双辊式破碎机开题报告

1 文献综述 文献综述 1 1 双辊式破碎机雏形的发展双辊式破碎机雏形的发展 双辊式破碎机的发展并不是近些年才发展起来的 而是 在公元前就有其雏形 而且发展历程相当曲折 在中国 公 元前两千多年就出现了最筒单的粉碎工具 杵臼 杵臼进 一步演变为公元前200 前100年的脚踏碓 这些工具运用了 杠杆原理 初步具备了破碎机械的雏形 不过 它们的粉碎 动作仍是间歇的 1 最早采用连续粉碎动作的破碎机械是公元前四世纪由公 输班发明的畜力磨 另一种采用连续粉碎动作的破碎机械是 辊碾 它的出现时期稍晚于磨 而在 天工开物 中记载的筒车 牛车 踏车 拔车 桔槔等以水为动力的机械 又把机械制造推向另一个高峰 这些机械除用于谷物加工 外 还扩展到其他物料的粉碎作业上 2 近代的破碎机械是在蒸汽机和电动机等动力机械逐渐完善和推广之后相继创造出 来的 1806年出现了用蒸汽机驱动的辊式破碎机 1858年 美国的布莱克发明了破碎 岩石的颚式破碎机 1878年美国发展了具有连续破碎动作的旋回破碎机 其生产效率 高于作间歇破碎动作的颚式破碎机 1895年 美国的威廉发明能耗较低的冲击式破碎 机 3 1 2 物料破碎的理论物料破碎的理论 物料破碎是一个历史悠久的话题 破碎理论的研究应归结为3个大的方面 强度理 论的研究 破碎效果的评价 破碎功耗的研究 多碎少磨原则指导研制的以料层粉碎 原理的新型破碎机是当前主要方向 4 碎矿与磨矿消耗巨大的能量 为了弄清能量消耗的规律 评定破碎效率 提供设 计的依据和找寻节约能量的途径 百年前已展开的破碎耗功的研究 虽已取得不少成 绩 但仍在进行 以求得到更完善的理论 5 1 面积学说 Von RittingerP R 于 1867 年提出了著名的面积学说 认为外力破碎物体所做之功将 转化为新生表面积上的表面能 故粉碎能耗与粉碎时新生表面积成正比 即粉碎单位 毕业设计 论文 开题报告 1 质量物料的能耗与新生的比表面积成正比 2 体积学说 吉尔皮切夫和 F 基克 1885 年 认为 外力粉碎物料所作的功 完全用于使物 料发生变形 当变形能储至极限 物料即被破坏 即为使几何相似的同种物料 粉碎 成形状相同的产品 所需的功与它们的体积或质量成正比 3 裂缝学说 1952 年 Bond F C 根据一般碎矿和磨矿设备得到的实验数据 建立了经验公式 P F F P 10 W Wi 式中 F 给矿的 80 能通过方筛孔的宽 P 破碎后的产品的 80 能通过的方筛孔的宽 W 将 1 t 粒度为 F 的给矿破碎到产品粒度为 P 所消耗的功 Wi 功耗指标 4 其他破碎理论 TkavovaK 将破碎过程看作一个物理化学过程来研究 认为破碎过程一个不可逆的 热力学过程 1979 年首次从热力学的角度研究了破碎系统的内能 熵 自由焓等参数 的变化规律 以三大粉碎功耗学说为代表的传统破碎理论在粉碎领域中起着重要的指导作用 促进了物料破碎技术的发展 但三大粉碎功耗理论都有各自的适用范围 具有一定的 片面性 已不能满足破碎工业的发展 因此 建立完整的 系统的粉碎功耗理论 全 面揭示物料粉碎的机理成为必要 6 1 3 双辊破碎机工作原理 双辊破碎机工作原理 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 毕业设计 论文 开题报告 2 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 7 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 8 辊子安装在焊接的机架上 由安装在轴上的辊芯以及套在辊芯上的辊套组成 两 者通过锥形环 用螺栓拉紧 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 前辊的安装在滚柱轴承中 轴承座固定安装在机架上 后辊的轴承则安装在 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压紧在顶座上 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调整 在轴承与顶座之间放有可以更 换的钢垫片 通过更换不同厚度的垫片 即可调节两转辊的间距 双辊破碎机前辊通过减速齿轮和传动轴以及带轮用电动机带动 后辊则通过装在 辊子轴上的一对齿轮由前辊带动作相向转动 为了使后辊后移时两齿轮仍能啮合 齿 轮采用非标准长齿 9 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 毕业设计 论文 开题报告 3 比较均匀 齿面和槽面辊子都不适于破碎坚硬物料 这里设计的是光面辊子的 10 1 4 双辊式破碎机的结构双辊式破碎机的结构 辊式破碎机结构简单紧凑 价格低廉 工作可靠 粒度调整方便 可粉碎粘湿物料 但生产能力低 给料尺寸较小 破碎硬质 韧性物料磨损严重 11 辊式破碎机的结构如右图所示 破碎机 的主要工作部分为两个反向滚动的轧辊 右 面一个装在固定轴承上 左面一个装在可移 动的轴承上 两轧辊之间空开的距离 d 由破 碎材料的大小来决定 增减垫块的数量即可 调节空开的距离 工作时 材料由装料斗落 入两轧辊之间而被压碎 如材料过硬 不能将其压碎如材料过硬 不能将其压碎时 左面的一个轧辊连同可移动的轴承一起向左移动 让材料通过 以保护机器正常运转 而后 由于弹簧的作用 被推回原位继续工作 12 1 5 双辊式破碎机的注意事项以及用途双辊式破碎机的注意事项以及用途 注意事项 1 要加强给矿的除铁工作 非破碎物 钎头等物 掉入对辊间会损坏 破碎机 以致造成停车事故 所以在破碎机前应安装除铁装置 2 粘性物质易堵塞 破碎空间 处理堵塞故障应停车处理 不可在运转中进行捅矿 3 当处理的物料含 大块较多时 要注意大块矿石容易从破碎空间挤出来 防止伤人或损坏设备 4 辊 式破碎机运转较长时间后 由于辊面的磨损较大 会引起产品粒度过细 这时要注意 调整排矿口或对设备进行检修 5 加强对设备的检查 设备的润滑部位要按时加油 保持设备良好的润滑状态 13 用途 双辊破碎机 可供选矿 化工 水泥 耐火材料 磨料 建筑材料等工业 部门中 细碎高 中硬度以下的矿石 岩石及耐火材料之用 双辊破碎机尤其在耐火材 料和采矿行业中比一般破碎机械更优异的效果 近几年来 还广泛被应用于破碎钢砂等 图 1 7 辊式破碎机简图 1 轧轴 2 固定轴承 3 可移动轴承 4 垫块 5 装料漏斗 6 弹簧 毕业设计 论文 开题报告 4 行业 14 本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段及途径 本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段及途径 2 1 双辊式破碎机械的设计方案双辊式破碎机械的设计方案 2 1 1 设计原则设计原则 要达到减少噪音 减少能耗 提高产量 提高使用寿命 移动灵活的要求 2 1 2 确定双辊式破碎机械的设计方案确定双辊式破碎机械的设计方案 结合根据本课题的任务要求 本人的设计方案是 一个辊子的轴承是活动的 而 另一个辊子的轴承是固定的光棍的具有两个辊子的破碎机 其机构示意图如下 1 小皮带轮 2 电动机 3 三角带 4 齿轮 5 大皮带轮 6 齿轮 7 轴承座 8 机架 9 粉碎辊 10 轴承座 固定 11 齿轮 12 轴承座 活动 13 齿轮 14 弹簧保险装置 2 2 根据设计要求提出要解决的问题根据设计要求提出要解决的问题 2 2 1 双辊式破碎机的主机设计双辊式破碎机的主机设计 毕业设计 论文 开题报告 5 箱体 双辊式破碎机的主机采用箱形结构 机架用钢板焊接而成 采用分体式 由底板 2 个侧板和上盖组成 1 个光辊安装在机架的固定轴承座上 另一个光棍安装 在机架的活动轴承座上 轴承座与机架连接 破碎箱采用钢板组装方式 底座采用 180 型槽钢 破碎箱与底座采用螺紧后焊接 而电动机直接用螺栓拧在底座上 2 个辊子之 间用两个参数相同精确制造的齿轮联接 以保证同步旋转 当然对于光棍来说 两个 辊子的转速也可以不一致 辊子 双辊式破碎机的主要工作部件是 2 个平行安装的 光辊 光棍通过轴承与机架连接 辅助装置 弹簧保险装置以及排料口 下面会进 行具体的介绍 2 2 2 双辊式破碎机的辊子设计双辊式破碎机的辊子设计 辊子的直径 长度和线速度是辊子部件的三大要素 就现在各国所配备的光棍破 碎机来看 其发展趋势 采用大辊径 窄辊面愈来愈多 采用大辊径 窄辊面的理由 何在呢 其主要出发点在于合理利用辊皮的问题 辊子直径大 经过多次修削辊皮 辊 子的咬入能力降低不大 而生产量能基本得到维持 从而使整个系统生产不会受到影 响 比如 4l800 的辊径 当使用到 41650 时 辊子线速度降低不到 l 0 辊子转速不 变 辊子与线速度有关的产量 也就不会受到较大影响 相反 如果辊径偏小 修削 辊皮的量受到限制 辊皮得不到合理利用 寿命也短 这在经济上是极不合算的 采 用窄辊面 除有利修复幅度外 还能减少给料口的宽度 从而提高了给料的均匀性 使辊皮能得到充分利用 辊皮的不均匀性磨损 还能得到改善 从光辊破碎机的生产能力公式中得知 在保持一定棍隙条件下 辊径 D 辊宽 L 和辊子线速度 V 或辊子转速 n 是破碎机生产能力中起主要作用的因素 有人认为辊 径不能小于 l 400mm 原因是考虑修辊皮后 对破碎机产量影响不能太大 另一因素 是考虑到咬入能力 能保持在较大的尺寸范围 辊子直径增大 辊子的长波可以相应缩短 而产量仍可以保持不变 在 些新式 大型破碎机中 基本上按 L D 的范围来选取 2 1 3 1 影响破碎机产量的另一重要因素是辊子的线速度 辊子线速度的确定 主要决定 于给料速度 严格地说 辊子的线速度 应和给料料流速度相等 或略高于料流速度 然而 料流速度的大小 与工艺配置给料点高度有关 如果料流速度比线速度大 一 毕业设计 论文 开题报告 6 部分物料无法通过小的辊隙 会引起物料在辊问发生堆集 若辊子的速度比料流的速 度大得多 超过 l 倍以上 就会出现物料打滑 弹跳 从而加剧辊皮的磨损 如果单从 配置上 把给料点提高到使料流速度与棍子的线速度相适应的高度 这是很难办到的 有时甚至足绝不可能的 由于一般给料点高度在 1 2 5m 范围内 辊子的线速度基本 上是参照它来确定的 对光棍破碎机的过粉碎要求 不如对双齿辊那样严 辊子线速 度一般比双齿辊高 但都控制在 10m s 以内 而辊皮的材料可以参考下面这个表 2 2 3 调整和弹簧保险装置调整和弹簧保险装置 双辊式破碎机为了得到不同粒度产品 其排料口大小必须是可调整的 为了防止 破碎机过铁损坏 又必须装有保险装置 双棍破碎机活动辊轴承是借助弹簧压力支撑 在正常工作状态下 弹簧力足以克服破碎物料所要的破碎机 机架与活动轴承之间安 放不同厚度的垫片 改变垫片数目就可以调整两辊间的排料口宽度来满足不同产品粒 度的要求 当有不能破碎物料进入破碎腔 则弹簧被压缩 活动辊退让排料口增大 物料排出后 在弹簧压力下 活动辊复位 这就是机械式排料口调整与过载保护装置 保险装置 2 2 4 双辊式破碎机传动装置双辊式破碎机传动装置 双辊式破碎机采用带轮传动 可以使电动机的工作更加稳定 具有过载保护作用 前面提及破碎机为了适应不同产品粒度要求和破碎机 过铁 时 两辊中心距都 毕业设计 论文 开题报告 7 得发生变动 而且两破碎辊还得同步旋转 为适应这种情况早期生产的破碎机多采用 单电动机长齿齿轮传动 这种传动方式的缺点是 中心距位移量小 齿轮不容易制造 齿轮磨损严重 甚至打牙齿 而采用双电动机驱动 即每一个电动机经皮带或减速机 驱动一个辊子 这样可去掉一对长齿齿轮传动 但是必须配备两个减速机 成本又高 此外 由于活动轴承需要移动 对皮带传动使其张紧力随之变动 若减速机传动 又 必须装万向节 才能允许轴随辊水平移动而不影响破碎机正常工作 对于细破双辊破 碎机 采用单电动机驱动时 可用一对汽车轮胎代替长齿齿轮传动 实际上 这是将 齿轮啮合传动改为一对轮胎的摩擦传动 这种传动方式在日本 美国生产的破碎机上 均有应用 如美国的波太克 Poltec 公司生产的先锋 noHeer 型双辊破碎机 其传动系统 为电动机 小齿轮 大齿轮 固定辊 固定辊的轮胎 主动 活动辊轮胎 从动 带动活 动辊转动 由于轮胎有弹性 即使活动辊稍微移动 固定辊的轮胎仍然能把运动传给 活动辊的轮胎 传动时噪声也较小 这种破碎机辊子直径有 750mm 1000mm 1350mm 和 1375mm 四种规格 其功率为 110 330kw 2 2 5 双辊式破碎机的电动机的选择双辊式破碎机的电动机的选择 要选择适当的电动机需要选计算出电动机的功率 对光辊破碎机破碎中硬物料的 电动机功率 P kW 为 P 0 8KLv 式中 L 辊子长度 m V 辊子圆周速度 m s K 考虑给料和排料粒度系数 和 d 分别是给料与排 15 0 d D 0 6K 0 料粒度 3 总结总结 以上是对本课题前期方案的初步思考和设计 尽管双棍式破碎机的设计已趋于完 善 但是由于学生本人是第一次接触双棍