a、辊皮基体是用碳钢铸造的，辊皮韧性好，可焊性好，辊皮不容易断裂；b、用专用的耐磨焊丝堆焊的耐磨层，使辊面的耐磨性大大提高，辊面至少可以用一年而不用补焊，挤压辊的使用寿命有了很大的提高；c、当辊面的耐磨层磨损以后，因为辊皮基体是碳钢，可以用耐磨焊丝重新堆焊修复，而不用担心辊皮会被拉裂，并且辊皮可以反复堆焊修复多次，这就避免让辊体报废，为企业带来较大的经济效益；d、采用复合工艺制造新辊辊体成本比采用整体铸造工艺制造新辊辊体成本低20％左右。

3.2.3辊皮结构设计

辊皮的结构主要由四大部分组成。辊皮、轮毂1、轮毂2、螺栓这四个部分组成。安装时通过螺栓使轮毂1和轮毂2压紧。由于两个轮毂和辊皮都有一个锥

度，因此辊皮能很好的安装好。不仅结构简单而且轮毂较轻。破碎机的好坏关键在辊皮，没有合格的耐磨辊皮，就不会有合格的对辊机。采用安全可靠经济实用的耐磨辊皮，以及合理的结构，将使辊式破碎机的性能大大的提高。辊皮的具体结构见图3.3。

1–轮毂 2-辊皮 3–轮毂 4-键 5-螺母 6-轴

图3.3 辊子装配结构示意图

1,3──轮毂：材料为45钢，钢轮毂的主要优点是：制造工艺简单，成本相对较低，抗金属疲劳能力强。

2──辊皮：35钢铸造+耐磨焊丝堆焊。最薄处的厚度为45mm。与轮毂配合处的斜度为12°。

4──键

5──螺栓：每给辊子上8个30M螺栓。材料35CrMo。

3.3 传动轴的设计与计算

这部分主要对传动轴中的一根进行设计。

3.3.1 辊的受力分析

光辊是由辊皮，轮毂，螺母，螺栓等组成。 3.3.1.1辊皮的受力分析 插入轴的装配示意图

辊式破碎机能否保证辊的受力均匀、间隙正确、避免对辊的损伤，是保证辊子正常工作的关键因素。对辊子进行挟入物料的力学分析，算出辊子的受力，是对辊子轴设计的基础。本节将分析差速反向旋转光辊的工作区进行力学分析。

图3.5 光辊的受力分析示意图

当物料进入辊轧区后，趋近中心轧点辊间隙越小，压强越大，压强的增大于物料压缩程度成正比。如图所示，设物料在最下轧距处的最大为压强p1，而在α角处为p，此时

p1C1B pC1D1令光辊半径为r，则有 C1B1r1cos2rsin2(2) ；

D1B12rsin2() ； C1D1C1B1D1B1r(1cos)r(1cos)，

2p12 ； psin2sin222p122 当α和θ足够小时，可简化2，则pp1(12)；

p2sin2当θ角增加到d时，磨辊上所承受压力增加dP，则可积分得到总压力

PPdA，式中dA为d间所占辊子面积在Y轴上的投影，令光辊长度为

0L，则

dArLdcos，代入前式可得 P02p1rLcos(12)d

积分简化，取sin，最后得到 P2p1rL （3.11） 3合力矩应与积分力矩相等，设合力矩臂为x，则 M=xP=rsinpdA； （3.12）

0故

x02p1rL(12)sind2p1rL3

当θ足够小时，取sin，则

故

23p1rL(12)d30xr28p1rL23，

M231p1rLrp1r2L2 （3.13） 384从此式可以看出，辊子总压力合力的位置大约位于最小轧点以上3/8轧区长度处。

破碎过程可以划分为“预损—碎裂—压实”三个阶段，在实压阶段物料所受的力应大于其抗压强度。石灰石、熟料、煤及其它矿石，其抗压强度不超过100Mp。普通辊式破碎机一般工作间隙在10-40mm，一端辊圈带弹性支承，遇强力作用时能产生退让，间隙可变大，其破碎时作用力一般5t在左右，辊式细碎机工作间隙一般在5mm 以下，采用刚性支承许用破碎力设计在10t，遇强力超过10t时采用剪切保护，剪切销破坏后更换复位，在不超过许用压力的情况下可以强制破碎。本设计要求的破碎力为10t，故：

P=10t=1×10N,

5

M=

PDsin181050.85sin18==7.4×103 N·m 22此外还有辊子受到摩擦所产生的转矩，但辊子为空心的，产生的转矩比较小，把求得的转矩乘以一系数K=1.1,

M=KM=1.1×7.4×10

3

=8.14×103 N·m

3.3.2 联轴器的选择

通过装配方案可以看出，最小直径应该是联轴器的一端，根据破碎机的工作原理了解到破碎棍在破碎物料时将产生很大的扭矩和弯矩，同时也有很大的消耗，所以破碎辊工作时要通过联轴器来传递减速器输出的扭矩和能量，破碎辊通

过键与联轴器连接。

联轴器的计算转矩Tca=KaT， 其中T，表示轴上的扭矩

7 106.5T，=9550000×p轴=9550000×=1.0×10N·mm

100n轴Ka表示工作情况系数，在本设计中选取ka=2.3 故联轴器的计算转矩 Tca=2.3×1.0×10

7

=2.3×107 N·mm

按照计算转矩Tca应小于联轴器公称转矩的条件，查机械设计手册：选用ZL11型弹性柱销联轴器，其公称转矩为40000N·m，半联轴器的孔径为d =180 mm，半联轴器与轴配合的毂孔长度L1=242mm。

3.3.3 轴的设计

3.3.3.1 主轴的最小直径的确定

选取轴的材料为45号钢，经调质处理，抗拉强度极限度极限

=360MPa；弯曲疲劳极限

＝60MPa。

＝650MPa；屈服强＝155MPa；许

=300MPa；剪切疲劳极限

用弯曲应力

由《机械设计》得：

P1 ndminA03式中：dmin为轴的最小直径

A0为按轴的许用扭转应力确定的系数 P为轴传递的功率

N为轴的转速

按上式初步确定轴的最小直径 由《机械设计》选取Ao=126 则轴的最小直径为：

106.5P1=126×3=130.8 mm. n100dminA03当轴截面上开有键槽时，应增大轴颈以考虑键槽对轴的强度的削弱，对于直径d>100mm的轴，有一个键槽时轴径增大3%，有两个键槽时，应增大7%，对于直径d<100mm的轴，有一个键槽时轴径增大5%-7%，有两个键槽时应增大10%-15%，然后将轴径圆整为标准直径，应当注意，这样计算出来的直径只能作为承受扭矩作用的轴段的最小直径dmin。 故dmin=（1+7%）×130.8=139.9mm。

为了满足强度要求并且有一定的余度，故初步将其圆整为180mm。

3.3.3.2 轴的结构设计

（1）拟定轴上零件的装配方案 本课题的装配方案如下图所示：

(2) 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度

 为了满足半联轴器的轴向定位要求，AB轴段的左端需制出一轴肩，故取BC段的直径dBC=210mm,左端用轴端挡圈定位，半联轴器与轴配合的毂孔长度L1=242mm，为了保证轴端挡圈只压在半联轴器上而不压在轴的端面上，故AB段的长度应比L1略短一些，现取LAB=230mm。

 初步选择滚动轴承。因轴承主要承受径向力，承受较小轴向力的作用，故选用调心滚子轴承。参照工作要求并根据dBC=210mm,由轴承产品目录中初步选取0基本游隙组，标准精度级的调心滚子轴承3003744，其尺寸为d×D×T=220×370×120,故dCD=dJI=220mm,而LJI=120mm，左端轴承采用轴肩定位，由手册上查得该轴承的定位轴肩高度h=5mm,因此取dHG=230mm=dED。  安装辊子处的轴段FG的直径dFG比dHG稍大，故取dFG=240mm,辊子的长L=0.7m，轴FG段的长度应比辊子的长度稍短，故可取为LFG=0.64m.EF段长度LEF=185mm，dEF=250mm。

至此，已初步确定了轴的各段直径和长度。

3.3.3.3 轴上零件的周向定位

半联轴器、辊子与轴的周向定位均采用平键连接。按各轴段直径选取平键的规格。与半联轴器连接的平键1为b×h=45×25,键槽用键槽铣刀加工，长为160mm，

H7；与辊子连接的平键2为b×h=56×32,键的长度选为K6H7400mm，为了保证辊子与轴的配合有良好的对中性，故选取辊与轴的配合为,

N6联轴器与轴的配合为

滚子轴承与轴的周向定位是由过渡配合来保证的，此处选轴的直径尺寸公差为m6。

3.3.3.4 键的校核 联轴器处键的校核

键连接选择计算，普通平键在轴上传递转矩时，键的工作面受到压力的作用，工作面受挤压，键受剪切，失效形势是键、轴槽和联轴器槽三者中最弱的工作面被压溃和平键被剪坏，当键用45号钢制造时，主要失效形式是压溃，所以通常只进行挤压强度计算，假定挤压应力在键的接触面上是均匀分布的，此时挤压强度条件是：

σp=2T≦p N·mm

dkl键的受力简图如下图所示

键受力图

其中k是键与轮毂（或轴槽）的接触高度，mm，k=l为键的工作长度，b为键的宽度。

查设计手册得：45号钢在轻微冲击载荷静联接下键的许用挤压应力p为100-120N/mm2。

联接联轴器和轴的键的挤压强度为：

h，查设计手册得k=12.5mm，2σp=2T=

22.3107=131.9 N/mm2>p

dkl18012.5(20045)由上述计算得：单个平键的强度不够，但差的不多，故采用双键联接。  辊子处键的校核

与辊子配合的轴的直径为240mm，查相关手册选取安装辊子处键的尺寸为b×h×l=56×32×400。

由上面可得联接辊子和轴的键的挤压强度为：

σ

p=

2T22.3107==42.8 N/mm2 <p dkl24013(40056)故键的选择满足设计要求。 3.3.3.5 确定轴上圆角和倒角尺寸

参照《机械设计》中表15-2，选取轴端倒角为2×45R=3mm。

。

，各轴肩处的圆角半径为

3.3.4 轴的校核

 画受力简图

画轴空间受力简图如下图，将轴上作用力将轴上作用力分解为水平受力图和垂直面受力图。分别求出垂直面上的支反力和水平面上支反力。对于零件作用于轴上的分布载荷或转矩(因轴上零件如齿轮、联轴器等均有宽度)可当作集中力作用于轴上零件的宽度中点。对于支反力的位置，随轴承类型和布置方式不同而异，一般可按图3.8取定，其中A值参见滚动轴承样本，跨距较大时可近似认为支反力位于轴承宽度的中点。 计算作用于轴上的支反力

将轴上受到的载荷P分解成三个方向上的力，竖直方向的力P1=Psin180=3.1×10水平方向上的力P2=Pcos18

0

4

。

cosω 其中ω为P分力与水平分向之间的夹角，

轴向的力P3=Pcos18sinω。 在水平面内支反力为 R1H=R2H=

P3 2在竖直平面内支反力:

破碎辊外形尺寸为850mm×700mm，单辊重约1200kg。

G=1200×10=1.2×10 N

R1V+R2V=P1+G (P1+G)×0.6-R1V×1.2-P3×

D=0 24

轴承一端载荷将产生轴向的派生轴向力，其中轴向力 FD=

FR1 2YFR1=F1H2FIV2

其中Y为轴承系数，不同型号轴承对应不同的系数，其值可以在《机械设计》表中查出。 在轴向上： FD=P2

由上式可以得出：

R1H=R2H=1.6×10 N R1V=3.3×104 N R2V=10N

 计算轴的计算轴的剪力、弯矩，并画剪力、弯矩、转矩图

从轴的结构图以及弯矩和扭矩图中可以看出截面C是轴的危险截面，现将计算出来的截面C处的MH、MV及M的值列于下表：

4

4

轴的载荷分析图

M= ④校核轴的强度

一般而言，轴的强度是否满足要求只需对危险截面进行校核即可，而轴的危险截面多发生在当量弯矩最大或当量弯矩较大且轴的直径较小处。根据轴的结构尺寸和当量弯矩图可知，受载荷截面处弯矩最大, 属于危险截面；按第三强度理论，计算应力

σca=б24Γ2

通常由弯矩所产生的弯曲应力σ是对称循环变应力，而由扭矩所产生的扭转切应力τ则常常不是对称循环变应力。为了考虑两者循环特性不同的影响，引入折合系数ɑ，则计算应力为

σca=σ24*（ατ）2

式中的弯曲应力为对称循环变应力，当扭转切应力为静应力时，取ɑ=0.3，当扭转切应力为脉动循环变应力时，取ɑ=0.6，若扭转切应力亦为对称循环变应力时，则取ɑ=1

对于直径为d的圆轴，弯曲应力为σ=

MTT,扭转切应力τ==,将σ和WWT2Wτ代入上式中，则轴的弯扭合成强度条件为

σca=(M/W)24(αT/2W)2=M2(αT)2//W σca-----轴的计算应力，MPa M--------轴所受的弯矩，N·mm T--------轴所受的扭矩，N·mm W--------轴的抗弯截面系数，mm根据计算得σca=20MPa<3.3.4 轴的结构图

3，

其计算公式见《机械设计》表15-4

=60MPa.

3.4 液压控制部分的设计

破碎机通过系统的调定压力来调节辊子之间的间隙，从而调节制砂机出料口的宽度以及破碎的粒度。传统的破碎机调节破碎辊之间的距离由调定弹簧进行调定，操作及可操作性早已不能满足现代社会的快速发展，液压调节装置能轻松的

实现弹簧所能达到的技术要求，且控制较方便，与传统弹性弹簧相比液压制砂机越来越成为社会发展的主流。

液压调整装置

液压调整装置如上图所示，该液压回路为蓄能用蓄能器回路，该回路有三种作用：

 蓄能器作为辅助动力源

对于间歇运转的液压机械，当执行元件间歇或低速运动时，蓄能器能把液压泵所输出的液压油储存起来，而在工作循环的某段时间，当执行元件需要高速运动时蓄能器作为液压泵的辅助动力源，可与液压泵同时供出液压油，这样，选用流量较小的液压泵与蓄能器配合就可以使执行元件获得快速运动。

 保持系统压力的蓄能回路

 蓄能器作为应急动力源的安全回路

本设计中蓄能器回路的工作原理如下：当换向阀14处于中位时，液压缸停止不动，液压泵向蓄能器充液，这时蓄能器储存能量，当蓄能器压力升高到某一调定值时，卸荷溢流阀10打开，使液压泵输出的油液经该阀流向油箱，此时该

阀中的单向阀将液压泵与蓄能器隔开，液压泵处于卸载状态，当换向阀的左位或者右位接入回路时，液压泵和蓄能器同时向液压缸供油，使其快速运动，显然卸荷溢流阀调定的压力应高于系统的最高工作压力，以保证工作行程期间液压泵的流量全部进入系统。

4

本设计所要求液压缸输出的调定压力最大为10t，也即为10N,假设液压泵

向无杆腔供油，也即为液压杆向左运动，因为有杆腔的回油路连接着油缸，故其液压缸压力为0，设其进油口压力为P

则P×S无杆=10

4

本设计的参数为有杆腔面积S1=110cm2,无杆腔面积S2=160cm2 则P=104=0.6MPa.

S2也即为其工作的最大系统压力为0.6MPa。

第四章 双辊破碎机的安装、试车、维护、保养及技术分析 4.1 双辊破碎机的安装

双辊破碎机切勿长期放在不通风容易生锈的场合，双辊式破碎机可安装在混凝土基础上，或安装在建筑物的楼板上。为了更好的承受机器在工作时所产生不均匀力，在底架下安装木条，使整台机器与木条贴合，木条根数及一般断面可在对辊破碎机的布置图上找到 ，也可依据安装的具体情况来进行选择。

4.2 双辊破碎机的试车

检查各部件间相对位置，应符合图纸要求。 对辊破碎机在装配后空运转4h。

对辊破碎机在运转时齿轮、辊子等旋转部件，都应平稳无振动，光面辊子不得与机体碰擦，制砂生产线、砂石生产线、机制砂生产线，不应有不正常的声音。 轴承温升不得超过300C，最高温度不得超过700C。

空载荷试车合格后，进行带载荷试车，其试车时间可按系统要求进行。

4.3 双辊破碎机的维护

双辊式破碎机在运行时需要对辊面经常进行维修。光面对辊破碎机有时在机架上装有砂轮，当辊面磨出凹坑或沟槽时，可以不拆掉辊面而在机器上对辊面进行磨

削修复，光辊对辊式破碎机的辊皮是可以更换或调头使用的，当辊皮磨损到一定程度后必须更换或修复，否则导致破碎产品粒度不均匀、功耗增加、生产量下降等，有的机器上还装有堆焊装置，可直接在机器上进行修复，有的光面对辊式破碎机附有辊子自动轴向往复移动装置，使辊面磨损均匀。

辊面磨损后排料口宽度增加，需要对活动辊进行调节，调节时需要注意保持两个辊子保持平行，防止倾斜。

采用滚动轴承的对辊破碎机应注意辊子轴承的间隙，辊子轴瓦与轴颈的顶间隙通

11常是轴颈直径的1/10000-1/1000，轴瓦的侧间隙是顶间隙的-。

32为了保证破碎机的正常工作，需要经常检查轴承的润滑情况，滑动轴承常采用油杯加油或定期由人工注入稀油，滚动轴承则定期注油进行润滑和密封。

4.4 对辊式制砂机的操作及保养

为了保证对辊式制砂机的最大产量，加料必须连续均匀分布于辊子的全长上，应定期检查出料口是否出现堵塞情况，并在电动机停止工作前先停止给料，当料块完全落下，辊子变为空转时方可停止电动机。如果沿辊子长度方向给料不均匀，辊面不仅磨损较快，而且各点磨损不均，选矿厂破碎机操作常见问题将出现环形沟槽，使正常的破碎工作受到破坏，破碎产品的粒度不均匀。因此除用于粗碎的对辊破碎机外，中、细碎对辊破碎机通常设有给料机，以保证给料均匀、连续，而且给料机的长度与辊子的长度相等，使给料沿辊子长度方向均匀一致。 辊子破碎机的合理保养及正确的操作使用，可以保证长期工作，减少停车时间，只有正常的管理及每天检查对辊破碎机的正常工作情况，才能防止故障保证其连续工作。

4.5 系统润滑

润滑是指在机件作相对运动时在接触表面之间加入润滑介质，使其形成一层润滑膜，把直接接触的零部件的摩擦表面分隔开来，以减少摩擦对零部件的磨损，达到延长机械设备的使用寿命以及提高机械工作效率的目的，保证系统工作正常运作。

4.5.1 润滑剂的作用

润滑剂在系统中起着重要的作用：

1. 降低摩擦系数

在两个相对摩擦的表面之间加入润滑剂，形成一个润滑油膜的减磨层，就可以降低摩擦系数，降低摩擦阻力，减少功率消耗。例如在良好的液体摩擦条件下，其摩擦系数可以降低到0.001甚至更低。此时的摩擦阻力主要是液体润滑膜内部分子间相互滑移的低剪切阻力。 2. 减少磨损

润滑剂在摩擦表面之间，可以氧化由于硬粒磨损、表面锈蚀、金属表面间的咬焊与撕裂等造成的磨损。因此，在摩擦表面间供应足够的润滑剂，就能形成良好的润滑条件，避免油膜有破坏，保持零件配合精读，从而大大养活磨损。 3. 降低温度

润滑剂能够降低摩擦系数，减少摩擦生热的作用。机械的运转的过程中克服摩擦所做的功，全部转变成热量，一部分由机体向外扩散，一部分则不断使机械温度升高。采用液体润滑的集中润滑系统就可以带走摩擦产生的热量，起到降低温度冷却，使机械控制在所要求的温度范围内运转。 4. 防止腐蚀、保护金属表面

机械表面，不可避免地要和周围介质（如空气、水湿、水汽、腐蚀性气体及液体等）使机械的金属表面生锈、腐蚀而损坏。尤其是冶金工厂的高温车间和化工厂腐蚀磨损显得更为严重。 5. 清洁冲洗作用

摩擦副在运动时产生的磨损微粒或外来戒指等，都会加速摩擦表面和磨损。利用液体润滑剂的流动性，可以把摩擦表面间的摩擦颗粒带走，从而减少摩擦颗粒的磨损。在眼里循环系统中，冲洗作用更为显著。在冷轧、热轧以及切削、磨削、拉拔等加工工艺中采用工艺润滑剂，除有降温冷却作用外，还有良好的冲洗作用，防止表面固体杂质划伤，使加工成品表面具有较好的质量和表面粗糙度。例如在内燃机汽缸中所用的润滑油里加入悬浮分散添加剂，使油中生成的凝胶和积碳从汽缸壁上洗涤下来，并使其分散厂小颗粒状悬浮在油中，随同循环油过滤器除去，减少汽缸的磨损，延长换油周期。 6. 密封作用

蒸汽机、压缩机、内燃机等的汽缸与活塞，润滑油不仅能起到润滑减磨作用，而

且还有增强密封的效果，使其在运转中不漏气，提高工作效率的作用。润滑脂对于形成密封有特殊作用，可以防止水湿或其他灰尘、杂质浸入摩擦副。例如采用涂上润滑脂的油浸盘根，对水泵轴头的密封既有良好的润滑作用，又可以防止泄露和灰尘杂质浸入泵体而起到良好的密封作用。 此外，润滑油还有减少振动和噪声的效能。 4.5.2 润滑的方法

常用的润滑方法有：手工加脂润滑、集中压力供脂润滑、手工加油润滑、滴油润滑、油杯油盘润滑、油绳油垫润滑、油浴润滑、循环润滑。 4.5.3 破碎机润滑的选择特点

根据破碎机的特点，对润滑油提出如下要求：

1. 破碎机的占地面积不是很大，所装的润滑油的量也有限，工作时油温较高， 这就要求润滑油有较好的热稳定性和抗氧化性。

2. 破碎机的工作环境恶劣，煤尘、岩尘、水分较多，润滑油难免受到这些杂 质的污染，所以要求润滑油要有较好的防锈、抗腐蚀、抗乳化性能，要求润滑油当受到污染时，其性能变化不会太大，即对污染的敏感性要小。

3. 由于破碎机的工作地点，因此要求润滑油粘度随温度的变化要小，既要避 免在温度高时，油品粘度变得太低，以至不能形成润滑膜，起不到应起的润滑作用，又要避免在温度低时粘度太高，以致起动、运转困难。

4. 对于某些矿山机械，特别在容易发生火灾、爆炸事故的矿山中使用的一些 机械、要求使用抗燃性好的润滑剂（抗燃液），不能使用可燃的矿物油。

5. 要求润滑剂对密封件的适应性要好，以免密封件收到损坏。

4.6 润滑方式的选择

4.6.1 减速器的润滑

减速器中啮合齿轮的润滑在通常，即将齿轮按规定部分浸入油池中。齿轮在传动时就会把润滑油带到啮合的齿面上起到润滑作用。同时，部分液体润滑油也被摔倒箱壁上，起到散热的作用。

在此减速器中，由于受齿轮转速等条件的限制，该减速器的轴承和齿轮采用喷油润滑的方式。 4.6.2 联轴器的润滑

此万象联轴器两端万向节十字包轴承采用人工干油润滑。运转初期每周注油一次，工作条件稳定后每个月注油一次，其润滑油为2号工业锂基润滑脂，正常运转时每季度注入相同润滑脂一次。 4.7 破碎机的环保设施

双齿辊破碎机是两个平行的做相向旋转的破碎辊通过辊身或辊身上的牙齿对破碎腔内的物料进行破碎。而物料则被靠矿石与辊身的摩擦力被咬入破碎腔内。物料在破碎过程中大多受到挤压或是受到劈裂。破碎机经常在繁重负荷条件下及灰尘密布的恶劣环境中进行工作，灰尘会影响机械设备的润滑和工作效率，产生一定的磨损，降低设备的使用寿命，为保证破碎机正常工作以及对环境的考量，破碎机必须陪有可靠的防尘装置和除尘装置常工作以及对环境的考量，破碎机必须陪有可靠的防尘装置和除尘装置。同时机器在破碎物料时噪音会很大，因此减少噪音污染也是必需的。

第五章 结论

在这几个月的忙碌中，我对双辊破碎机进行了详细的设计，但因所学知识有限，加之个人能力亦有限，不当之处在所难免。

我在第一章中分别对制砂机概述，破碎的目的，整体的种类和发展，国内外研究现状，设计要求和主要内容进行了阐述。在第二章中通过了解到双辊式破碎机的工作原理，进而加深对其构造的了解，主要有破碎装置、调整装置、传动装置和机架等组成。在第三章中详细设计破碎机执行机构的主要零部件，破碎辊、辊皮、传动轴的设计及校核，以及电动机的选择，键的选择和校核，轴承的选择叫轴承寿命的校核。在第四章中针对双辊破碎机的安装、试车、维护、操作以及保养作了简单的说明。

致谢

首先，非常感谢戚晓利老师在本次设计中过程给予我的悉心的指导和帮助。本设计是在戚晓利老师的悉心指导下完成的，从课题任务选题、方案制定、图纸的绘制到完成论文，无不倾注了导师的智慧和关怀，可以说没有导师的关怀、指导和帮助，完成 毕业 设计将困难重重，在此，谨向老师致以崇高的敬意和衷心的感谢。

在这几个月的毕业设计中学到很多东西，对以前的知识作了进一步的了解，弥补了自己以前没有学好的课程，尤其加深了对破碎领域的理解，再次要感谢戚晓利老师以及许建学长对我的指导和教诲，他们不辞辛苦，在百忙之中抽出 时间对我的毕业设计作理论上的指导和技术上的分析，给与在难点、疑点的剖析，并指出了我设计中的若干错误，让我少走了不少弯路。我能在这么短的时间内做出有效的成果，是他们的思想给我的设计融入了新的血液，在老师这么多年的教学经验和科研成果的引导下，我学习到做知识、学问务必追求严谨、务实的学习态度，认识到成绩是扎扎实实的做出来的。

总之我的设计是老师和同学共同完成的结果，在设计的这段日子里我们合作的非常愉快，他们教会了我很多道理，是我人生的一笔财富，我再次向给予我帮助的老师和同学表示感谢。