双辊式破碎机的设计_毕业设计说明书

（2013 届）本科毕业设计（论文）资料题 目 名 称：600400双辊式破碎机的设计学 院（部）：机械工程学院 专 业： 机械设计制造及其自动化 学 生 姓 名： 班 级： 机设 学号 指导教师姓名： 最终评定成绩： 湖南工业大学教务处目 录第一部分 本科毕业设计（论文）第二部分 过程管理资料一、2013届毕业设计（论文）课题任务书( )二、湖南工业大学本科毕业设计（论文）开题报告( )三、本科毕业设计（论文）中期报告( )四、毕业设计（论文）指导教师评阅表( )五、毕业设计（论文）评阅教师评阅表( )六、毕业设计（论文）答辩及最终成绩评定表 ( )2013届本科毕业设计（论文）资料第一部分 本科毕业设计（论文）（2013届）本科毕业设计（论文）600400双辊式破碎机的设计学 院（部）： 机械工程学院 专 业： 机械设计制造及其自动化 学 生 姓 名： 班 级： 指导教师姓名： 职称 ： 教授 最终评定成绩: 2013 年 5 月 湖南工业大学本科毕业设计（论文）600400双辊式破碎机的设计学 院（部）：机械工程学院专 业：机械设计制造及其自动化学 号：09405100122学生姓名：指导教师： 2013年 5 月湖南工业大学本科生毕业设计（论文）摘 要破碎机是利用一定的机构以一种或几种施力方法使大块物料破碎成小块的设备。它是工业生产中广泛使用的一类通用设备。在物料破碎过程中，由于产生发声、发热、振动和摩擦等作用，使能源大量消耗，因而多年来国内外界内人士一直在研究如何达到节能、高效的完成破碎过程。本文研究的双辊式破碎机最主要的部分是破碎辊。破碎辊在物料长时间的挤压下必然会变形，甚至破裂。它的形状以及两个破碎辊之间的间距直接影响着破碎机破碎效果与质量。因此，用优化的方法及新型的材料是本次研究的关键。本次设计的破碎辊结构完全符合以上的要求，并且辊皮的材料也能满足降低成本，提高强度的要求。本次设计在破碎理论的发展基础上，通过不断创新，对破碎机各种参数的计算、破碎机的功率和破碎能力的确定、辊皮、轴的设计，还包括传动部分主要结构V带轮和齿轮的设计。本次设计的破碎机主要用于石灰石的破碎，设计在多碎少磨得理论基础上充分考虑了破碎辊的磨损，提高了生产效率，降低了能耗。关键词：双辊式破碎机，破碎辊，辊皮ABSTRACTCrusher is the equipment which uses certain institutions with one or several methods to force large materials broken into small pieces of equipment. It is a general equipment widely used in industrial production. In the material crushing process, because produce voice, fever, vibration and friction effects, and make energy consume, so many years personage inbounds at home and abroad has been studying how to achieve energy saving, high efficient complete fracture process.In this paper, the most important part of the double-roll crusher is the crushing roll.Crushing rolls squeezed at the material would have a long deformation, or even rupture. Itsshape and the space between the two crushing rolls directly impact the crushers crushingeffect and quality. Therefore, optimization methods and new material used are the key tothis study. The structure of the design of the crashing rolls is satisfied with the aboverequirements and the material of the roll paper can also meet the lower costs and improvethe strength requirements. The design based on the development of the crushing theory through continuousinnovation, calculation and optimization of various parameters of the crusher, thedetermination of the power broken and crushing capacity,roll paper, the design of the shaft,and also include the design of V pulley and gear of the major bodies of the transmission.This model 2PG-T0604 of the design is mainly used in the crashing of the cement industryThe design based on the theory of more crushing less grinding consider fully the wear of thecrushing rolls and improve the production efficiency and reduce the energy consumption.Key words: Double-roll Cnxsher; Crushing Roll; Roll Paper目 录摘 要ABSTRACT第1章 课题综述11.1课题的目的及应用11.2国内外研究现状及分析11.3双辊破碎机的工作原理2第2章 双辊式破碎机总体传动方案设计3 2.1设计任务及要求3 2.2设计任务分析32.3设计方案分析3 第3章 电动机的选择63.1选择电动机的类型和结构形式6 3.2 确定电动机的转速6 3.3电动机的功率 6 第4章 V带传动和齿轮传动的设计9 4.1 V带传动的设计94.1.1 确定计算功率94.1.2 V带的选择9 4.1.3 确定带轮的基准直径d、并验算带速94.1.4 带轮结构的设计114.2 齿轮传动的设计12 4.2.1齿轮参数的选定13 4.2.2 按齿面接触强度设计15 4.2.3 按齿根弯曲强度设计15 4.2.4 大、小齿轮的结构形式16第5章 破碎机整体与传动轴的设计19 5.1双辊破碎机的构造19 5.2破碎装置 195.3调整装置19 5.4弹簧保险装置20 5.5 传动装置20 5.6 机架20 5.7 破碎机主要零部件的设计215.7.1 双辊破碎机主要部件参数的计算21 5.7.2 辊子直径215.7.3 辊子长度23 5.7.4 啮角和排矿口宽度235.7.5辊子转速235.7.6 生产能力245.8辊皮的设计255.8.1辊式破碎机辊皮的失效形式分析25 5.8.2辊皮的设计原则265.8.3辊皮结构的设计275.9 传动轴的设计与计算28第6章 轴、键及轴承的校核346.1 第二输出轴的校核346.2 键的校核406.3 轴承寿命的校核42结论45参考文献46致 谢47- 47 -第1章 课题综述1.1课题的目的及应用物料的破碎是许多行业（如冶金、矿山、建材、化工、陶瓷、筑路等）产品生产中不可缺少的工艺过程。由于物料的物理性质和结构差异很大，为适应各种物料的要求，破碎机的品种也是多种多样的。辊式破碎机是破碎机械中的主要种类之一，由于它的构造简单，广泛应用于水泥、硅酸盐、矿山、冶金等工业部门中获得应用，主要用作矿石的中、细碎作业【1】。辊式破碎机有两种基本类型：双辊式和单辊式。双辊式破碎机（又叫对辊碎矿机），是由两个圆柱形辊筒作为主要的工作机构。工作时两个圆辊作相向旋转，由于物料（矿石）和辊子之间的摩擦力作用，将给入的物料卷入两辊所形成的破碎腔内而被破碎。破碎的产品在重力的作用下，从两个辊子之间的间隙处排出。该间隙的大小即决定破碎产品的最大粒度。双辊式破碎机通常都应用于物料的中、细碎。辊式破碎机的辊子表面分为光滑非光滑（齿形和槽形）的辊面两类。光面辊式破碎机的碎矿作用主要是压碎，并兼有研磨作用。这种碎矿机主要用于中硬的矿石的中、细碎。齿面辊式碎矿机以劈碎作用为主，同时兼有研磨作用，适用于脆性和软矿石的粗碎和中碎【2】。1.2国内外研究现状及分析国产3PC14060三辊破碎机所采用的排料口调整和过载保护的液压系统以及PCL控制系统显然是比较先进的，加上采用高转速、小直径、齿光辊相结合以及增加了辊体宽度。因此该机破碎比较大，处理能力大幅度提高，结构简化、降低了设备重量以及采用了先进的控制系统，保证设备工作可靠性。国外有英国采矿机械开发公司MMD破碎机、美国MCLANAHAN的DDCSizer型破碎机机和澳大利亚爱邦机械工程公司的齿辊型碎煤机以及KruppFordertechnik公司制造BRN20220型大型双辊破碎机，辊径2m，辊宽为22m，使用2台400kw电动机，排料粒度为350mm，用于黑山北露天矿。这破碎机的结构形式、破碎机理、齿形的设计、齿的布置方式和安装形式到破碎齿材质的选择等方面都已走在世界前列。国内在借鉴MMD破碎机后，先后研制了各种规格的分级破碎机【3】。1.3双辊破碎机的工作原理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。特点：双辊破碎机采用三角带或万向节联轴器进行传动和调节两辊之间的间隙【2】。双辊破碎机它由机架、一对辊子、三角皮带传动装置和弹簧保险装置等主要部件组成。两台电机通过皮带轮传动，带动两辊子相向转动。一个辊子的轴支承在与机架固定在一起的固定轴承上，另一个辊子的轴支承在活动轴承上。活动轴承可以沿机架导轨水平移动，使两辊子间的排料口宽度在必要时可以增大，将非破碎物排出机外。双辊破碎机辊子的工作表面根据使用要求，可以选用光面的、槽面的或是齿面的。光面辊子主要以挤压方式粉碎物料，它适用于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。此时对为了还兼施磨剥作用，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物块的扯入，当需要取得较大的破碎比时宜采用槽面辊子。齿面辊子由一块块带有齿的钢盘并成，钢盘用键装在轴上，螺栓将各块刚盘串起来拉紧成为一整体。齿面辊子破碎物料时，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，齿面和槽面辊子都不适于破碎坚硬物料【2】。湖南工业大学本科毕业设计（论文）第2章 双辊式破碎机总体传动方案设计2.1设计任务及要求原始参数：生产能力Q（T/h）：1020 入料粒度（mm）32 出料粒度（mm）510。工作条件：双辊式破碎机在常温下连续工作、单向运转；空载起动，工作时较大冲击；三班制（每班工作8h），要求双辊式破碎机设计寿命为8年，大修期为2年，大批量生产；工作转速n的允许误差为5，三相交流电源的电压为380/220V。2.2设计任务分析本设计任务要求设计一台效率较高的双辊式破碎机。主要包括总体设计方案的分析与比较、电动机的选用、传动装置的设计、动力参数和结构参数的选用和计算、主要零部件强度及刚度计算、关键零部件和机架设计等。2.3设计方案分析总体方案如表2.1所示。表2.1 传动系统的对比电动机a.V带轮b.齿轮c.链条破碎机传动方案有V带传动、齿轮传动、链条传动等，具体优缺点如表2.2所示。表2.2 传动方案见图及其优缺点传动方案传动方案简图及其优缺点V带传动适用范围：功率P50kW；带速v=525 m/s，特种高速带v可达到60m/s；传动 比i5，最大可达到10；且要求传动平稳，但传动比不要求准确的机械中。优点结构简单，制造、安装、维护方便，成本低廉；能缓冲、吸振；传动平稳，噪音小；过载打滑，起到安全保护作用。缺点中心距大；传动比不稳定；不适用于高温和有化学腐蚀物质的场合。齿轮传动适用范围：适用范围广。目前齿轮传动适用的最高转速达10000r/min，最大圆周速度达300m/s，最大传递功率达610kw ，最大直径达26m。优点可实现任意两轴之间的运动和动力的传递，瞬时传动比恒定，适用的圆周速度和传递功率范围广，工作可靠，效率高，寿命长，结构紧凑等。缺点制造、安装精度要求高，制造时需要专用设备，成本高，不宜在两轴中心距很大的场合下使用。链条传动适用范围：两轴线平行、中心距较大、同向转动、对瞬时传动比和传动平稳性无严格要求以及工作条件恶劣的环境下使用。优点无弹性滑动和打滑现象，具有准确的平均传动比；预紧力小，传动效率较高；能在高温、多粉尘、多油污、湿度大等恶劣环境下工作；与齿轮传动相比，制造和安装精度要求较低，传动结构简单。缺点工作时，瞬时传动比不恒定，会产生动载荷，故传动平稳性较差，工作时有冲击、振动和噪音。蜗轮蜗杆传动适用范围：两轴线平行、中心距较大、同向转动、对瞬时传动比和传动平稳性无严格要求以及工作条件恶劣的环境下使用。优点蜗杆传动具有传动比大（8-80）、结构紧凑、工作平稳，能够自锁等优点缺点其传动效率低，尤其在低速时，其效率更低，且蜗轮尺寸大，成本高。因此，它通常用于中小功率、间歇工作或要求自锁的场合。为了提高传动效率、减小蜗轮结构尺寸，通常将其布置在高速级。锥齿轮传动适用范围：轮齿可以做成直齿、斜齿，适用于输入轴与输出轴轴线垂直相交的场合。优点轮齿可以做成直齿、斜齿，传动比范围大（5-160）传动力矩大，使用寿命长，传动结构简单。缺点锥齿轮传动，当其尺寸太大时，加工困难，因此应将其布置在高速级，并限制其传动比，以控制其结构尺寸。综合上表中五种传动方案以及对于破碎机，除必须满足运动性能和经济性能外，还必须考虑过载保护的问题，所以选择V带传动装置。第3章 电动机的选择3.1选择电动机的类型和结构形式电动机的类型和结构形式应根据电源种类(直流或交流)、工作条件(环境、温度等)、工作时间的长短(连续或间歇)及载荷的性质、大小、起动性能和过载情况等条件来选择。工业上一般采用三相交流电动机。Y系列三相交流异步电动机由于具有结构简单、价格低廉、维护方便等优点，故其应用最广。当转动惯量和启动力矩较小时，可选用Y系列三相交流异步电动机。在经常启动、制动和反转、间歇或短时工作的场合(如起重机械和冶金设备等)，要求电动机的转动惯量小和过载能力大，因此，应选用起重及冶金用的YZ和YZR系列三相异步电动机。电动机的结构有开启式、防护式、封闭式和防爆式等，可根据工作条件来选择。Y系列电动机的技术数据和外形尺寸参见表3.1和表3.2。Y系列电动机（摘自JB/T8680.11998）为全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机，是按照国际电工委员会（IEC）标准设计的，具有国际互换性的特点。用于空气中不含易燃、易炸或腐蚀性气体的场所。适用于电源电压为380V无特殊要求的机械上，如机床、泵、风机、运输机、搅拌机、农业机械、破碎机等，也用于某些需要高启动转矩的机器上，如压缩机等【2】。3.2确定电动机的转速同一功率的异步电动机有同步转速3000、1500、1000、750r/min等几种。一般来说，电动机的同步转速愈高，磁极对数愈少，外廓尺寸愈小，价格愈低；反之，转速愈低，外廓尺寸愈大，价格愈贵。当工作机转速高时，选用高速电动机较经济。但若工作机转速较低也选用高速电动机，则这时总传动比增大，会导致传动系统结构复杂，造价较高。所以，在确定电动机转速时，应全面分析。在一般机械中，用得最多的是同步转速为1500r/min或1000r/min的电动机【3】。3.3电动机的功率电动机的功率选择是否合适，对电动机的正常工作和经济性都有影响。功率选得过小，不能保证工作机的正常工作或使电动机长期过载而过早损坏；功率选得过大，则电动机价格高，且经常不在满载下运行，电动机效率和功率因数都较低，造成很大的浪费。电动机功率的确定，主要与其载荷大小、工作时间长短、发热多少有关。对于长期连续工作的机械，可根据电动机所需的功率P来选择，再校验电动机的发热和启动力矩。选择时，应使电动机的额定功率P稍大于电动机的所需功率P，即PP。对于间歇工作的机械，P可稍小于P。辊式破碎机的功率消耗与很多因素有关，但主要取决于物料的性质，转子的圆周速度，破碎比和生产能力。破碎物料时的有用功耗可按下述Bond公式进行计算【2】： kW式中 Q一一机器的每小时生产能力，T/h； 一一物料的破碎功指数，对于石灰石，可取； A一一产品粒度（80%通过的粒度）， ； B给料粒度（80%通过的粒度），。因为A 50000 B 600000 取A =49729 B = 599076 Q = 1020T/h 所以 = 电动机所需的功率Pd为式中，机器的总机械效率，通常取 = 0.80.85或按下式计算【5】：式中，1、2、n分别为机器中每对运动副或传动副（如带传动、轴承和破碎机等）的效率。表3.3给出了常用机械传动和轴承等效率的概略值。表3.3 常用机械传动和轴承等效率的概略值类 型效 率 圆柱齿轮传动7级精度（油润滑）8级精度（油润滑）9级精度（油润滑）开式传动（脂润滑）0.980.970.960.940.96V带传动0.95滚动轴承0.980.99滑动轴承0.970.99联轴器弹性联轴器刚性联轴器0.990.99 破碎机0.800.90效率选择：V带传动：破碎机： 故所需的电动机功率Pd为(取0.8)：传动系统总效率为根据表1及其PP原则，选择电动机型号为：Y160M-6，技术参数如表3.4所示。表3.4 Y160M-6的技术参数电动机型号额定功率kw满载转速r/min同步转速r/min极数Y160M-67.597010006根据表3.2可查得：表3.5 Y160M-6安装及外形尺寸A=254B=210C=108D=E=110F=12G=37H=160K=15AB=330AC=325AD=255BB=385HD=270L=600第4章 V带传动和齿轮传动的设计4.1 V带传动的设计4.1.1 确定计算功率计算功率Pc是根据传递的功率Pe，并考虑到载荷的性质和每天工作时间等因素的影响而确定的。传动机构主要由齿轮，皮带轮构成，起着传递电机功率的作用，本节将对这两个部分进行详细的设计1-4:式中所需传递的额定功率（例如电动机的额定功率），单位kw；工作情况系数查附录表4.1 得工况系数KA = 1.4则 4.1.2 V带的选择本设计采用V带传动是由于带传动是挠性件，具有结构简单，传动平稳，价格低廉和能缓冲和吸震等特点，在近代机械中应用广泛，在总体设计里面电机选用的是Y160M-6，功率为7.5KW，小带轮为。已知该电动机的=7.5KW、取。确定计算功率由机械设计表6-1查得工作情况系数=1.4，故 （4-1）根据、由图4-11选择B型带。4.1.3 确定带轮的基准直径d、并验算带速初选小带轮的基准直径由表5-2和表5-3，取小带轮的基准直径=125mm。验算带速12 （4-2）因为5m/sv 30m/s，所以带速合适。计算大带轮的基准直径确定v带的中心距a和基准直径根据公式，初定中心距a=500mm。由公式计算所需基准长度由表4-4选带的基准直径。按式计算实际中心距14:中心距的变化范围:442mm-523mm。验算小带轮的包角计算带的根数z（1）计算单根v带的额定功率由和，查表5-5a得 kw。根据、和B型带，查得5-5b得 kw。查表4-6得。查表5-7得,于是2（2）计算v带的根数15 所以取7根。计算单根v带的初拉力的最小值由表4-3得B型带的单位长度质量q=8kg/m,所以16 （ 4-3）计算压轴力压轴力的最小值【6】：4.1.4 带轮结构的设计 因为，所以小带轮可采用腹板式，大带轮可采用轮辐式。大、小带轮的有关数据：1小带轮的有关数据3 d=42mm2.大带轮的有关数据3 d=70mm经设计，大、小带轮的结构设计图分别如图4-1、图4-2.图 4-1 小带轮的结构设计图 4-2 大带轮的结构设计4.2 齿轮传动的设计本设计所设计的齿轮是图中的齿轮1、齿轮2、齿轮3和齿轮4。由于经过V带轮的减速作用，电动机的转速由970r/min降低至970/3=323r/min.即图3-3中轴1的转速为323r/min。又由总体设计初步对破碎辊转速的计算且可取齿轮的传动比为i=5.389，则两个破碎辊转速均为60r/min，这样本设计中两对齿轮的转速就可确定为：，且有P=7.2KW，设计满载工作时间为60000h。4.2.1齿轮参数的选定选定齿轮精度等级、材料及齿数(1)精度等级:选8级精度(2)材料选择 由表10-1选择小齿轮材料为40Cr(调质)，硬度为241-286HBS，大齿轮材料为45钢(调质)，硬度为217-255HBS。（3）选小齿轮齿数，大齿轮齿数，取。4.2.2 按齿面接触强度设计 由公式1 （4-4） 4.2.2.1确定公式中参数数值(1) 试选载荷系数=1.3(2) 计算小齿轮传递的转矩 (3) 由表5-7选取齿宽系数,故 (4) 由图10-30选取区域系数 (5) 由图10-21 d用差值法得 、（6）由类比法取适当的满载工作时间为60000h。（7）由图10-19取接触疲劳寿命系数 ， 计算接触疲劳许用应力（失效概率1%，安全系数S=1）1 （4-5） (4-6) (4-7)4.2.2.2计算（1） 计算小带轮的分度园直径，由计算公式得1 (4-8)（2） 计算圆周速度1 (4-9)（3） 计算齿宽及模数1 (4-10) (4-11) (4-12) （4-13）（4） 计算载荷系数k已知表10-2查得使用系数由=1.75，根据V=1.98 ，8级精度，由图10-8查得动载荷系数，由表10-4查得的值52。 由图10-13查得由表10-3查得，故载荷系数 （4-14）(5)按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径，由公式1 （4-15）（6）计算模数1 （4-16）4.2.3 按齿根弯曲强度设计由公式 （4-17）1.确定计算参数（1） 计算载荷系数 （4-18） （2） 查取齿形系数由表10-5查得 (3) 查取应力校正系数由表10-5查得 （4）由图10-20d查得齿轮的弯曲强度极限 由图10-18取弯曲疲劳寿命系数 (5)计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数S由公式 3 （7）计算大小齿轮的,并加以比较 3 显然，大齿轮的系数大。2.设计计算 3 对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数，取，已满足弯曲强度。但为了同时满足接触疲劳强度，需按接触疲劳强度算的分度园直径来计算应有的模数。于是由 3 ，取=29；则3.几何尺寸计算 计算中心距 3 （1）计算大小齿轮的分度圆直径 3 （2）计算齿轮的宽度 3 取=58mm，=+5=63mm。4.2.4 大、小齿轮的结构形式1.对于小齿轮 3 、因为，所以可做成实心结构的齿轮。2.对于大齿轮1 因为 ，所以可做成轮辐截面为“十”字形的轮辐式结构的齿轮。经设计，大、小齿轮的结构设计图分别如下图。图4-4 小齿轮结构的设计图4-5 大齿轮结构的设计第5章 破碎机整体及传动轴的设计5.1双辊破碎机的构造根据总体设计的规划与要求，主要构成部件有:破碎辊、调整装置、弹簧保险装置、传动装置和机架等部分组成。5.2破碎装置它是破碎机的主要工作机构，其水平轴是可动的，另一个辊子的轴承座是固定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，利用螺栓和螺母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，如图5-1所示。5-1 破碎装置的工作示意图5.3调整装置调整装置是用来调整两破碎辊之间的间隙大小(即排料口的宽度)的，它是通过增减两个辊子顶杆之间的垫片数量，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顶杆之间的垫片数量来进行调整。双辊破碎机的活动轴承座旁装有活动装置，当机器在工作时如有不能破碎机的物体或者不慎把金属掉入机器中，而且其尺寸大小不能在两轧辊之间的缝隙中通过，为不致使机器受到损坏，因此装有活动装置，其原理便是活动轴承往后移动，让不能破碎的物体或金属通过，来适应此种情况的发生。活动装置主要有螺母、螺栓、提升契块、后座、座板支座，弹簧以及压板等组成。将活动轴承架放在底架上，活动轴承可顺底架前后滑动，在活动轴承架后端装有弹簧，在装配时要求弹簧作用力应保护装置，当碰到不能破碎的物料，在通不过轧辊间隙时，轧辊所受的压力增长，迫使弹簧压缩，于是活动轧棍就离开其原来的位置，使辊间隙扩大，这样不能破碎的物料就能通过调整活动装置轴承架移动行程时必须注意，辊间空隙增到最大限度，而一对长齿轮必须保证啮合，以防脱落。5.4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载保护都有极其重要的作用。机器正常工作时，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。 在破碎机工作过程中，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。 5-2弹簧保险装置的结构示意图5.5 传动装置电动机通过皮带轮带动一对减速齿轮1、2，又通过轴7带动辊子6和非标准长齿轮3， 3又带动齿轮4，齿轮4带动辊子9，这样就构成了辊子7和9的相向转动，如图5-3所示。5.6 机架机架是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，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。本次设计采用铸铁铸造的机架。图5-3 双辊式破碎机的传动原理图5.7 破碎机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，另一个辊子的轴承是固定的，破碎辊是由轴、轮毅和辊皮构成。辊子轴采用键与锥形表面的轮毅配合在一起，辊皮固定在轮毅上，借助三块锥形弧铁，利用螺栓和螺母将它们固定在一起。5.7.1 双辊破碎机主要部件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:辊子直径、辊子长度、啮角和排矿口宽度、辊子转速等。5.7.2 辊子直径辊子直径D与给料粒度d、排料口宽度e、物料与辊面之间的摩擦系数f与给料粒度d之间的关系，主要取决于啮角5-35与摩擦角U。或摩擦系数f之间的关系(见图5-5)、设给料为球形，通过物料与辊子的接触作切线，两条切线之间出夹角为(啮角)，辊子在物料上的正压力为F以及由它所引起的摩擦力为fF。而料块的重量G较之作用力小得多，故可忽略不计。图5-5 辊式破碎机的啮角将F和fF分解为水平分力和垂直分力，只有在下列条件下，物料不至于在辊面上打滑，而被两个相向运动的辊子卷入破碎腔4-5 （5-1） （5-2）或 式中的为摩擦角，通常，由直角三角形关系可知16 （5-3）由于e，则有16 （5-4）用代入，有由此可见光面辊式破碎机的辊子直径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。所以，D=2032=640，。齿面辊式破碎机(对辊破碎机)的D/d比值较光面辊式破碎机的比值小，其值视齿形及齿高而定，使用正常齿时，,使用槽形辊面时。5.7.3 辊子长度辊式破碎机(对辊破碎机)技术性能及参数详见机械设计手册表5-1.综合给定的数据，从表中可以确定双辊破碎机的型号为，辊子的长度为400mm。5.7.4 啮角和排矿口宽度物料与两辊子接触点的切线夹角称为辊式破碎机(对辊破碎机)的啮角，见图5-1.与鄂式破碎机一样，为了能钳住物料进行破碎，要求辊式破碎机(对辊破碎机)有一定的啮角。啮角的极限值可以从辊子直径运算中得出，即啮角应小于或等于物料与辊子之间的摩擦角的2倍。对干硬物料(如石灰石、砂岩等)在金属表面上的摩擦系数;湿软物料(粘土等) 。与此相对应的最大啮角分别为和，实际上采用的啮角要小一些。 对于D/d的比值由辊式破碎机(对辊破碎机)的破碎比来求得，因辊式破碎机(对辊破碎机)的破碎比一般为，故e/d=0.25由d=32mm，可得e=8mm。对于干硬物料，对于湿软物料.实际上，为了使破碎机可靠地进行工作，D/d的数值还必须大20%-25%，此时辊子直径要比物料尺寸大9-22倍5。根据上述计算得出辊子直径与物料直径为：对破碎干、脆性物料时光面辊D/d=2021，齿面辊D/d=1.56；槽面辊D/d=1012。对湿软物料，光面辊D/d=69，齿面或槽面辊子不适宜破碎湿软物料5。5.7.5辊子转速 破碎机合适的转速与辊子的表面特征、物料的坚硬性和给矿粒度等因素有关。一般地说，给矿粒度愈大，矿石愈硬，则棍子的转速应当愈低.槽形(齿形)辊式破碎机的转速应低于光辊式破碎机。 由生产能力的计算公式可以得出，提高辊子的转速，可提高生产能力石但是在实际生产中，转速的提高有一定的限度，超过此限度，落在转辊上的料块在较大的离心惯性力的作用下，就不易钳进转辊之间。这时，生产能力不但没有提高，反而引起电耗增加，棍子表面的磨损及机械振动增大。所以破碎机的转速应有一个合适的数值辊子最合适的转速，一般手是根据实验来确定的。通常，光面辊子的圆周速度米/秒且不应大于11.5米/秒1。 （5.5）式中 则计算辊子转速公式为16 r/min （ 5.6）综合以上计算设计得出辊子的参数，如表5.2表5.2辊子的参数辊子直径600mm辊子长度400mm辊子转速60r/min给矿粒度0mm-32mm排矿口宽度8mm-32mm5.7.6 生产能力由双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，所以当速度以v米/秒时，则理论上物料落下的体积为16 （5.7）而物料落下的速度与破子的圆周速度的关系为：，其中n为辊子每分钟的转速，因此18 T/h （5.8）式中 当辊式破碎机能够破碎坚硬矿石时，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(4-8)增大25%，作为破碎坚硬矿石时的生产能力的近似公式，即16 t/h (5-9)式中，符号的意义