滚筒式破碎机设计说明

目录前言31破碎机的分类和使用及滚筒式破碎机的工作原理411破碎机的分类412破碎机的使用813滚筒式破碎机的工作原理92滚筒式破碎机的设计1121滚筒式破碎机的构造1122主要参数的确定143滚筒式破碎机传动部分设计1831滚筒式破碎机的传动选择1832机械传动系统的设计程序1933电动机的选择2034标准减速器的选择2135计算传动装置的运动和动力参数2336传动件的设计计算24361齿轮传动的设计24362轴的分类、用途及设计计算3537键的校核4038滚动轴承的寿命验算414破碎机的使用与保养维护4341使用与操作43411起动前的准备工作43412起动43413使用4342润滑445其它几种破碎机的介绍4551辊式破碎机4552鄂式破碎机4653锤式破碎机5054反击式破碎机51结论53参考文献56前言本次毕业设计是走向工作岗位之前对大学学习的一次综合检验，是复习、巩固、综合大学期间所学的所有专业知识。它是大学学习中的最后一次设计，也是能够在很大程度上提高我们设计能力的一次设计，它是实现工科大学生培养目标的实践性，综合性教学的必经环节。因此，认真的作好这次毕业设计，无论是对于我们步入社会，投身于生产一线；还是以后继续深造都有着非常重要的意义。本次设计的主要内容是规格为DL30006000滚筒式破碎机的传动部分,因此本说明书对破碎机做了系统的介绍,滚筒式破碎机传动部分包括电动机、减速器、传动轴、联轴器、齿轮等。其中减速器、轴、齿轮是这次设计的主要任务，用滚筒碎选机代替人工拣矸，实现选矸作业机械化，对解放工人笨重的体力劳动和提高处理能力，是有重要意义的。在本次设计过程中多次在宋老师的指导，在此深表谢意，并道一声老师，您辛苦了“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行”这次设计使我又一次深深体会到了它的含义。在设计的过程中发现了一些问题，通过问老师和工厂的有经验的师傅以及查资料、和同学交流弥补了以前的不足，但由于本人水平有限，时间仓促，在设计中难免有不少缺点和错误，恳切的希望各位老师和读者提出宝贵意见，给予批评指正1破碎机的分类和使用及滚筒式破碎机的工作原理11破碎机的分类（1）颚式破碎机19世纪40年代，北美的采金热潮对颚式破碎机发展有很大的促进作用。19世纪中叶，多种类型的颚式破碎机研制出来并获得了广泛的应用。上个世纪末，全世界已有70多种不同结构的颚式破碎机取得了专利权。1858年埃里布雷克ELBLAKE取得专利权，制造双肘板颚式破碎机，现在最常用的颚式破碎机是布雷克的颚式破碎机和更近代制造的单肘板颚式破碎机。颚式破碎机最大的弱点之一是它们在一个工作循环内只有一半时间进行工作。（2）新型颚式破碎机其工作原理是物料由进料斗落入机内，经分离机构将物料分散到四周下料。电动机经三角皮带带动偏心轴，使动颚上下运动而压碎物料，达到一定粒度后进入回转腔。物料在回转腔内受到转子及定颚的研磨而破碎，破碎的物料从下料斗排出。该机通过松紧螺栓和加减垫片可调整进出料粒度。采用圆周给料，给料范围比颚破机大，下料速度快而不堵塞。与同等规格的颚破机相比，其生产能力大、产品粒度小、破碎比大，该机已正式生产。（3）颚辊破碎机将高效节能的鄂式破碎机和对辊破碎机有机的结合在一起，研制出了颚辊破碎机，该设备采用单电机或柴汽油机驱动。当整机放在拖车上被牵引拖动时，便成为移动式颚辊破碎机。颚辊破碎机的工作原理是电机或柴汽油机驱动下部对辊破碎机主动辊部，主动辊部经过桥式齿轮带动被动辊部反向运转。同时，主动辊部另一端经胶带传动带动上部颚式破碎机工作。通过调整对辊破碎机的安全调整装置，调整两辊间的间隙，可得到最终要求的粒度。PEG150250400及PEG250400600颚辊破碎机的规格及技术性能如表1所示。颚辊破碎机具有破碎比大I1516）、高效节能、体积小、重量轻、驱动方式多样和移动灵活、可整机也可分开单独使用等特点。特别适于深山区中小型矿山和建筑工地材料的破碎，也可作为“移动式选厂”的配套破碎系统。（4）大传动角颚辊破碎机一种大传动角颚辊破碎机克服了复摆颚辊破碎机的抬矿、机体高、主轴承受力大等缺点，它具有如下优点用较小的偏心距能得到较大的水平行程，因而可降低能耗，动颚与给料口方向一致，从而排出复摆颚辊破碎机的抬矿作用。肘板置于动颚给料口后部，使机器高度降低，适于井下移动式破碎机上。（5）双动颚式破碎机沈阳黄金学院与辽宁红透山机械厂联合研制的SEP25型双动颚式破碎机，其破碎比可达12，与同规格旧型颚式破碎机对比，生产能力提高60100，电耗降低3050。北京矿冶研究总院也生产双动颚式破碎机。（6）双腔颚式破碎机另一种双腔颚式破碎机具有两个破碎腔，可在双工作行程状态下运行，不存在空行程的能量消耗，因而大大提高了处理矿量，单位功率大幅度降低，金属消耗也明显下降。（7）单齿辊破碎机针对用于粉碎煤的单齿轮破碎机存在效率低、结构复杂、受力不均匀等特点，华北工学院开发了新一代915单齿辊破碎机。这种破碎机有两种结构型式第一种结构型式是将原来的拉力弹簧改为推力弹簧，弹簧弹力为490KN；拉杆铰接在颚板上，两端带有M1004螺纹，分别装有两个旋紧螺母；左端螺母用于调整颚板位置，即出料口间隙，右端螺母用于调整弹簧弹力，拉杆插在装于机体上的支座上，支座孔为上下可调的长方形，用以调整产品的粒度。这种结构降低了机体高度，缩短了拉杆长度，使结构更为紧凑。第二种结构型式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，吸收了两者的优点，如进料口大，辊子表面可装有不同尺寸的破碎齿板，颚板上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调整。与同规格的颚式破碎机或双辊破碎机相比，这类设备的破碎能力可增大几倍，效率可提高30。现已调试出F9151000单齿辊破碎机，生产能力达140TH，最大进料口尺寸为500MM，出料粒度为50100MM，产品粒度比较均匀。同时，由于这种结构的破碎机有预碎和破碎两个区域，破碎后的物料受齿辊拨动而被强制排出机体外，所以更适用于处理较粘的潮湿物料。（8）振动式破碎机随着振动理论和实践的发展，各种利用振动力进行工作的机构设备得到普遍应用。近年来有人研究利用惯性振动力对矿物进行破碎或粉磨的设备，这类设备的优点如下1、破碎力为非刚性力，运动件的止点由力的大小和破碎物料的性质决定，是可变的，因而，易损件的磨损对出料粒度影响很小。更重要的是，当铁块等难破碎物入机时，不会对机器造成损坏，若尺寸不是很大，不用停车，难碎物可随机器的运转自动排出机外。2、由于可以通过调整惯性力的大小，使设备获得足够的破碎力对物料实施破碎，而基本不提高物料与易损件的切向速度，因而特别适合对水泥熟料、金矿石等磨琢性强和中硬以上物料的破碎。3、机器在共振点工作，装机功率仅相当同等产量其他机型的1215，可大幅度降低运转费用。（9）立轴式破碎机立轴式破碎机由于构造简单、耗能少、维修方便、出料粒度又能满足一定的需求，故有一定的需求市场。立轴式破碎机可分为立轴锤式破碎机、立轴反击式破碎机、立轴复合式破碎机和立轴冲击式破碎机，立轴破碎机的发明最初是受锤式破碎机的启示，把主轴竖起来安装，这样筒体就可以制成圆形，四周安装衬板以保护筒体，而筒体制作简单，因是圆形，其受力情况很好，故先问世的是立轴锤式破碎机，后来其他几种都是在立轴锤式破碎机基础上的衍生物。立轴锤式破碎机的工作原理是利用高速回转转子上锤头板锤的冲击、挤压等的产生的冲击动能被迅速转变为变形功，瞬间在物料内部产生应力波，并飞快地向四周传播，使物料在其内部的缺陷、裂纹和晶粒界面处产生很大的应力集中，促使物料沿这些脆弱面裂开而破碎。主轴通过向心调正滚动轴承安装在机体上，其轴向力由球面滚珠推力轴承承受，主轴上一般用键联接若干排锤架，锤架上装有锤头。立轴反击式一般只有两排锤，中间有隔盘，把破碎机分成上下两个破碎腔，即破碎腔和挤压破碎腔。筒体内壁装有斜形齿的反击板。块状物料由进料口进入第一破碎腔落到锤架上，被高速旋转的转子加速，使物料获得足够的动能，在离心力的作用下，飞向周边，撞击在筒体的反击板上，被冲击破碎及反弹，又被高速旋转的板锤撞击粉碎。部分物料与高速旋转的转子一起作回转运动，在回转运动中，物料相互碰撞，挤压后而被进一步粉碎后自然下落到隔盘上，在落到第二排锤架上，再次发生上述冲击、撞击、挤压，作者认为该机是属通过式粉碎。（10）回转式破碎机回转式破碎机最初见于60年代的联邦德国，由于国外大型矿山要求大型机械，而刚刚问世的回转破碎机没有得到发展。80年代初期，由于中小型矿山的迅速发展，我国有些研究工作者开始对回转破碎机进行进一步的研制。众所周知，破碎设备的好坏主要是取决于破碎腔的设计，破碎腔能够体现设备的生产能力、功耗、钢耗及破碎产品质量等重要性能指标。回转式破碎机主要由回转辊、悬挂装置、保险装置、调整机构、拉紧装置、转动系统及机架组成，其破碎腔由固定凹面破碎板和破碎回转辊组成。物料的破碎是通过回转辊的偏心运转来完成的，其破碎腔啮角具有静态和动态变化功能。该机破碎腔的啮角是自上而下逐渐减小的，这可有效地防止排料口堵塞，使排料顺畅，并可实现高频破碎，且破碎过程又是渐进的，因此，破碎功率高、能量集中、磨损小。PH型回转式破碎机的破碎作用发生于破碎回转辊偏心位置附近，偏心轴的偏心转到破腔一侧时，破碎腔中的物料由上至下依次被破碎。物料的破碎主要靠挤压、劈裂、弯曲、磨削等作用。当偏心转离破碎腔时，已被破碎的合格物料由排料口排出。排料过程，一是靠重力自然排料，二是靠“强制排料”。破碎辊可相对于偏心轴自由回转，根据作用力矩的大小和方向，辊筒有正转与偏心轴旋转相同、不转和反转3种状态，转速也有快慢之分，这样可有效地使破碎辊面磨损均匀。回转式破碎机具有变啮角、高密度破碎、依次渐进破碎、高频破碎和强制排料等特点。12破碎机的使用正确地作用与维护破碎机，对提高处理能力、延长其作用寿命是很重要的，也是安全生产所必须的。破碎机的类型及工作条件不尽相同，因而，使用时应注意以下几点（1）破碎机的起动。首先应开动油泵与冷却系统，经过35后，待油路畅通再启动破碎机电动机。因为破碎机是重负荷设备，所以无论何种类型，均应空载起动。对一些大型破碎机，有时还须借助外力起动。（2）破碎机的操作。对已起动的破碎机，应先空转几分钟，空转时可以检查基座、防护板链等，如无异常，可开始给料。若是新安装的破碎机，应使其空转时间长上些，可空转两到三个工作班后给料。破碎机的给料必须连续均匀，防止过载，而且在整个给料口宽度上给料量应一致，这样可使破碎机受到的磨损均匀，相对地延长易磨损零件的寿命。对于进一步地破碎，入料水分不能过高，如锤式破碎机；湿法破碎时，则须保持适当水量，防止因冲水不足而堵塞，降低处理能力。还应防止运载硬物体如钎头、锤头及角铁之类落主机内。在操作时，应遵循操作规程，防止违章造成人机事故。（3）破碎机工作时的检查及看护。在破碎机工作时，应检查破碎产物粒度是否符合要求，如发现超过规定粒度的颗粒过多，应找出原因，如筛条缝隙过大、排料口过宽、锤子、颚板或齿辊等磨损过度或是保险装置松动等，并采取适当的措施加以消除。同时注意洗油箱，排除污染物。如系干油润滑，应定期检查并注入新油。（4）破碎机停机前，应先停止给料，并将机中物料排净，然后顺序关闭主电动机及润滑电动机。如果带料停机，很容易造成机件损坏。万一出现事故停机，也应将机中物料清除后，方能重新启动。（5）破碎机的维护。破碎机停机时，要检查紧固螺栓是否牢固和易磨损部分的磨损程度，是否需要更换。对齿辊破碎机，还应当除掉夹在齿牙间的木料。检查破碎机保险装置，使之保持良好状态。除去日常维护工作外，还应对破碎机及其附属设备如润滑冷却系统进行定期，例如小修、中修、大修等，这对延长破碎机的服务期限是很重要的。除去以上五点之外，对破碎机的安装，既要保证牢固可靠，位置正确，又要注意防振要求，并把可调部位调至适当位置。详细要求可参照破碎机安装使用说明书。13滚筒式破碎机的工作原理滚筒式破碎机的工作原理是利用煤和矸石可跌碎性的不同，靠圆柱形筒筛内侧的提升板将煤提升到一定高度后，使其自行落下受冲击而破碎，或将煤与矸石解离，粒度小于筛孔的煤块同时经过筛分而与大块分离（参见图11）。最后大块矸石或金属杂物等从圆柱筛筒的另一端排出。所以使用滚筒碎选要则有条件的，只有当煤和矸石可跌碎性差别显著，产物不要求保留大块时，才能考虑使用碎选机。使用碎选机时，大于300MM的特大块矸石须预先分出，以免进入破碎机后砸坏筛板。如果选煤工艺流程中，块煤采用重介选或大于500MM的矸石含量占该粒级总量不足30，则不宜使用滚筒碎选机。滚筒碎选机在选煤工艺过程中，主要是用来处理经准备筛分后的块煤，国外也有用它来处理原煤的。图112滚筒式破碎机的设计21滚筒式破碎机的构造参照图11各种滚筒破碎机的结构基本类似，都是由滚筒、支承装置、传动装置和机架四部分组成。211、滚筒带预筛段的滚筒结构如11所示，它由滚圈、型钢组合梁、筛板和提升板组成。滚筒的滚圈是铸钢整体件，沿两滚圈的圆周，每隔30用槽钢组合梁及角钢组合梁交替排列，铆接成一筒形框架。没筒形框架。弧形筛板与框架用埋头螺栓固定，构成圆筒筛。筛板采用耐磨的高锰钢或高强度钢板制成，钢板厚度约2040MM。筛孔在30150MM之间。在圆筒筛内壁每隔60（根据所需提升数目而定）沿轴向安装六块提升板。提升板高度为300500MM，为使物料顺着滚筒向前转动、调节物料在筒内的下落次数及停留时间，提升板安装有几种形式一种是提升板与滚筒轴平行，筒体轴线和水平面有一定夹角（一般为3左右）；另一种是提升板与筒体轴线有一定夹角，排列成螺旋状，而筒体轴线可与水平面平行，也有一定夹角；再一种是提升板与筒体轴线在一平面内，但筒筛制成圆锥状，入料端直径小，排料端直径大。总之，在保证物料跌落次数的同时，使物料尽快排出筒外。滚筒碎选机筒体转数较慢，在1025R/MIN之间。212支承装置与传动装置滚筒破碎机的支承装置是两对固定在工字钢机架上的托辊，其中一对托辊间的距离可以调整图21，调节调整螺杆，可使两托辊的轴间距变小或变大，从而使筒体轴线与水平面图21的夹角增大或缩小。滚筒破碎机如系磨擦传动，则筒体一侧的两个托辊还起主动磨擦轮的作用，由电动机通过减速器及一长轴带动，主动磨擦轮通过磨擦力带动滚筒转动，如图（22）所示。图22若滚筒较长，也可用两个电动机分别通过两个减速器带动两个托辊，使其摩擦传动。除此之外，滚筒破碎机还有两种传动方式，一种是齿轮传动，电动机通过减还器带动小齿轮，小齿轮与装在滚筒上的大齿圈啮合，使滚筒转动（图11）。另一种是链轮传动，电动机通过减速器带动小链轮，通过链条再带动固定在滚筒上的大链轮，使筒体一起转动。以上三种传动方式，以磨擦传动方式苗头为简单，易于加工制造。齿轮传动可靠，但大齿圈加工较困难。国内使用的滚筒破碎机两种传动方式都有。破碎机工作时，预筛段的作用是对原煤进行准备筛分，对不带预筛段的破碎机，可在给料槽上装一段固定筛，将末煤筛出。随着滚筒转动，给入煤块被提升板提起，转到一定角度，为块顺着提升板从高处自由落下。滚筒不断转动，煤块反复被提起落下，在此过程中，煤块被撞击而破碎，并透筛排出，而未被破碎的大块矸石、金属杂物及木块等，则经筛上从排料漏斗排出。国产滚筒破碎机技术特征见表21。表21滚筒破碎机技术特征规格260040003000600033005000处理能力，T/H12016080120160直径，MM260030003300长度，MM400060005000倾角，（）0335滚筒转数，R/MIN1412121筛孔尺寸，MM505050提升板高度，MM350300450电动机功率，KW303017电动机转数，R/MI形尺寸长宽高，MM500028002800712258004574机重，T14203722主要参数的确定滚筒碎选机的结构参数主要包括筒体的直径、长度、转数和倾角。当然提升板的高度、个数与排列方式，筛孔直径等也影响破碎机的性能。但所有这些参数的选取，均要根据对煤进行碎选试验后加以确定。221碎选试验碎选试验的目的是考查煤块在特定的跌落条件下，需多大高度，经多少次跌落，才能使煤与矸石充分解离。试验方法如下（1）准备好试验工具和条件。要有一或两块1020MM厚的钢板和一个放置煤样的试验台。试验台的架子最好制成5幅活动架，其中一副高架的高度为2M，其余4副低架高度均为250MM，以便根据试验的要求，从2M起到3M止，逐渐升高或降低台加架。试验台位于钢板一端。其它工具有手摇分级筛及磅秤等。（2）到未经手选的块原煤（一般为大于50MM级）试样200500KG。（3）将试样在碎选试验台上从25M高处自然落下试验，试样跌落后过筛，筛孔尺寸根据工艺破碎要求确定。筛上物再进行第二次跌试验，依次类推。每次试验的筛下物都要称量并记录。每份块原煤试样作跌落的次数一般在20次以内，一直到获得可废的弃矸石为止。如跌落次数在5次以内就把试样破碎并获得可弃矸石时，需另外取样，进行跌落高度为2或225M的碎选试验，方法同上。如跌落20次后仍不能获得可弃矸石，也要另外取样，再进行跌落高度为3或275M的碎选试验。如3M高的跌落次数达20次后仍不能获得可弃矸石，说明这各种原煤不宜采用流筒碎选机。注意，进行碎选试验时，必须使试样自然下落，不得施加任何外力。（4）将筛上物和筛下物分别收集在一起，并进行筛分分析、浮沉试验以及化验灰分。（5）根据碎选试验结果，就可以判断应用滚筒破碎机的可能性。如果这种煤可以用破碎机，则试验结果可作为确定破碎机参数的依据。222主要参数的确定1）滚筒的直径和长度滚筒的直径和长度，是滚筒破碎机的主要结构参数，它们取决于入料量的多少、粒度组成及煤的硬度等因素。还与滚筒转数、物料在滚筒内的磨擦系数有密切关系。如何用数学形式准确地描述上述关系，还有待继续研究。目前在选用或设计碎选机时，滚筒直径和长度是按经验公式估算的。滚筒直径D与碎选试验时的跌落高度H有关，可按下式估算DH05,M滚筒长度L则与跌落次数N有关，其关系是当N10时，取L445M；当N1115时，取L4652M；当N1620时，取L5360M。一般滚筒长度是滚筒直径的1525倍。滚筒破碎机主要参数的取值范围直径D一般为25003500MM；长度L一般为40006000MM；筛孔直径根据入选上限而定，一般为50或100MM，也可根据特殊需要制成25、75或150MM。2）处理能力处理能力与煤的性质、筛孔直径等因素有关，表22列出的经验数据可供参考。表22滚筒破碎机的处理能力不同筛孔直径（MM）的处理能力，T/H名称255075100150块原煤2030507080100120150170200原煤6090150200240300350450500600理论上计算处理破碎机能力的公式，由于推导时对主要影响因素进行了简化处理，所以只能用于近似计算。带预筛段的碎选机对原煤的处理能力可按下式计算Q720式中滚筒内煤流的堆密度（一般取08T/M3）；N筒体转数，R/MIN；RP预筛段平均半径，M；H滚筒内煤层厚度，M；A预筛段倾角，（）。3）功率滚筒破碎机功率消耗由两部分组成，一部分是物料在筒体内完成破碎过程时提升和跌落所消耗的功率N1，其值等于克服带煤滚筒转动时受到的阻力矩所需功耗；另一部分是在滚筒内完成筛分过程时按滚筒筛计算的功率N2。N1可用下式近似计算式中Q对块煤的处理能力，T/H；N筒体转数，R/MIN；N物料在筒内的抛落次数；T物料每提升和抛落一次的时间，S；R筒体半径，M；R筒内物料层的内半径，M；筒内物料层重心的圆心角，（）；N2按如下经验公式计算029NRGNKW式中G、G0分别为筒体与筒体内物料的重量，KG；传动效率（一般取07）。其它符号同前。所以，滚筒破碎机的总功率为NN1N2，KW3滚筒式破碎机传动部分设计31滚筒式破碎机的传动选择1、工况特点（1）滚筒式破碎机是一种大功率、低转速、重载荷的工作机，功率常在3505000KW之间，最大功率有达10000KW者，工作转速通常在1115R/MIN之间，匀速运转，不需变速，如用1470R/MIN电动机驱动，传动系统的总传动比U在60130之间；（2）长期满载荷，连续运转；（3）惯性很大，负载起动时，其最大起动转矩约为工作转矩的1115倍；（4）大多尘环境下运行；（5）传动事故会造成整个工厂或大部分停产；2、选择传动时考虑的几点因素（1）大功率、低转速、不需变速，大都采用交流电动机圆柱齿轮传动，总传动比大时采用平行轴减速器；（2）重载荷；（3）大功率、长期满载荷、连续运转，要求尽量高的传动效率，以节省电耗，降低运费用；故不能采用蜗杆、摆线针轮、谐波传动；（4）质量和尺寸大，价格昂贵，要注意减低初始费用，并考虑运输的可能性和安装，检修的方便；（5）动力机和传动装置都应运行可靠、安全、寿命长；3、传动形式的选择齿轮是机械设备的重要基础零件，它与带、链、摩擦、液压等机械传动相比，具有功率范围大、传动效率高、传动比准确、使用寿命长、安全可靠等特点，因此它己成为许多机械产品不可缺少的传动部件，齿轮传动有以下主要优点（1）瞬时传动比恒定，工作平稳性较高；（2）采用非圆齿轮，瞬时传动比可按所需变化规律设计；（3）传动比变化范围大，特别是采用行星传动时，传动比可达100200（单级）；（4）速度范围广，齿轮的圆周速度约为01200R/MIN，转速约为120000R/MIN（5）传递功率范围大，承载能力高，高速齿轮的传动功率可达P50000KW或更大，低速重载齿轮的输出转矩可达1400000NM以上；（6）传动效率高，特别是精度比较高的圆柱齿轮副，其效率可达099以上；（7）结构紧凑，如使用行星齿轮传动，少齿差传动或谐波齿轮传动，可使其体积更为缩小；（8）维护方便。考虑到齿轮传动的诸多优点因此本次设计选用齿轮传动。4、齿轮传动的类型齿轮产品按大类划分，主要有圆柱齿轮、锥齿轮、蜗轮蜗杆与行星传动齿轮等四大类，其中圆柱齿轮在机械设备中的应用极为广泛，约占齿轮产品总量的90左右。各种通用与专用的齿轮减速器、以及机床、车辆、农机等大量采用圆柱齿轮。在齿形结构上，圆柱齿轮主要采用渐开线齿形。这种齿形通用性强，技术成熟，生产装备完善，因而使用较多。在承载能力和寿命要求高的场合，常采用硬齿面的渐开线圆柱齿轮。本设计的齿轮传动选用渐开线圆柱齿轮传动。32机械传动系统的设计程序1、确定机械传动系统的总传动比由己知条件I1225RCN147022、选择和拟定机械传动系统的设计方案和总体布置本次设计选用渐开线圆柱齿轮传动，电动机联轴器减速器联轴器传动轴齿轮3、分配传动比III总减齿由于总传动比I1225很大，所以选I125，则I98总减齿4、计算传动系统的性能参数机械传动系统的性能参数包括各级传动的转速、效率和转矩等5、确定机械传动装置的主要几何尺寸通过各级传动的强度设计和几何计算，确定基本参数和主要几何尺寸33电动机的选择己知条件破碎机技术特征如表31规格30006000生产能力（吨/时）80120直径（毫米）3000长度（毫米）6000倾角（度）3滚筒转数（转/分）12由电动机驱动，工作寿命15年，（每年工作360天）两班制，滚筒式破碎机，转向不变，负载功率24KW通过中国矿业大学选煤教研组编煤炭工业出版社出版的选煤机械一书得知，此规格的破碎机选用的电动机型号为BJO724；2功率为30KW；转数（转/分）1460现用新型号电动机代替此旧型号电动机，所选电动机型号及参数如表32三相鼠笼式异步电动机同步转速1500R/MIN功率（KW）380V的电流（A）转速（R/MIN）效率（）功率因数COSY200L430568147092208734标准减速器的选择该传动选取用两级圆柱减速器，该标准减速器的承载能力受机械强度和热平衡两许用功率的限制。因此减速器必须按两个功率表及其有关系数来选用。首选按减速器机械强度许用公称功率选择。如果实用输入转速与承载能力表中的三档（1500，1000，750）转速之一相对误差不超过4，可按该档转速及所需传动比对应下的公称功率选取适当规格的减速器。如果转速相对误差超过4，则应按实用转速折算减速器的公称功率选取。然后校核减速器热平衡许用功率（简称热功率）。如果轴伸除承受转矩外，还承受轴向、径向载荷，应校核轴伸安全系数与轴承寿命。必要时还应校核尖峰载荷。应该特别注意的是，选用时除考虑工况系数K外，还要按设备的重要性和对A负载实际大小掌握的准确程度选择足够的安全系数。己知电动机的驱动，电动机的转速N1470R/MIN，传动比I125，负载功率1P24KW,每日工作16小时，最高环境温度T40,厂房较大，自然通风冷却，选2用规格相当，第种装配形式的硬齿面齿轮减速器。第一步，按机械强度功率表选取；载荷类别按机械设计标准应用手册26115选取，滚筒式破碎机为中等冲击载荷，考虑到减速器失效会引起生产线停产和设备事故，查表26110，表26111得K15，S15，选用计算功率P为AA2MPPKS24151554KW2M要求PP1按I125及N1470R/MIN，从接近的公称转速1500R/MIN，查表2616ZLY180，I125,N1500,P83KW11当N1470R/MIN时，折算功率1P838134KW4705P54KW85020CR渗碳淬火637392566220CRMNTI渗碳淬火10798345662ZG310570正火570310162197正火640340179207ZG340640调质700380241269HT300250169255HT350290182273QT5007正火500320170230QT6003正火600370190270夹布胶木10025352、按齿面接触强度设计由设计计算公式进行试算，即D2321T321TEDHKTUZ1确定公式内的各计算数值（1）试选载荷系数K13T（2）计算小齿轮传递的转矩T95510P/N955102643/11761214610NM15156（3）由表35选取齿宽系数1D表35圆柱齿轮的齿宽系数D装置状况两支承相对小齿轮作对称布置两支承相对小齿轮作不对称布置小齿轮作悬臂布置D09141219071151116504064由表36查得材料的弹性影响系数Z1898MPEA12表36材料弹性影响系数ZE大轮材料小轮材料锻钢铸钢球墨铸铁灰铸铁夹布胶木锻钢1898188918641620564铸钢188018051614球墨铸铁17391566灰铸铁14375由图按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限550MPLIM2HA（6）由式60117611（2836015）609610160HNNJL8829627XX107由图查得接触疲劳寿命系数295,8HNHNKK（8）计算接触疲劳许用应力取失效概率为1，安全系数S1，由式得1LIM2LI20956570839HNKMPAS2）计算（1）试算小齿轮分度圆直径D，代入中较小的值1THD23251023MM1T321TEDHKTUZ2计算圆周速度VSMNDVT/0431607251603计算齿宽BBD151023MM51023MMD1T4计算齿宽与齿高之比B/H模数MD/Z51023/2026MMT1T齿高B/H51023/189252835计算载荷系数根据V304M/S，7级精度，由图查得动载荷系数K105直齿轮，假设KFVA/B100N/MM,由表37查得由表38查得使用系数K175T12HFK表37齿间载荷分配系数KHKFKAFT/B100N/MM100N/M精度等级组56785级及更低KH12经表面硬化的直齿轮KF10111212KH经表面硬化的斜齿轮KF1011121414KH12未经表面硬化的齿轮KF101112KH未经表面硬化的斜齿轮KF10111214表38使用系数KA原动机工作特性及其示例工作机的工作特性工作机器电动机、匀速转动的汽轮机蒸汽机，燃气轮机液压装置多缸内燃机单缸内燃机均匀平稳发电机,均匀传送的带式输送机或板式输送机,螺旋输送机,轻微升降机,包装机,机床进给机构,通风机,均匀密度材料搅拌机等100110125150轻微冲击不均匀传送的带式输送机或板式输送机,机床的主传动机构,重型升降机,工业与矿用风机,重型离心机,变密度材料搅拌机等125135150175中等冲击橡胶挤压机,橡胶和塑料作间断工作的搅拌机,轻型球磨机,木工机械,钢坯初轧机,提升装置,单缸活塞泵等150160175200严重冲击挖掘机,重型球磨机,橡胶揉合机,破碎机,重型给水泵,旋转式钻探装置,压砖机,带材冷轧机,压坯机等175185200225或更大由表查得7级精度小齿轮相对支承非对称布置时，2312086101682147HK由B/H283，。查图得K135，故载荷系数47HKF52439AVKX（6）按实际的载荷系数校正等算得的分度圆直径，由式MKDTT751931031（7）计算模数MMD/Z725/207625MM13、按齿根弯曲强度设计弯曲强度的设计公式为132FASDYKTMZ1）确定公式内的各计算数值（1）由图查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限，大齿轮的弯曲疲150FEMPA劳强度极限；2380FEMPA（2）由图查得弯曲疲劳寿命系数129,6FNFNKK（3）计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数S14,由式得12209532146807FNEKPASM（4）计算载荷系数K17521359AVFK（5）查表39取齿形系数Y280,Y212FA2FA表39齿形系数YFA及应力校正系数YSAZZV17181920212223242526272829YFA297291285280276272269265262260257255253YSA15215315415515615715751581591595160161162ZZV303540455060708090100150200YFA252245240235232228224222220218214212206YSA16251651671681701731751771781791831865197注1）基准齿形的参数为20、038MM为齿轮模数；2）对内齿轮当20、015M时，齿形系数YFA265，YSA2656查取应力校正系数12541865SASAY（7）计算大、小齿轮的并加以比较FASY1280541336074FASFY大齿轮的齿数大。2）设计计算MM852401572146973对此计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数M大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，由于齿轮模数M的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径（即模数与齿数的乘积）有关，可取由弯曲强度算得的模数24855并就近圆整为标准值M25，按接触强度算得的分度圆直径D725，算出小齿轮齿数Z2911DM257算出大齿轮齿数ZUZ982919632取Z19721这样设计出的齿轮传动既满足了齿面接触疲劳强度，又满足了齿根弯曲疲劳强度，并做到结构紧凑，避免浪费。4、几何尺寸计算1）计算分度圆直径DZM2925742MMDZM197254908MM22）计算中心距MA285/49072/213）计算齿轮宽度DB516801取BM,525、验算MNBFKDTAT/10/75467210652616、齿轮的外形尺寸及齿轮结构图名称计算公式或查表依据结果模数M25分度圆直经DZM2925742MM1DZM197254908MM27424908齿顶高AHM25齿根高FF3125全齿高AFH5625齿顶间隙025CM625齿顶圆直经12AADH7584960齿根圆直经12FFDH7264856中心距MA285/4907/212825齿宽DB1681MB50,52510500公法线长度查表419至421得，3L462836137949夸齿数查表419得24,71N固定弦齿厚38MCS34675固定弦齿高0746CH1869表310小齿轮结构如图图31本章设计己经给出部分设计需要的列表，其余没有给出的列表及图均来自西北工业大学机械原理及机械零件教研室编著的机械设计（第七版）一书。362轴的分类、用途及设计计算1、轴的分类和用途轴是组成机器的主要零件之一一切作回转运动的传动零件,都必须安装在轴上才能进行运动及动力的传递因此轴的主要功用是支承回转零件及传递运动和动力按照承受的载荷的不同,轴可以分为转轴,心轴和传动轴三类工作中既承受弯矩又承受扭矩的轴称为转轴这类轴在各种机器中最为常见只承受弯矩不承受扭矩的轴称为心轴心轴又分为转动心轴和固定心轴两种只承受扭矩不承受弯矩的轴称为传动轴轴还可按照轴线形状的不同分为曲轴和直轴两大类曲轴通过连杆可以将旋转运动改变为往复直线运动,或作相反的运动变换直轴根据外形的不同,可分为光轴和阶梯轴两种光轴形状简单,加工容易,应力集中源少,但轴上的零件不易装配及定位阶梯轴则正好也与光轴相反因此光轴主要用于心轴和传动轴,阶梯则常用于转轴直轴一般都制成实心的在那些由于机器结构的要求而需要在轴中装设其它零件或者减少轴的质量具有特别重大作用场合,则将轴制成空心的空心轴内径与外径的比值通常为0506,以保证轴的刚度及扭转稳定性此外还有一种钢丝软轴它是由很多组钢丝分层卷绕而成的,具有良好的挠性,可以把回转灵活地传到不敞的空间位置2、轴的设计1）轴的材料选择按表选取45钢，调质处理，HBS2202轴径的初步估算由表查得A126，由公式（161）0MM492367816330NPD联轴器的的计算转矩TKACA式中联轴器的所传递的公称扭矩，单位NMM；工作情况系AK数，根据工作情况选取51A由于该段起动频繁，故选用弹性柱销联轴器，该结构简单，制造容易，维护方便，具有微量补偿两轴相对偏移和轻微减振性能。用于中等载荷，起动频繁的高、低速传动。按计算转矩T应小于联轴器公称转矩的条件，查CA标准GB/T50141985，选用HL7型弹性柱销联轴器。半联轴器的孔径D240MM,半联轴器的长度L392MM，半联轴器与轴配合的毂孔长度为1L415MM。3初定轴的直径及跨度轴的结构设计如下。（A）根据半联轴器的轴向定位要求，12轴段右端需要制出一轴肩，故取23段的直径MM；左端用轴端挡圈定位，按轴端直径取挡圈直径2503DD230。半连轴器与轴的配合的轂孔长度，为了保证轴端挡MML415圈只压在半连轴器上而不压在轴的端面上，故12段的长度应比略短一1L些，现取。L40521（B）初步选择滚动轴承。因轴承同时受有轴向力和径向力的作用，故选用双列圆锥滚子轴承。参照工作要求，并根据，选32026轴承MD28043GB29784其尺寸为，故9053TD；而MMMD25076322503D轴承端盖的总宽度为80（由减速器及轴承盖的机构设计而定）。根据轴承盖的装拆及便于对轴承添加润滑脂的要求，取端盖的外端面与半连轴器右端面的距离，故取。至此初步确定了轴的各段L80ML1203直径和长度，如下图所示图32注图32轴的每个台阶处分别取18，轴的尺寸按设计说明中为准4按弯扭合成进行轴的强度校核A绘轴的计算简图，如下图所示图33B计算作用在轴上的力由表617NDTFT1839014621NTR7468COSANFTA9320139C求支承反力垂直平面（垂直反力）0AM21120TNHFLL求得68402由12NHT得NFNH7310水平平面（水平反力）ANV98622NDFM45130A21120RNVLL652NVF由12R得113491NVE计算弯矩并做弯矩图垂直平面左BMNMFNH68094134601水平平面左V1右BN56722592合成弯矩B点右处的弯矩为最大值，起合成弯矩为合M222809484HV68094MF作扭矩图T73254NG作当量弯矩图轴的材料为45钢，HB220，由表61查得650，60B/M1B/M1025，0B/NM106025B26201489TMC1289399/NMH校核轴的强度C处当量弯曲应力为MNWC/63271098316CBMPA合适，故强度足够。37键的校核（1）联轴器上键的校核A选择键联结的类型和尺寸根据D240MM从表中查得键的截面尺寸为宽度B32MM，高度H16MM。由半联轴器长度并参考长度系列，取键长L380MM（比半联轴器长度小些）。B校核键联结的强度键、轴和轮毂的材料都是钢，由表62查得许用挤压应力100120MPA，取其平均值，110MPA。键的工作长度PP，MBLL3728405键与轮毂的接触高度K05H14MM。由式可得20492MPA3210PTKLD10PMPA可见键的强度足够，不需重新选键。键的标记为键3216GB/T10961985（2）齿轮上键的校核A选择键联结的类型和尺寸一般八级以上精度的齿轮有定心精度的要求，应选用平键联结。由于齿轮不在轴端，故选用圆头普通平键（A型）根据D305MM从表中查得键的截面尺寸为宽度B36MM，高度H18MM。由轮毂宽度并参考长度系列，取键长L380MM（比轮毂宽度小些）。B校核键联结的强度键、轴和轮毂的材料都是钢，由表查得许用挤压应力100120MPA，取其平均值，110MPA。键的工作长度PP，MBLL4736510键与轮毂的接触高度K05H9MM。由式可得204MPA32PTKLD10PMPA可见键的强度足够，不需重新选键。键的标记为键3618GB/T1096198538滚动轴承的寿命验算滚动轴承的寿命验算C处轴承均为双列圆锥滚子轴承32026中（3）窄系列型（GB29764），由表查得C3340KG。（1）计算当量动载荷因为传动轴为对称轴故只需校核23段轴承,支点反力33736N112RNHVF因为0A所以当量动载荷P041349NR（2）滚动轴承的校核取使用寿命8360148HLH由表72查372F由表73查12F由表74查0277N由表75查1TF1811NC46080NFHITNCPF满足要求不需重新选择轴承4破碎机的使用与保养维护41使用与操作411起动前的准备工作1、仔细检查轴承的润滑情况是否良好，肘板的连接处是否有足够的润滑能。2、仔细检查所有紧固件是否完全紧固。3、检查破碎腔内有无矿石或杂物。若有矿石或杂物时，必须清除干净，以确保破碎机空载起动。4、检查起顶螺栓是否退回，垫片是否压紧，T型螺栓是否拧紧。412起动1、经检查证明机器各部分情况正常，方可起动。2、本机只允许在无载荷情况下起动。3、起动时必须用铃或信号事先预告。4、起动后，如发现不正常现象时，应立即停止运转。待查明和排除不正常情况后方可起动严禁带易常情况起动。413使用1、破碎机运转正常后方可投料。2、待破碎物料应均匀地加入破碎腔内。应避免侧向加入或堆满加料，以免过载引起排料不均匀和不应有的机件损伤。3、正常工作情况下，轴承温度不应超过30度，最高温度不得超过70度。超过上述温度时，应立即停车，查明原因并加以排出后，方可起动电机。4、停车前，应首先停止加料，待破碎腔内物料完全排出后，方可关闭电机。5、破碎时，如因破碎腔内物料阻塞而造成停车，应立即停车，将物料排出后，方可再行起动。6、固定和活动颚板一端磨损后，可调头使用。7、破碎机在使用一段时期后，应将紧定肘套重新拧紧，以防紧定肘套松动而对机器产生损伤。42润滑1、经常注意并及时做好磨擦而的润滑工作，可确保机器的正常运转和延长设备的使用寿命。2、本机所采用的润滑脂应根据使用地点、所处条件决定，一般情况下采用钙基、钠基和钙纳基润滑脂。3、加入轴承座内的润滑脂为所在空间容积的50左右，每36个月更换一次，换油时应用干净的汽油或煤油清洗滚柱轴承的滚道。4、机器开动前，肘板与肘板之间应注入适量的润滑脂。5其它几种破碎机的介绍51辊式破碎机511概述辊式破碎机按辊子的特点可分为光辊破碎机和齿辊破碎机。光辊破碎机辊子表面光滑，靠挤压破碎，兼有研磨作用，主要用于选矿厂硬度较大矿石的中碎或细碎。在选煤厂，一般采用齿辊破碎机，它以劈裂破碎为主。齿辊破碎机按齿辊数目又可分为单齿辊、双齿辊和多齿辊破碎机。生产中以单、双齿辊破碎机应用最多。双齿辊破碎机由两个相对回转的齿辊组成；单齿辊破碎机由一个旋转的齿辊和一个弧形的破碎板组成。齿辊转动时辊面上的齿牙可将煤块咬住并加以劈碎。给料同止部给入，破碎后的产物随着齿辊的转动从下部排出。辊式破碎机的规格以辊子的直径D与长度L表示，即DL（MM）。破碎机辊子越长，生产能力越大，但将辊子做得过长是不合理的，因为辊子沿轴线方向磨损不均匀，一般来说齿辊破碎机辊子长度与其直径的关系为L（113）D。光辊破碎机用于硬物料破碎，其辊子长度一般小于直径。齿辊破碎机的特点是能耗少，产品呈立方体，过粉碎程度低。在选煤古物多用于大块原煤破碎，也可用于中煤的破碎。由于破碎坚硬物料时易损环辊齿，因而不适于破碎含坚硬矸石较多的原煤。单齿辊破碎机较比双齿辊的辊齿长，如其规格相同时，给料粒度大适用于粗碎；双齿辊破碎机生产能力较高，常用于中碎。512齿辊破碎机的构造双齿辊破碎机由一对同步相对回转的齿辊、机架及传动机构等部件组成。机架由型风焊接而成，固定齿辊安装在机架的固定轴承上。可动齿辊安装在可动轴承上，可动轴承可以在固定于机架上的轴承座上滑动，利用弹簧将可动轴承压紧。电动机通过皮带轮和传动轮和传动齿轮使固定齿辊转动，利用连动他轮对11使固定齿辊和可动齿辊相对回转。破碎原料从上方给入，经齿辊轧碎后，从下面排出。破碎产物的粒度，由两齿辊面之间的间隙决定。图中的弹簧是保险装置。当大块物料或运载硬物料落到破碎腔中不能被轧碎时，齿辊受力增大，可动齿辊就可以向左移动，通过可动轴承压缩弹簧，增大两个齿辊间隙以排出硬物，然后借弹簧的恢复力使可动齿辊回到原来的位置。双齿辊破碎机的可动齿辊，可用破碎板来代替，这种构造的齿辊破碎机是单齿辊破碎机。单齿辊破碎机的工作原理是大块煤给到破碎板和齿辊中间，当齿辊作振奋时针回转时，大块煤在破碎腔上部被长齿轧碎，破碎后的煤块继续落在破碎腔的下部，进一步被齿辊轧碎，破碎产物从下部排出。电动机带动皮带轮，经过一对齿轮减速后带动齿辊转动。在齿辊对面装设有弧形破碎板，在破碎板与齿辊之间形成上宽下窄的破碎腔。破碎板上端固定在铰链上，下端用弹簧和拉杆拉紧。当不能破碎的硬物料（如铁块等）落入破碎腔时，破碎板因受力增大而拉动拉杆，压紧弹簧并向左移动，使破碎腔底部间隙变大以排出硬物，起到安全保险作用。然后靠弹簧恢复力推动拉杆使破碎板恢复到原来位置。单齿辊破碎机的破碎板有整体板状和条缝状两种，条缝状的破碎板，可以在破碎过程中同时将合格