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　　双齿辊破碎机设计摘 要本设计主要介绍双齿辊破碎机的发展史、工作原理及其设计过程，在分析了近年来煤炭工业及煤炭行业背景以及双齿辊破碎机在煤炭行业使用过程中的问题和不足的基础上制定方案进行的设计。本设计采用单电机拖动方式，电机轴连接带传动然后再由大带轮与单级减速器的输入轴相连。 减速器输出轴与主动齿辊轴相连， 再通过同步齿轮传动将转矩传递到从动齿辊轴。本设计主要设计内容包括一个单级减速器、带传动、一对同步齿轮和齿辊盘及齿辊轴的设计。由于整个传动系统比较简单，保证了传动的稳定性。针对现在双齿辊破碎机所存在的一些问题，本设计还添加了一些改进措施。在破碎盘上加装了破碎锥，使得破碎辊齿的破碎效果更好并减少了过粉尘现象。加装弹簧退让保险装置，这样就可以很好的补偿大块物料进入破碎箱时齿辊产生的位移，防止破碎辊发生过铁损坏。关键词：双齿辊破碎机； 齿辊； 破碎机 ；单级减速器；带传动双齿辊破碎机设计ABSTRACTThis design introduces a pair of teeth roll crusher history, composition and working principle of the coal industry and coal industry, based on industry background, understanding of the modern double-toothed roll crusher in coal industry, primarily in the technology application problems and shortcomings based on these problems and deficiencies of this proceeding designed to double teeth roll crusher. The design of the first set design, with belt drive plus two main gear reducer, as a simple drive system, which ensures the stability of transmission, while the broken tooth roller also made improvements in the broken plate installation of the crushing cone, so broken better, will not produce the phenomenon of excessive dust, followed by installation of a concession equipment, concession equipment and gear by the spring bridge institutions, so that compensation can be a good chunk material into the crushing box displacement generated when Roll. Key words: Double teeth roll crusher; Roll; Crusher双齿辊破碎机设计目 录1 绪论.11.1 开题背景.11.2 齿辊式破碎机的发展.11.2.1 国内齿辊破碎机的发展 .11.2.2 国外的齿辊式破碎机 .41.3 双齿辊破碎机的工作原理及使用中的问题及改进 .41.3.1 工作原理 .41.3.2 双齿辊破碎机存在的问题 .41.3.3 改进措施 .51.3.4 本设计的主要内容 .52 总体设计.62.1 方案设计.62.2 工作参数的确定.72.2.1 破碎机的技术参数 .72.2.2 其他参数计算 .72.3 传动和减速系统的确定.92.3.1 总传动比及传动比分配 .92.3.2 传动装置的运动参数的计算 .103 传动系统设计计算.103.1 带传动设计计算.103.2 减速器设计.123.2.1 齿轮传动设计 .123.2.2 轴结构设计 .143.2.3 轴承校核 .183.2.4 键的选择与校核 .203.2.3 减速器铸造箱体的主要结构尺寸设计 .203.3 同步齿轮设计.21双齿辊破碎机设计3.4 破碎齿辊箱设计.243.4.1 齿辊的结构的设计即破碎齿盘设计 .243.4.2 齿辊切向力计算 .263.4.3 齿辊轴设计 .273.5 调整与保险装置.29结论.30参考文献.31翻译部分.32英文原文.32中文译文.38致 谢.43 1 绪论1.1 开题背景我国的矿石资源十分丰富，生产碎石的企业很多，几乎全国各地都有，但是有些现场作业的人员对破碎过程的安全知识及能力相对缺乏，没有相应的破碎技术资料，存在不同程度的不符合安全规范的破碎作业方式，甚至有的地方使用最传统的最不安全的爆破方式来进行破碎，这些破碎工人并非专业的爆破员，对爆破器材的管理也不到位不规范容易导致安全事故，而且这种爆破的方式严重破坏了环境实在是不提倡使用。所以矿石的破碎应该采用科学合理的方法，不仅可以降低投资的成本，提高安全度，而且也能够推动环境的可持续发展。在很多工业部门，如矿山、化工、冶金、水泥等，每年都有大量原料和再利用的废料通过破碎机进行加工处理，如在水泥厂，为使原料烧成熟料要先将原料破碎成块，烧成熟料后再用磨岩机磨成水泥。再如选矿厂，用破碎机将原矿破碎到磨矿工艺所要求的粒度使得矿石中的有用矿物达到单体分离。另外，在建筑和筑路业、炼焦厂、烧结厂、陶瓷厂、玻璃工业、粉末冶金等部门，需用破碎机械将原料破碎到下一步作业要求的粒度。物料的破碎是许多职业为了节能和进步出产功率,所以提出了“多碎少磨”的技能准则。这使破碎机向细碎、破坏和高效节能方向开展。在建国初期，我国许多工业都依照前苏联的模式来发展，所以齿辊式破碎机并不常见也不常用，而是圆锥破碎机和颚式破碎机的应用比较多,并且在高等院校的教材中也很少见到齿辊破碎机的介绍，有关双齿辊破碎机的内容十分简单，主要讲述的是圆锥破碎机和颚式破碎机的结构和设计,且对双齿辊破碎机的结论是“不能破岩石,没有发展前途”,所以建国后 30 多年双齿辊破碎机并没有得到广泛应用。在改革开放后，我国和西方发达国家的交流越来越多，在逐渐了解了国外对齿辊破碎机的应用比较普遍后，我国才开始大力引进双齿辊破碎机设备及技术，双齿辊破碎机也得以发展起来。经过国内外双齿辊破碎机的运行实践和对比分析,与颚式破碎机等国内使用的传统破碎机相比,双齿辊破碎机具有下列优点:(1)双齿辊破碎机的结构比较简单,整机的安装维护修理十分方便;（2)双齿辊破碎机整机的外形尺寸不大,而且重量较轻，移动比较方便;(3)双齿辊破碎机生产能力可大可小,能耗低，应用范围比较广;(4)双齿辊破碎机工作受力均为内力,为简化基础设计创造了有利条件,而且更适合移动破碎站选用;(5)双齿辊破碎机的产品粒度比较均匀;(6)双齿辊破碎机使用起来安全可靠;(7)在特殊情况下，双齿辊破碎机可直接起动,因此其对电网冲击很小。1.2 齿辊式破碎机的发展 1.2.1 国内齿辊破碎机的发展1.2.1 国内齿辊破碎机的发展上世纪 90 年代前，齿辊破碎机存在许多技术问题例如无法严格控制破碎后产品粒度，过粉碎现象严重，机体冲击载荷比较大，噪声也比较大，维修起来不方便，维修量大，破碎齿易坏等。为了防止过硬物体损坏破碎齿，双齿辊破碎机两端添加压缩弹簧，当过硬或大块物体如铁块，落入破碎辊时不能被破碎，这时破碎辊受力加大，压缩弹簧，增大破碎腔的排料间隙，铁块便能顺利排出，然后弹簧恢复力使得破碎辊回原位。这种过铁保护虽能保护破碎齿但是不能严格保证产品粒度。1987 年原兖州煤矿设计院在借鉴美国雷克斯诺德公司生产的冈拉克 36DAM 型破碎机的基础上，设计出的 4PGC-380/350 1000 型齿辊破碎机，是当时技术上较为先进的破碎机。该破碎机采用的新型控制系统可以独立的调整上段齿辊的间距， 从而控制下端的给料粒度，还可以调整下段齿辊间距来控制出料粒度，该控制系统实现了根据破碎工艺要求灵活的调整破碎程序。并且该型破碎机将保险装置和调整齿辊间距装置做成一体，采用液压气动系统；但是该种设计的不足是任然无法严格控制出料粒度。上世纪 90 年代后，随着我国改革开放的深入，煤炭使用销售市场发生巨大变化，导致了人们对选煤技术及设备提出了更高要求例如破碎后的产品中降低细颗粒含量、要求产品粒度更加的均匀，处理能力增大等，这些要求使得破碎机的发展更快，技术也更加先进。首先煤炭科学研究总院唐山分院开发了 2PL 系列强力破碎机。该破碎机在技术上的进步主要是取消了原双辊破碎机的退让弹簧保险装置，将双破碎辊固定，破碎齿使用新的技术和材料来防止难碎硬物损坏破碎齿，从而可较严格控制碎后产品中的过大颗粒。针对单齿辊破碎机存在效率低、结构复杂、受力不均匀等特点开发了新一代的915单齿辊破碎机。这种破碎机有两种结构形式：第一种结构形式（图 1.1） 。主要是将原来调整破碎板位置的拉力弹簧改为推力弹簧，弹簧的弹性力为 490kN，在弹簧的两端分别装有两组螺母，外侧螺母用于调整破碎板位置，从而调整排料口间隙内侧螺母用于调整弹簧的弹性力。安装弹簧的拉杆插在机体的支座上，支座孔沿垂直方向为长方孔，用此调整产品的粒度。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（图1.2）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；破碎辊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。该机与同规格的颚式或双齿辊破碎机相比，破碎能力明显增大，效率可提高 30%。同时，由于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，所以更适用于处理含水分较大的煤。 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(第 1 种结构)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(第 2 种结构)1994 年平顶山选煤设计院和郑州长城冶金设备厂研究开发出了 FP500 系列分级破碎机。该系列破碎机采用单电机驱动，液力耦合器过载保护，其传动系统是电机驱动液力耦合器并带动一对锥齿轮，改变转动方向并驱动主动破碎辊转动，主动破碎辊通过另一端的一组直齿轮驱动被动辊转动。破碎齿呈螺旋形布置，入料中的小颗粒很容易通过破碎辊之间的间隙排出，大块则利用齿的剪切和拉伸力来进行破碎，改善了传统破碎机中物料不受控制一律破碎的情况。90 年代中期，山东莱芜煤矿机械厂引进德国技术，开发生产了 2PGL 系列双齿辊强力高效破碎机。该系列破碎机采用双电机、双液力耦合器、双套齿轮箱直联式驱动，一侧壁和一破碎辊用手动液压系统可移动，用来调整齿辊间的间距，从而控制排料粒度该机有液力耦合器过载保护，和电控过载保护可有效防止难碎硬物损坏破碎齿。整机结构紧凑，机体高度低，冲击负荷小。同期，煤炭科学研究总院唐山分院相继开发了 2PLF 系列分级破碎机、2FJP600 系列强力分级破碎机、4PGG 系列强力破碎机和 DP 系列单齿辊破碎机。2PLF 系列分级破碎机在传动形式上采用三角带大带轮传动，传动结构简单、故障率低，由于大带轮有蓄能作用，故所需的电机功率比直联式传动的小。双齿辊采用对转方式，破碎齿采用子弹头式，表面堆焊硬质合金，强度大，破碎效率高并且磨损后便于修复，2FJP600 系列强力分级破碎机的双齿辊分别各自向两侧壁方向转动，齿辊上的破碎板采用拼装式，破碎齿为在韧性较好的铸基体上堆焊硬质合金，不但强度大，可破碎难碎硬物，而且破碎齿“宁弯不折”当难碎硬物卡弯破碎齿后，现场无需更换破碎板而可将破碎齿直接修复。在两侧壁上分别装有梳齿板，其有两个作用：1.使破碎

　　双齿辊破碎机设计摘 要本设计主要介绍双齿辊破碎机的发展史、工作原理及其设计过程，在分析了近年来煤炭工业及煤炭行业背景以及双齿辊破碎机在煤炭行业使用过程中的问题和不足的基础上制定方案进行的设计。本设计采用单电机拖动方式，电机轴连接带传动然后再由大带轮与单级减速器的输入轴相连。 减速器输出轴与主动齿辊轴相连， 再通过同步齿轮传动将转矩传递到从动齿辊轴。本设计主要设计内容包括一个单级减速器、带传动、一对同步齿轮和齿辊盘及齿辊轴的设计。由于整个传动系统比较简单，保证了传动的稳定性。针对现在双齿辊破碎机所存在的一些问题，本设计还添加了一些改进措施。在破碎盘上加装了破碎锥，使得破碎辊齿的破碎效果更好并减少了过粉尘现象。加装弹簧退让保险装置，这样就可以很好的补偿大块物料进入破碎箱时齿辊产生的位移，防止破碎辊发生过铁损坏。关键词：双齿辊破碎机； 齿辊； 破碎机 ；单级减速器；带传动双齿辊破碎机设计ABSTRACTThis design introduces a pair of teeth roll crusher history, composition and working principle of the coal industry and coal industry, based on industry background, understanding of the modern double-toothed roll crusher in coal industry, primarily in the technology application problems and shortcomings based on these problems and deficiencies of this proceeding designed to double teeth roll crusher. The design of the first set design, with belt drive plus two main gear reducer, as a simple drive system, which ensures the stability of transmission, while the broken tooth roller also made improvements in the broken plate installation of the crushing cone, so broken better, will not produce the phenomenon of excessive dust, followed by installation of a concession equipment, concession equipment and gear by the spring bridge institutions, so that compensation can be a good chunk material into the crushing box displacement generated when Roll. Key words: Double teeth roll crusher; Roll; Crusher双齿辊破碎机设计目 录1 绪论.11.1 开题背景.11.2 齿辊式破碎机的发展.11.2.1 国内齿辊破碎机的发展 .11.2.2 国外的齿辊式破碎机 .41.3 双齿辊破碎机的工作原理及使用中的问题及改进 .41.3.1 工作原理 .41.3.2 双齿辊破碎机存在的问题 .41.3.3 改进措施 .51.3.4 本设计的主要内容 .52 总体设计.62.1 方案设计.62.2 工作参数的确定.72.2.1 破碎机的技术参数 .72.2.2 其他参数计算 .72.3 传动和减速系统的确定.92.3.1 总传动比及传动比分配 .92.3.2 传动装置的运动参数的计算 .103 传动系统设计计算.103.1 带传动设计计算.103.2 减速器设计.123.2.1 齿轮传动设计 .123.2.2 轴结构设计 .143.2.3 轴承校核 .183.2.4 键的选择与校核 .203.2.3 减速器铸造箱体的主要结构尺寸设计 .203.3 同步齿轮设计.21双齿辊破碎机设计3.4 破碎齿辊箱设计.243.4.1 齿辊的结构的设计即破碎齿盘设计 .243.4.2 齿辊切向力计算 .263.4.3 齿辊轴设计 .273.5 调整与保险装置.29结论.30参考文献.31翻译部分.32英文原文.32中文译文.38致 谢.43 1 绪论1.1 开题背景我国的矿石资源十分丰富，生产碎石的企业很多，几乎全国各地都有，但是有些现场作业的人员对破碎过程的安全知识及能力相对缺乏，没有相应的破碎技术资料，存在不同程度的不符合安全规范的破碎作业方式，甚至有的地方使用最传统的最不安全的爆破方式来进行破碎，这些破碎工人并非专业的爆破员，对爆破器材的管理也不到位不规范容易导致安全事故，而且这种爆破的方式严重破坏了环境实在是不提倡使用。所以矿石的破碎应该采用科学合理的方法，不仅可以降低投资的成本，提高安全度，而且也能够推动环境的可持续发展。在很多工业部门，如矿山、化工、冶金、水泥等，每年都有大量原料和再利用的废料通过破碎机进行加工处理，如在水泥厂，为使原料烧成熟料要先将原料破碎成块，烧成熟料后再用磨岩机磨成水泥。再如选矿厂，用破碎机将原矿破碎到磨矿工艺所要求的粒度使得矿石中的有用矿物达到单体分离。另外，在建筑和筑路业、炼焦厂、烧结厂、陶瓷厂、玻璃工业、粉末冶金等部门，需用破碎机械将原料破碎到下一步作业要求的粒度。物料的破碎是许多职业为了节能和进步出产功率,所以提出了“多碎少磨”的技能准则。这使破碎机向细碎、破坏和高效节能方向开展。在建国初期，我国许多工业都依照前苏联的模式来发展，所以齿辊式破碎机并不常见也不常用，而是圆锥破碎机和颚式破碎机的应用比较多,并且在高等院校的教材中也很少见到齿辊破碎机的介绍，有关双齿辊破碎机的内容十分简单，主要讲述的是圆锥破碎机和颚式破碎机的结构和设计,且对双齿辊破碎机的结论是“不能破岩石,没有发展前途”,所以建国后 30 多年双齿辊破碎机并没有得到广泛应用。在改革开放后，我国和西方发达国家的交流越来越多，在逐渐了解了国外对齿辊破碎机的应用比较普遍后，我国才开始大力引进双齿辊破碎机设备及技术，双齿辊破碎机也得以发展起来。经过国内外双齿辊破碎机的运行实践和对比分析,与颚式破碎机等国内使用的传统破碎机相比,双齿辊破碎机具有下列优点:(1)双齿辊破碎机的结构比较简单,整机的安装维护修理十分方便;（2)双齿辊破碎机整机的外形尺寸不大,而且重量较轻，移动比较方便;(3)双齿辊破碎机生产能力可大可小,能耗低，应用范围比较广;(4)双齿辊破碎机工作受力均为内力,为简化基础设计创造了有利条件,而且更适合移动破碎站选用;(5)双齿辊破碎机的产品粒度比较均匀;(6)双齿辊破碎机使用起来安全可靠;(7)在特殊情况下，双齿辊破碎机可直接起动,因此其对电网冲击很小。1.2 齿辊式破碎机的发展 1.2.1 国内齿辊破碎机的发展1.2.1 国内齿辊破碎机的发展上世纪 90 年代前，齿辊破碎机存在许多技术问题例如无法严格控制破碎后产品粒度，过粉碎现象严重，机体冲击载荷比较大，噪声也比较大，维修起来不方便，维修量大，破碎齿易坏等。为了防止过硬物体损坏破碎齿，双齿辊破碎机两端添加压缩弹簧，当过硬或大块物体如铁块，落入破碎辊时不能被破碎，这时破碎辊受力加大，压缩弹簧，增大破碎腔的排料间隙，铁块便能顺利排出，然后弹簧恢复力使得破碎辊回原位。这种过铁保护虽能保护破碎齿但是不能严格保证产品粒度。1987 年原兖州煤矿设计院在借鉴美国雷克斯诺德公司生产的冈拉克 36DAM 型破碎机的基础上，设计出的 4PGC-380/350 1000 型齿辊破碎机，是当时技术上较为先进的破碎机。该破碎机采用的新型控制系统可以独立的调整上段齿辊的间距， 从而控制下端的给料粒度，还可以调整下段齿辊间距来控制出料粒度，该控制系统实现了根据破碎工艺要求灵活的调整破碎程序。并且该型破碎机将保险装置和调整齿辊间距装置做成一体，采用液压气动系统；但是该种设计的不足是任然无法严格控制出料粒度。上世纪 90 年代后，随着我国改革开放的深入，煤炭使用销售市场发生巨大变化，导致了人们对选煤技术及设备提出了更高要求例如破碎后的产品中降低细颗粒含量、要求产品粒度更加的均匀，处理能力增大等，这些要求使得破碎机的发展更快，技术也更加先进。首先煤炭科学研究总院唐山分院开发了 2PL 系列强力破碎机。该破碎机在技术上的进步主要是取消了原双辊破碎机的退让弹簧保险装置，将双破碎辊固定，破碎齿使用新的技术和材料来防止难碎硬物损坏破碎齿，从而可较严格控制碎后产品中的过大颗粒。针对单齿辊破碎机存在效率低、结构复杂、受力不均匀等特点开发了新一代的915单齿辊破碎机。这种破碎机有两种结构形式：第一种结构形式（图 1.1） 。主要是将原来调整破碎板位置的拉力弹簧改为推力弹簧，弹簧的弹性力为 490kN，在弹簧的两端分别装有两组螺母，外侧螺母用于调整破碎板位置，从而调整排料口间隙内侧螺母用于调整弹簧的弹性力。安装弹簧的拉杆插在机体的支座上，支座孔沿垂直方向为长方孔，用此调整产品的粒度。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（图1.2）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；破碎辊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。该机与同规格的颚式或双齿辊破碎机相比，破碎能力明显增大，效率可提高 30%。同时，由于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，所以更适用于处理含水分较大的煤。 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(第 1 种结构)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(第 2 种结构)1994 年平顶山选煤设计院和郑州长城冶金设备厂研究开发出了 FP500 系列分级破碎机。该系列破碎机采用单电机驱动，液力耦合器过载保护，其传动系统是电机驱动液力耦合器并带动一对锥齿轮，改变转动方向并驱动主动破碎辊转动，主动破碎辊通过另一端的一组直齿轮驱动被动辊转动。破碎齿呈螺旋形布置，入料中的小颗粒很容易通过破碎辊之间的间隙排出，大块则利用齿的剪切和拉伸力来进行破碎，改善了传统破碎机中物料不受控制一律破碎的情况。90 年代中期，山东莱芜煤矿机械厂引进德国技术，开发生产了 2PGL 系列双齿辊强力高效破碎机。该系列破碎机采用双电机、双液力耦合器、双套齿轮箱直联式驱动，一侧壁和一破碎辊用手动液压系统可移动，用来调整齿辊间的间距，从而控制排料粒度该机有液力耦合器过载保护，和电控过载保护可有效防止难碎硬物损坏破碎齿。整机结构紧凑，机体高度低，冲击负荷小。同期，煤炭科学研究总院唐山分院相继开发了 2PLF 系列分级破碎机、2FJP600 系列强力分级破碎机、4PGG 系列强力破碎机和 DP 系列单齿辊破碎机。2PLF 系列分级破碎机在传动形式上采用三角带大带轮传动，传动结构简单、故障率低，由于大带轮有蓄能作用，故所需的电机功率比直联式传动的小。双齿辊采用对转方式，破碎齿采用子弹头式，表面堆焊硬质合金，强度大，破碎效率高并且磨损后便于修复，2FJP600 系列强力分级破碎机的双齿辊分别各自向两侧壁方向转动，齿辊上的破碎板采用拼装式，破碎齿为在韧性较好的铸基体上堆焊硬质合金，不但强度大，可破碎难碎硬物，而且破碎齿“宁弯不折”当难碎硬物卡弯破碎齿后，现场无需更换破碎板而可将破碎齿直接修复。在两侧壁上分别装有梳齿板，其有两个作用：1.使破碎