雙輥式破碎機開題報告

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1、 1.文獻綜述： 1.1 雙輥式破碎機雛形的發(fā)展 雙輥式破碎機的發(fā)展并不是近些年才發(fā)展起來的，而是在公元前就有其雛形，而且發(fā)展歷程相當(dāng)曲折，在中國，公元前兩千多年就出現(xiàn)了最筒單的粉碎工具——杵臼。杵臼進一步演變?yōu)楣?00～前100年的腳踏碓。這些工具運用了杠桿原理，初步具備了破碎機械的雛形，不過，它們的粉碎動作仍是間歇的。[1] 最早采用連續(xù)粉碎動作的破碎機械是公元前四世紀由公輸班發(fā)明的畜力磨，另一種采用連續(xù)粉碎動作的破碎機械是輥碾，它的出現(xiàn)時期稍晚于磨。而在《天工開物》中記載的筒車、牛車、踏車、拔車、桔槔等以水為動力的機械，又把機械制造推向另一個高峰。這些機械除用于谷物加

2、工外，還擴展到其他物料的粉碎作業(yè)上。[2] 近代的破碎機械是在蒸汽機和電動機等動力機械逐漸完善和推廣之后相繼創(chuàng)造出來的。1806年出現(xiàn)了用蒸汽機驅(qū)動的輥式破碎機；1858年，美國的布萊克發(fā)明了破碎巖石的顎式破碎機；1878年美國發(fā)展了具有連續(xù)破碎動作的旋回破碎機，其生產(chǎn)效率高于作間歇破碎動作的顎式破碎機；1895年，美國的威廉發(fā)明能耗較低的沖擊式破碎機。[3] 1.2 物料破碎的理論 物料破碎是一個歷史悠久的話題。破碎理論的研究應(yīng)歸結(jié)為3個大的方面：強度理論的研究、破碎效果的評價、破碎功耗的研究。多碎少磨原則指導(dǎo)研制的以料層粉碎原理的新型破碎機是當(dāng)前主要方向。[4] 碎礦與磨礦消耗巨大

3、的能量，為了弄清能量消耗的規(guī)律，評定破碎效率，提供設(shè)計的依據(jù)和找尋節(jié)約能量的途徑，百年前已展開的破碎耗功的研究，雖已取得不少成績，但仍在進行，以求得到更完善的理論。[5] (1)面積學(xué)說 Von RittingerP R于1867年提出了著名的面積學(xué)說，認為外力破碎物體所做之功將轉(zhuǎn)化為新生表面積上的表面能，故粉碎能耗與粉碎時新生表面積成正比，即粉碎單位質(zhì)量物料的能耗與新生的比表面積成正比。 推薦精選 (2)體積學(xué)說。 В.Л.吉爾皮切夫和F.基克(1885年)認為，外力粉碎物料所作的功，完全用于使物料發(fā)生變形，當(dāng)變形能儲至極限，物料即被破壞。即為使幾何相似的同種物

4、料，粉碎成形狀相同的產(chǎn)品，所需的功與它們的體積或質(zhì)量成正比。 (3)裂縫學(xué)說。 1952年Bond F C根據(jù)一般碎礦和磨礦設(shè)備得到的實驗數(shù)據(jù)，建立了經(jīng)驗公式： 式中：F——給礦的80%能通過方篩孔的寬； P——破碎后的產(chǎn)品的80%能通過的方篩孔的寬； W——將1 t粒度為F的給礦破碎到產(chǎn)品粒度為P所消耗的功； Wi——功耗指標(biāo)。 (4)其他破碎理論。 TkavovaK將破碎過程看作一個物理化學(xué)過程來研究，認為破碎過程一個不可逆的熱力學(xué)過程。1979年首次從熱力學(xué)的角度研究了破碎系統(tǒng)的內(nèi)能、

5、熵、自由焓等參數(shù)的變化規(guī)律。 以三大粉碎功耗學(xué)說為代表的傳統(tǒng)破碎理論在粉碎領(lǐng)域中起著重要的指導(dǎo)作用，促進了物料破碎技術(shù)的發(fā)展。但三大粉碎功耗理論都有各自的適用范圍，具有一定的片面性，已不能滿足破碎工業(yè)的發(fā)展。因此，建立完整的、系統(tǒng)的粉碎功耗理論，全面揭示物料粉碎的機理成為必要。[6] 1.3雙輥破碎機工作原理： 被破碎物料經(jīng)給料口落入兩輥子之間，進行擠壓破碎，成品物料自然落下。遇有過硬或不可破碎物時，輥子可憑液壓缸或彈簧的作用自動退讓，使輥子間隙增大，過硬或不可破碎物落下，從而保護機器不受損壞。相向轉(zhuǎn)動的兩輥子有一定的間隙，改變間隙，即可控制產(chǎn)品最大排料粒度。雙輥破碎機是利用一對

6、相向轉(zhuǎn)動的圓輥，四輥破碎機則是利用兩對相向轉(zhuǎn)動的圓輥進行破碎作業(yè)。 特點：雙輥破碎機采用三角帶或萬向節(jié)聯(lián)軸器進行傳動和調(diào)節(jié)兩輥之間的間隙。 推薦精選 [7] 雙輥破碎機。它由機架、一對輥子、三角皮帶傳動裝置和彈簧保險裝置等主要部件組成。兩臺電機通過皮帶輪傳動，帶動兩輥子相向轉(zhuǎn)動。一個輥子的軸支承在與機架固定在一起的固定軸承上，另一個輥子的軸支承在活動軸承上。活動軸承可以沿機架導(dǎo)軌水平移動，使兩輥子間的排料口寬度在必要時可以增大，將非破碎物排出機外。[8] 輥子安裝在焊接的機架上，由安裝在軸上的輥芯以及套在輥芯上的輥套組成，兩者通過錐形環(huán)，用螺栓拉緊，以使輥套緊套在輥

7、芯上。當(dāng)輥套的工作表面磨損時，可以拆換。前輥的安裝在滾柱軸承中，軸承座固定安裝在機架上，后輥的軸承則安裝在機架的導(dǎo)軌中，可以在導(dǎo)軌上前后移動，后輥的軸承用強力彈簧壓緊在頂座上，當(dāng)轉(zhuǎn)輥之間落入難碎物時，彈簧被壓縮，后輥后移一定距離，讓硬物落下，然后在彈簧張力作用下又回到原來位置。彈簧的壓力可用螺母調(diào)整，在軸承與頂座之間放有可以更換的鋼墊片，通過更換不同厚度的墊片，即可調(diào)節(jié)兩轉(zhuǎn)輥的間距。 雙輥破碎機前輥通過減速齒輪和傳動軸以及帶輪用電動機帶動，后輥則通過裝在輥子軸上的一對齒輪由前輥帶動作相向轉(zhuǎn)動。為了使后輥后移時兩齒輪仍能嚙合，齒輪采用非標(biāo)準(zhǔn)長齒。[9] 雙輥破碎機輥子的工作表面根據(jù)使用要求

8、，可以選用光面的、槽面的或是齒面的。光面輥子主要以擠壓方式粉碎物料，它適用于破碎中硬或堅硬物料，為了加強對物料的粉碎，兩輥子的轉(zhuǎn)速也可以不一致。此時對為了還兼施磨剝作用，宜用于粘土及塑性物料的細碎，產(chǎn)品粒度小且均勻帶有溝紋的槽型輥子，破碎物料時，除施于擠壓作用外，還兼施剪切作用，故適于強度不大的脆性或粘濕性物料的破碎，產(chǎn)品粒度均勻，槽面輥子還可以幫助物塊的扯入，當(dāng)需要取得較大的破碎比時宜采用槽面輥子。齒面輥子由一塊塊帶有齒的鋼盤并成，鋼盤用鍵裝在軸上，螺栓將各塊剛盤串起來拉緊成為一整體。齒面輥子破碎物料時，除了施壓作用外，還兼施劈裂作用，故適于破碎具有片狀節(jié)理的軟質(zhì)和低硬度的脆性物料，如煤、干

9、粘土、頁巖等，破碎產(chǎn)品的粒度也比較均勻，齒面和槽面輥子都不適于破碎堅硬物料。這里設(shè)計的是光面輥子的。[10] 推薦精選 1.4 雙輥式破碎機的結(jié)構(gòu) 輥式破碎機結(jié)構(gòu)簡單緊湊，價格低廉，工作可靠，粒度調(diào)整方便，可粉碎粘濕物料。但生產(chǎn)能力低，給料尺寸較小，破碎硬質(zhì)、韌性物料磨損嚴重。[11] 圖1—7 輥式破碎機簡圖 1—軋軸 2—固定軸承 3—可移動軸承 4—墊塊 5—裝料漏斗 6—彈簧 輥式破碎機的結(jié)構(gòu)如右圖所示。破碎機的主要工作部分為兩個反向滾動的軋輥，右面一個裝在固定軸承上，左面一個裝在可移動的軸承上。兩軋輥之間空開的距離d由破碎材料的大小來決定。增減墊塊

10、的數(shù)量即可調(diào)節(jié)空開的距離。工作時，材料由裝料斗落入兩軋輥之間而被壓碎。如材料過硬，不能將其壓碎如材料過硬，不能將其壓碎時，左面的一個軋輥連同可移動的軸承一起向左移動，讓材料通過，以保護機器正常運轉(zhuǎn)。而后，由于彈簧的作用，被推回原位繼續(xù)工作。[12] 1.5 雙輥式破碎機的注意事項以及用途 注意事項：（1）要加強給礦的除鐵工作，非破碎物(釬頭等物)掉入對輥間會損壞破碎機，以致造成停車事故，所以在破碎機前應(yīng)安裝除鐵裝置。（2）粘性物質(zhì)易堵塞破碎空間，處理堵塞故障應(yīng)停車處理，不可在運轉(zhuǎn)中進行捅礦。（3）當(dāng)處理的物料含大塊較多時，要注意大塊礦石容易從破碎空間擠出來，防止傷人或損壞設(shè)備。（4）輥式破

11、碎機運轉(zhuǎn)較長時間后，由于輥面的磨損較大，會引起產(chǎn)品粒度過細，這時要注意調(diào)整排礦口或?qū)υO(shè)備進行檢修。(5)加強對設(shè)備的檢查，設(shè)備的潤滑部位要按時加油，保持設(shè)備良好的潤滑狀態(tài)。[13] 用途：雙輥破碎機，可供選礦，化工，水泥，耐火材料，磨料，建筑材料等工業(yè)部門中，細碎高.中硬度以下的礦石，巖石及耐火材料之用。雙輥破碎機尤其在耐火材料和采礦行業(yè)中比一般破碎機械更優(yōu)異的效果.近幾年來，還廣泛被應(yīng)用于破碎鋼砂等行業(yè)。[14] ２．本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段及途徑： 推薦精選 2.1雙輥式破碎機械的設(shè)計方案 2.1.1設(shè)計原則 要達到減少噪音；減少能耗；提高產(chǎn)量；提高使用壽

12、命；移動靈活的要求。 2.1.2確定雙輥式破碎機械的設(shè)計方案 結(jié)合根據(jù)本課題的任務(wù)要求，本人的設(shè)計方案是：一個輥子的軸承是活動的，而另一個輥子的軸承是固定的光棍的具有兩個輥子的破碎機。其機構(gòu)示意圖如下： 1.小皮帶輪 2. 電動機 3. 三角帶 4. 齒輪Ⅰ 5. 大皮帶輪 6. 齒輪Ⅱ 7. 軸承座Ⅰ 8. 機架 9. 粉碎輥 10. 軸承座（固定） 11. 齒輪Ⅲ 12. 軸承座（活動） 13. 齒輪Ⅳ 14. 彈簧保險裝置 2.2根據(jù)設(shè)計要求提出要解決的問題 2.2.1雙輥式破碎機的主機設(shè)計 ①箱體：雙輥式破碎機的主機采用箱形結(jié)構(gòu)

13、，機架用鋼板焊接而成，采用分體式，由底板、2個側(cè)板和上蓋組成，1個光輥安裝在機架的固定軸承座上，另一個光棍安裝在機架的活動軸承座上，軸承座與機架連接。破碎箱采用鋼板組裝方式，底座采用180型槽鋼，破碎箱與底座采用螺緊后焊接，而電動機直接用螺栓擰在底座上。2個輥子之間用兩個參數(shù)相同精確制造的齒輪聯(lián)接，以保證同步旋轉(zhuǎn)。當(dāng)然對于光棍來說，兩個輥子的轉(zhuǎn)速也可以不一致。 推薦精選 ②輥子：雙輥式破碎機的主要工作部件是2個平行安裝的光輥，光棍通過軸承與機架連接。③輔助裝置：彈簧保險裝置以及排料口。下面會進行具體的介紹。 2.2.2雙輥式破碎機的輥子設(shè)計 輥子的直徑、長度和線速度是輥子部件的三大

14、要素。就現(xiàn)在各國所配備的光棍破碎機來看，其發(fā)展趨勢，采用大輥徑、窄輥面愈來愈多。采用大輥徑、窄輥面的理由何在呢?其主要出發(fā)點在于合理利用輥皮的問題。輥子直徑大，經(jīng)過多次修削輥皮，輥子的咬入能力降低不大，而生產(chǎn)量能基本得到維持，從而使整個系統(tǒng)生產(chǎn)不會受到影響。比如4l800的輥徑，當(dāng)使用到41650時，輥子線速度降低不到l 0％，輥子轉(zhuǎn)速不變，輥子與線速度有關(guān)的產(chǎn)量，也就不會受到較大影響。相反，如果輥徑偏小，修削輥皮的量受到限制，輥皮得不到合理利用，壽命也短，這在經(jīng)濟上是極不合算的。采用窄輥面，除有利修復(fù)幅度外，還能減少給料口的寬度，從而提高了給料的均勻性，使輥皮能得到充分利用，輥皮的不均勻性磨

15、損，還能得到改善。 從光輥破碎機的生產(chǎn)能力公式中得知：在保持一定棍隙條件下，輥徑D、輥寬L和輥子線速度V(或輥子轉(zhuǎn)速n)，是破碎機生產(chǎn)能力中起主要作用的因素。有人認為輥徑不能小于l 400mm，原因是考慮修輥皮后，對破碎機產(chǎn)量影響不能太大。另一因素是考慮到咬入能力，能保持在較大的尺寸范圍。 輥子直徑增大，輥子的長波可以相應(yīng)縮短，而產(chǎn)量仍可以保持不變。在—些新式大型破碎機中，基本上按L＝(~)D的范圍來選取。 影響破碎機產(chǎn)量的另一重要因素是輥子的線速度。輥子線速度的確定，主要決定于給料速度，嚴格地說，輥子的線速度，應(yīng)和給料料流速度相等，或略高于料流速度。然而，料流速度的大小，與工藝配置給料

16、點高度有關(guān)。如果料流速度比線速度大，一部分物料無法通過小的輥隙，會引起物料在輥問發(fā)生堆集；若輥子的速度比料流的速度大得多，超過l倍以上，就會出現(xiàn)物料打滑、彈跳，從而加劇輥皮的磨損。如果單從配置上，把給料點提高到使料流速度與棍子的線速度相適應(yīng)的高度，這是很難辦到的，有時甚至足絕不可能的。由于一般給料點高度在1—2.5m范圍內(nèi)，輥子的線速度基本上是參照它來確定的。對光棍破碎機的過粉碎要求，不如對雙齒輥那樣嚴，輥子線速度一般比雙齒輥高，但都控制在10m／s以內(nèi)。 推薦精選 而輥皮的材料可以參考下面這個表： 2.2.3調(diào)整和彈簧保險裝置 雙輥式破碎機為了得到不同粒度產(chǎn)品，其排料口大小必

17、須是可調(diào)整的。為了防止破碎機過鐵損壞，又必須裝有保險裝置，雙棍破碎機活動輥軸承是借助彈簧壓力支撐，在正常工作狀態(tài)下，彈簧力足以克服破碎物料所要的破碎機。機架與活動軸承之間安放不同厚度的墊片，改變墊片數(shù)目就可以調(diào)整兩輥間的排料口寬度來滿足不同產(chǎn)品粒度的要求，當(dāng)有不能破碎物料進入破碎腔，則彈簧被壓縮，活動輥退讓排料口增大，物料排出后，在彈簧壓力下，活動輥復(fù)位。這就是機械式排料口調(diào)整與過載保護裝置（保險裝置）。 2.2.4雙輥式破碎機傳動裝置 雙輥式破碎機采用帶輪傳動，可以使電動機的工作更加穩(wěn)定，具有過載保護作用。 前面提及破碎機為了適應(yīng)不同產(chǎn)品粒度要求和破碎機“過鐵”時，兩輥中心距都得發(fā)生變

18、動，而且兩破碎輥還得同步旋轉(zhuǎn)。為適應(yīng)這種情況早期生產(chǎn)的破碎機多采用單電動機長齒齒輪傳動。這種傳動方式的缺點是：中心距位移量小、齒輪不容易制造、齒輪磨損嚴重，甚至打牙齒。而采用雙電動機驅(qū)動，即每一個電動機經(jīng)皮帶或減速機驅(qū)動一個輥子，這樣可去掉一對長齒齒輪傳動。但是必須配備兩個減速機，成本又高。此外，由于活動軸承需要移動，對皮帶傳動使其張緊力隨之變動；若減速機傳動，又必須裝萬向節(jié)，才能允許軸隨輥水平移動而不影響破碎機正常工作。對于細破雙輥破碎機，采用單電動機驅(qū)動時，可用一對汽車輪胎代替長齒齒輪傳動。實際上，這是將齒輪嚙合傳動改為一對輪胎的摩擦傳動。這種傳動方式在日本、美國生產(chǎn)的破碎機上均有應(yīng)用。如

19、美國的波太克(Poltec)公司生產(chǎn)的先鋒(noHeer)型雙輥破碎機，其傳動系統(tǒng)為電動機、小齒輪、大齒輪、固定輥、固定輥的輪胎(主動)、活動輥輪胎(從動)帶動活動輥轉(zhuǎn)動。由于輪胎有彈性，即使活動輥稍微移動，固定輥的輪胎仍然能把運動傳給活動輥的輪胎，傳動時噪聲也較小。這種破碎機輥子直徑有750mm、1000mm、1350mm和1375mm四種規(guī)格，其功率為110 推薦精選 —330kw。 2.2.5雙輥式破碎機的電動機的選擇 要選擇適當(dāng)?shù)碾妱訖C需要選計算出電動機的功率。對光輥破碎機破碎中硬物料的電動機功率P(kW)為：P＝0.8KLv 式中 L——輥子長度，m

20、 V——輥子圓周速度，m/s K——考慮給料和排料粒度系數(shù)，，和d分別是給料與排料粒度。 3.總結(jié) 以上是對本課題前期方案的初步思考和設(shè)計。盡管雙棍式破碎機的設(shè)計已趨于完善，但是由于學(xué)生本人是第一次接觸雙棍式破碎機的設(shè)計，加之自己的知識有限，所以初定方案中有錯誤和疏漏肯定的難免的，希望老師對我批評指正，嚴格要求。 參考文獻 推薦精選 1 2 宋應(yīng)星.《天工開物》卷上水利篇.明，1637 3 4 段希祥.《碎礦與磨礦 第2版》.北京：冶金工業(yè)出版社，2006 5 張一敏.《固體物料分選理論與工藝》.北京：冶金工業(yè)出版社，2007 6

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22、 牛福生.《選礦知識600問》.北京:冶金工業(yè)出版社, 2008.09 14 百度百科.《雙輥式破碎機》.北京：百度搜索引擎，2000 15 Alan L. Hitchcox. Rock Drilling And Jaw Crusher Profile. Hydraulics & Pneumatics 2010 推薦精選 指導(dǎo)教師意見： 指導(dǎo)教師： 2010年4月3日 （注：可編輯下載，若有不當(dāng)之處，請指正，謝謝!） 推薦精選