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　　双齿辊破碎机的设计摘 要破碎机是选煤工业中不可或缺的设备。它的种类繁多，在工业应用中常用的破碎机有：颚式破碎机、圆锥破碎机、辊式破碎机、冲击式破碎机，磨碎机等。双齿辊破碎机有在破碎物料后无法精确控制好产品粒度大小的问题，针对此问题，本论文设计了一双齿辊破碎机，其工作原理是使落入齿辊间的物料在通过齿辊时受到挤压与相互摩擦的双重作用从而达到破碎效果。设计中为了得到要求的物料粒度，本文结合了对辊式破碎机和颚式破碎机的特点，针对双齿辊破碎机无法控制物料的问题设计了弹簧控制装置。本设计驱动采用的是单电机驱动，传动系统包括带传动和齿轮传动。论文对主要零部件进行了结构设计和强度校核，使用单电机驱动可以大大减轻破碎机的重量并且也可以保证破碎效果，带传动和齿轮传动结构简单，造价低并且传动效率高。双齿辊破碎机经过设计后可以很好的控制破碎后产品粒度大小，并且传动效率高，结构简单，方便移动。关键词：双齿辊破碎机；破碎机；产品粒度order to obtain the required material granularity in the design, this paper combines the characteristics of roller crusher and jaw crusher, and designs a spring control device for the problem that double-tooth roller crusher cant control the material. This design drive is driven by a single motor and the drivetrain comprises a belt drive and gear drive. In this paper, the main components are structurally designed and strength-proofed, and the use of single-motor drive can greatly reduce the weight of the crusher and can also guarantee the crushing effect, with simple transmission and gear transmission structure, low cost and high transmission efficiency.Double-tooth roller crusher after design can be very good control of the size of the product after crushing, and high transmission efficiency, simple structure, easy to move.Keyword：Double toothed roll crusher Roll crusher Product grain size目 录1 绪论.11.1 齿辊式破碎机的发展.21.1.1 国内齿辊破碎机的发展.21.1.2 国外齿辊破碎机的发展.31.2 存在的问题.42 双齿辊破碎机设计任务书.52.1 本文主要设计内容.52.2 方案设计.52.3 双齿辊破碎机工作原理.62.4 双齿辊破碎机传动方案选择.73 双齿辊破碎机设计计算说明书.83.1 双齿辊破碎机各参数确定.83.1.1 生产率计算.83.1.2 电机选择.93.1.3 初步确定辊齿形状.103.2 确定传动类型.113.3 传动装置参数.113.3.1 各轴转速计算.113.3.2 各轴输入功率.123.3.3 各轴转矩.123.4 带传动设计计算.133.5 齿轮传动设计计算.163.6 长齿齿轮设计.213.7 轴的设计与校核.223.7.1 轴设计计算.223.7.2 轴设计计算.263.7.3 轴设计计算.313.8 轴承寿命验算.363.8.1 深沟球轴承 6220.363.8.2 齿辊主轴调心滚子轴承 23038.383.8.3 轴调心滚子轴承 23038.393.9 键的选择与强度校核.403.10 弹簧的设计.414 使用说明书.434.1 操作说明.434.2 注意事项.435 标准化审查报告.44结论.45参 考 文 献.46致 谢.4711 绪论绪论我国的矿石资源富有，生产其碎石的企业行业很多，几乎遍布全国，但是有些现场操作人员对破碎过程的安全 知识了解甚少，没有与之相符合的破碎技术操作，存在不同程度上的不符合破碎安全规范的破碎工作方法，甚至好多地方使用最不安全的破碎方式，这些破碎人员不是专业人士，对破碎装置的管理与使用也不到位，很容易引发安全事件。而且这种爆破方式不仅严重破坏环境并且还容易对实施人员造成伤害实在是不提倡使用。 因此破碎机的发展迫在眉睫。在建国初期，我国许多工厂都按照前苏联的模式进行 了生产与破碎，大部分的破碎设备都不是传统的齿辊式破碎机，却是圆锥破碎机和下颚式破碎机。并且在很多高等教育院校也很少见到有关于双齿辊破碎机的相关 知识和技术内容，提及所学到的有关双齿辊破碎机的知识和技术内容也都相当的简洁，他们主要讨论了圆锥破碎机和下颚式破碎机的结构与设计，对双齿辊破碎机 进行评价，评价结果 是不能破碎，毫无发展前景12。所以就导致国内 30 多年的齿辊式破碎机未能够得到适当的应用。改革和开放后，我国同其他许多发达国家开始了密切的交流，在逐步了解和认识他们对齿辊破碎机等技术方面的研究和推广应用之后，我国才开始着重双齿辊破碎机的研究。经过海外双齿辊破碎机的 实际对比分析和实践研究，与下颚式破碎机等经常使用的新型传统破碎机相比起来12。双齿辊破碎机主要有以下几个特点；（1）双齿辊破碎机的结构 轻巧，整体的装配维护也十分简单；（2）其外形长短不大， 质量较小，移动起来轻松；（3）其生产能力小大由之，消耗较低，应用的范畴广阔；（4）其工作受力均为内力，为简化基本设计创立了便利的前提，而且适用于移动式破碎站的选取；（5）他的产品粒度较为均匀 ；（6）在个别情况下，齿辊破碎机可直接开机，对其电网冲击小；（7）其使用起来安全可靠 ；21.1 齿辊式破碎机的发展1.1.1 国内齿辊破碎机的发展上世纪 90 年代之前，双齿辊破碎机 存在着许多当时无法攻克的技术难题 ，例如在机体内部存在着无法精确控制破碎后物料尺寸大小、 过粉碎后的情况非常差、机体在物料接收时受到的机械冲击力和载荷比较大、破碎过程中的两个破碎齿容易磨损从而损坏、产生的机械振动和摩擦噪声比较大、维护费时和维修成本高 等缺点。为了有效阻止下料的途中进料口进入木屑，铁块，岩石等杂物破坏辊齿，在单齿辊破碎机的破碎板下装有拉力簧片，在双齿辊破碎机的 其中一个破碎辊的两头装有压缩弹簧，目的就是为了防止巨大的物块或者硬的物 料落入破碎机内不能被及时破碎或排出，从而导致破碎板或齿辊受力增大 使其可能被磨损，装压缩弹簧是让破碎腔的排料空隙变大，从而达到排除这些难以破碎物料的目的10。然后借助弹簧的恢复能力，使可动的破碎辊返回之前的位置。如此便无法严格控制破碎后的粒度。1987 年原兖州煤矿设计院在美国雷克斯公司研究 开发出的冈拉克 36dam 式破碎机的参照基础上，研究开发出 4pgc-380 / 3501000 型齿辊式破碎机12。该种破碎机操作方面的一个显著优点是采用的“Nitroil”系统。它既可独自的通过改变上段齿辊的位移速度来调控下段的出料粒度大小，也可以只通过改变下段的齿辊间隙大小来调整出料粒度，这样就能根据各种工艺需求灵活调节破碎程序。步入 90 年代之后，由于我国煤矿市场的改革和对外开放力度加大 ，煤矿行业市场随之发生了巨大的改变。人们对选煤工艺技术和装备有了更高的要求。其中就包括对煤矿破碎后产品降低细小颗粒含量、产品出料是否均匀、减少过粉碎情况等，这些要求促使所选用的 破碎机发展加快了速度，技术方面 更加成熟。单辊式破碎的主要缺点是生产率低、结构相比于其他破碎机更难组装、受力单调。针对以上问题，研究制作出来了新一代单齿辊 915 齿辊破碎机。其中破碎机主要有两种基本的结构方法：第一种结构方法（参见图 1）。主要工作目的就是改变破碎板位置拉簧的弹簧推力来精确控制破碎产品的出料粒度大小，弹簧的两头分别预设了两组接口螺母，一组是改变破碎板位置的外螺母，另一组是调整弹簧弹力放间隙内螺母。使用这种方法 大大减小了拉杆和车子本身的高等，让其结构越来越紧凑。二级机械结构（参见图 2）这种机械是利用颚式破碎机的调节机构和双辊式破3碎机驱动辊轴进行组合后的 成果，它引入了两方面的优点，如放料口、破碎及其表层可提出不同尺寸大小的辊齿板；颚板镶嵌的 耐磨损衬板可以替换；材料口大小可以通过推力板进行微调13。与同样大小的颚或双齿辊破碎机对比， 破碎力度更大，整体提升 30%。 1.破碎板 2.机架 3.弹簧 4.拉杆 5.螺母图 1.1 915 单齿辊破碎机示意图1.破碎辊 2.颚板 3.调整机构 4.机架图 1.2 915 单齿辊破碎机示意图1.1.2 国外齿辊破碎机的发展MMD 公司自主生产的齿辊破碎机相比于其他公司 而言是比较著名的，美国FFE 公司和澳大利亚 ABOH 工程公司共同投资研制了 ABOH 系列齿辊破碎机，该破碎机其中一个重要的 技术特性就是它可以通过自动调节其破碎机内部的破碎器装置和分机板来控制粒度 的大小12。Moriya 等人还研发了专门用于改变齿辊间距的调整器，它可以检测出间隙零点的具体方位。 Hodenberg 和 NorrmanP 研发了齿辊破碎机手动间距调节设备。它的优点是使得辊式破碎机更加容易调节，故障概率降低，增4加了破碎机的使用周期并且增加了其生产速率。 目前，我国的大部分采矿地和选煤工厂基本都使用 MMD 型破碎机。它的主要优势是： （1）它的结构紧凑，容易安装 ；（2）有特殊结构的辊齿适用于大多数的矿类和干湿泥 ；（3）破碎后的产品颗粒不大，是过粉碎的产物；（4）保养和维修较为方便 ；（5）耐压强度和高抗压强度达到 300MPa。 1.2 存在的问题改造之前，双齿辊破碎机容易出现过粉碎的情况，辊齿容易磨损并且使用寿命较短。许多细小物料从机体外直接蹦出漏到外面对环境造成破坏，并且大部分的双齿辊破碎

　　双齿辊破碎机的设计摘 要破碎机是选煤工业中不可或缺的设备。它的种类繁多，在工业应用中常用的破碎机有：颚式破碎机、圆锥破碎机、辊式破碎机、冲击式破碎机，磨碎机等。双齿辊破碎机有在破碎物料后无法精确控制好产品粒度大小的问题，针对此问题，本论文设计了一双齿辊破碎机，其工作原理是使落入齿辊间的物料在通过齿辊时受到挤压与相互摩擦的双重作用从而达到破碎效果。设计中为了得到要求的物料粒度，本文结合了对辊式破碎机和颚式破碎机的特点，针对双齿辊破碎机无法控制物料的问题设计了弹簧控制装置。本设计驱动采用的是单电机驱动，传动系统包括带传动和齿轮传动。论文对主要零部件进行了结构设计和强度校核，使用单电机驱动可以大大减轻破碎机的重量并且也可以保证破碎效果，带传动和齿轮传动结构简单，造价低并且传动效率高。双齿辊破碎机经过设计后可以很好的控制破碎后产品粒度大小，并且传动效率高，结构简单，方便移动。关键词：双齿辊破碎机；破碎机；产品粒度order to obtain the required material granularity in the design, this paper combines the characteristics of roller crusher and jaw crusher, and designs a spring control device for the problem that double-tooth roller crusher cant control the material. This design drive is driven by a single motor and the drivetrain comprises a belt drive and gear drive. In this paper, the main components are structurally designed and strength-proofed, and the use of single-motor drive can greatly reduce the weight of the crusher and can also guarantee the crushing effect, with simple transmission and gear transmission structure, low cost and high transmission efficiency.Double-tooth roller crusher after design can be very good control of the size of the product after crushing, and high transmission efficiency, simple structure, easy to move.Keyword：Double toothed roll crusher Roll crusher Product grain size目 录1 绪论.11.1 齿辊式破碎机的发展.21.1.1 国内齿辊破碎机的发展.21.1.2 国外齿辊破碎机的发展.31.2 存在的问题.42 双齿辊破碎机设计任务书.52.1 本文主要设计内容.52.2 方案设计.52.3 双齿辊破碎机工作原理.62.4 双齿辊破碎机传动方案选择.73 双齿辊破碎机设计计算说明书.83.1 双齿辊破碎机各参数确定.83.1.1 生产率计算.83.1.2 电机选择.93.1.3 初步确定辊齿形状.103.2 确定传动类型.113.3 传动装置参数.113.3.1 各轴转速计算.113.3.2 各轴输入功率.123.3.3 各轴转矩.123.4 带传动设计计算.133.5 齿轮传动设计计算.163.6 长齿齿轮设计.213.7 轴的设计与校核.223.7.1 轴设计计算.223.7.2 轴设计计算.263.7.3 轴设计计算.313.8 轴承寿命验算.363.8.1 深沟球轴承 6220.363.8.2 齿辊主轴调心滚子轴承 23038.383.8.3 轴调心滚子轴承 23038.393.9 键的选择与强度校核.403.10 弹簧的设计.414 使用说明书.434.1 操作说明.434.2 注意事项.435 标准化审查报告.44结论.45参 考 文 献.46致 谢.4711 绪论绪论我国的矿石资源富有，生产其碎石的企业行业很多，几乎遍布全国，但是有些现场操作人员对破碎过程的安全 知识了解甚少，没有与之相符合的破碎技术操作，存在不同程度上的不符合破碎安全规范的破碎工作方法，甚至好多地方使用最不安全的破碎方式，这些破碎人员不是专业人士，对破碎装置的管理与使用也不到位，很容易引发安全事件。而且这种爆破方式不仅严重破坏环境并且还容易对实施人员造成伤害实在是不提倡使用。 因此破碎机的发展迫在眉睫。在建国初期，我国许多工厂都按照前苏联的模式进行 了生产与破碎，大部分的破碎设备都不是传统的齿辊式破碎机，却是圆锥破碎机和下颚式破碎机。并且在很多高等教育院校也很少见到有关于双齿辊破碎机的相关 知识和技术内容，提及所学到的有关双齿辊破碎机的知识和技术内容也都相当的简洁，他们主要讨论了圆锥破碎机和下颚式破碎机的结构与设计，对双齿辊破碎机 进行评价，评价结果 是不能破碎，毫无发展前景12。所以就导致国内 30 多年的齿辊式破碎机未能够得到适当的应用。改革和开放后，我国同其他许多发达国家开始了密切的交流，在逐步了解和认识他们对齿辊破碎机等技术方面的研究和推广应用之后，我国才开始着重双齿辊破碎机的研究。经过海外双齿辊破碎机的 实际对比分析和实践研究，与下颚式破碎机等经常使用的新型传统破碎机相比起来12。双齿辊破碎机主要有以下几个特点；（1）双齿辊破碎机的结构 轻巧，整体的装配维护也十分简单；（2）其外形长短不大， 质量较小，移动起来轻松；（3）其生产能力小大由之，消耗较低，应用的范畴广阔；（4）其工作受力均为内力，为简化基本设计创立了便利的前提，而且适用于移动式破碎站的选取；（5）他的产品粒度较为均匀 ；（6）在个别情况下，齿辊破碎机可直接开机，对其电网冲击小；（7）其使用起来安全可靠 ；21.1 齿辊式破碎机的发展1.1.1 国内齿辊破碎机的发展上世纪 90 年代之前，双齿辊破碎机 存在着许多当时无法攻克的技术难题 ，例如在机体内部存在着无法精确控制破碎后物料尺寸大小、 过粉碎后的情况非常差、机体在物料接收时受到的机械冲击力和载荷比较大、破碎过程中的两个破碎齿容易磨损从而损坏、产生的机械振动和摩擦噪声比较大、维护费时和维修成本高 等缺点。为了有效阻止下料的途中进料口进入木屑，铁块，岩石等杂物破坏辊齿，在单齿辊破碎机的破碎板下装有拉力簧片，在双齿辊破碎机的 其中一个破碎辊的两头装有压缩弹簧，目的就是为了防止巨大的物块或者硬的物 料落入破碎机内不能被及时破碎或排出，从而导致破碎板或齿辊受力增大 使其可能被磨损，装压缩弹簧是让破碎腔的排料空隙变大，从而达到排除这些难以破碎物料的目的10。然后借助弹簧的恢复能力，使可动的破碎辊返回之前的位置。如此便无法严格控制破碎后的粒度。1987 年原兖州煤矿设计院在美国雷克斯公司研究 开发出的冈拉克 36dam 式破碎机的参照基础上，研究开发出 4pgc-380 / 3501000 型齿辊式破碎机12。该种破碎机操作方面的一个显著优点是采用的“Nitroil”系统。它既可独自的通过改变上段齿辊的位移速度来调控下段的出料粒度大小，也可以只通过改变下段的齿辊间隙大小来调整出料粒度，这样就能根据各种工艺需求灵活调节破碎程序。步入 90 年代之后，由于我国煤矿市场的改革和对外开放力度加大 ，煤矿行业市场随之发生了巨大的改变。人们对选煤工艺技术和装备有了更高的要求。其中就包括对煤矿破碎后产品降低细小颗粒含量、产品出料是否均匀、减少过粉碎情况等，这些要求促使所选用的 破碎机发展加快了速度，技术方面 更加成熟。单辊式破碎的主要缺点是生产率低、结构相比于其他破碎机更难组装、受力单调。针对以上问题，研究制作出来了新一代单齿辊 915 齿辊破碎机。其中破碎机主要有两种基本的结构方法：第一种结构方法（参见图 1）。主要工作目的就是改变破碎板位置拉簧的弹簧推力来精确控制破碎产品的出料粒度大小，弹簧的两头分别预设了两组接口螺母，一组是改变破碎板位置的外螺母，另一组是调整弹簧弹力放间隙内螺母。使用这种方法 大大减小了拉杆和车子本身的高等，让其结构越来越紧凑。二级机械结构（参见图 2）这种机械是利用颚式破碎机的调节机构和双辊式破3碎机驱动辊轴进行组合后的 成果，它引入了两方面的优点，如放料口、破碎及其表层可提出不同尺寸大小的辊齿板；颚板镶嵌的 耐磨损衬板可以替换；材料口大小可以通过推力板进行微调13。与同样大小的颚或双齿辊破碎机对比， 破碎力度更大，整体提升 30%。 1.破碎板 2.机架 3.弹簧 4.拉杆 5.螺母图 1.1 915 单齿辊破碎机示意图1.破碎辊 2.颚板 3.调整机构 4.机架图 1.2 915 单齿辊破碎机示意图1.1.2 国外齿辊破碎机的发展MMD 公司自主生产的齿辊破碎机相比于其他公司 而言是比较著名的，美国FFE 公司和澳大利亚 ABOH 工程公司共同投资研制了 ABOH 系列齿辊破碎机，该破碎机其中一个重要的 技术特性就是它可以通过自动调节其破碎机内部的破碎器装置和分机板来控制粒度 的大小12。Moriya 等人还研发了专门用于改变齿辊间距的调整器，它可以检测出间隙零点的具体方位。 Hodenberg 和 NorrmanP 研发了齿辊破碎机手动间距调节设备。它的优点是使得辊式破碎机更加容易调节，故障概率降低，增4加了破碎机的使用周期并且增加了其生产速率。 目前，我国的大部分采矿地和选煤工厂基本都使用 MMD 型破碎机。它的主要优势是： （1）它的结构紧凑，容易安装 ；（2）有特殊结构的辊齿适用于大多数的矿类和干湿泥 ；（3）破碎后的产品颗粒不大，是过粉碎的产物；（4）保养和维修较为方便 ；（5）耐压强度和高抗压强度达到 300MPa。 1.2 存在的问题改造之前，双齿辊破碎机容易出现过粉碎的情况，辊齿容易磨损并且使用寿命较短。许多细小物料从机体外直接蹦出漏到外面对环境造成破坏，并且大部分的双齿辊破碎