0、引言
破碎在選礦工業(yè)中占有重要地位，目前在選礦廠中，破碎生產(chǎn)費(fèi)用要占全部選礦費(fèi)用的40%以上，因此提高破碎生產(chǎn)率，降低破碎功率消耗有重大意義。
鄂式破碎機(jī)、
旋回式破碎機(jī)常出現(xiàn)“堵塞現(xiàn)象”使功率增加，物料出現(xiàn)過(guò)粉碎。
錘式破碎機(jī)生產(chǎn)效率低，
反擊式破碎機(jī)生產(chǎn)效率高，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜。新型雙齒輥
破碎機(jī)是國(guó)外近年出現(xiàn)的一種破碎設(shè)備，同其它類(lèi)型的破碎機(jī)相比，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、過(guò)粉碎現(xiàn)象少、工作可靠、工作效率高等優(yōu)點(diǎn)，適用于石灰石、煤的粗碎。目前國(guó)內(nèi)對(duì)該設(shè)備的需求量很大，但由于國(guó)內(nèi)雙齒輥破碎機(jī)的起步較晚，現(xiàn)在國(guó)內(nèi)破碎設(shè)備主要由國(guó)外進(jìn)口，且引進(jìn)價(jià)格昂貴，這樣大大的增加了生產(chǎn)成本，因此，研制開(kāi)發(fā)適用于我國(guó)煤礦選煤的新型雙齒輥破碎機(jī)，滿足國(guó)內(nèi)礦山需要，替代進(jìn)口迫在眉睫，具有非常重要的意義。
1、原理
雙齒輥破碎機(jī)是我國(guó)選煤廠廣泛采用的一種破碎機(jī)械。這種破碎機(jī)通過(guò)2個(gè)輥?zhàn)訉?duì)輥利用破碎齒的剪切、擠壓作用對(duì)物料進(jìn)行破碎。雙齒輥破碎機(jī)的核心部分是2個(gè)輥?zhàn)樱?個(gè)輥?zhàn)又С性?個(gè)固定軸承上，由電動(dòng)機(jī)利用帶輪帶動(dòng)其轉(zhuǎn)動(dòng)，另1個(gè)輥?zhàn)又С性诹?個(gè)固定軸承上，2個(gè)輥?zhàn)油ㄟ^(guò)1對(duì)加工精確的同步齒輪實(shí)現(xiàn)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，2個(gè)輥?zhàn)佑滞ㄟ^(guò)對(duì)輥對(duì)物料進(jìn)行剪切，達(dá)到對(duì)物料進(jìn)行破碎的目的。
2、破碎機(jī)的組成
雙齒輥破碎機(jī)由原動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、減速裝置、主機(jī)等組成。
(1)原動(dòng)機(jī)：雙齒輥破碎機(jī)的原動(dòng)機(jī)采用電動(dòng)機(jī)，用戶可根據(jù)使用條件選擇。這增加了破碎機(jī)的使用范圍。對(duì)遠(yuǎn)離供電線路或經(jīng)常更換工作場(chǎng)地的用戶來(lái)說(shuō)，極其方便。
(2)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)：雙齒輥破碎機(jī)采用帶輪傳動(dòng)，可以使原動(dòng)機(jī)的工作更加平穩(wěn)，具有過(guò)載保護(hù)作用。
(3)減速裝置：破碎機(jī)采用慢速齒輥的方式運(yùn)行，為了得到所要求的減速比，采用三角膠帶和齒輪兩次減速，傳動(dòng)軸和主軸都采用圓錐滾子軸承。
(4)主機(jī)：①箱體：雙齒輥破碎機(jī)的主機(jī)采用箱形結(jié)構(gòu)，機(jī)架用鋼板焊接而成，采用分體式，由底板、2個(gè)側(cè)板和上蓋組成，2個(gè)齒輥安裝在機(jī)架的固定軸承上，軸承通過(guò)軸承座與機(jī)架連接。2個(gè)輥?zhàn)又g用兩個(gè)參數(shù)相同精確制造的齒輪聯(lián)接。②輥?zhàn)樱弘p齒輥破碎機(jī)的主要工作部件是2個(gè)平行安裝的齒輥，破碎齒通過(guò)健與芯軸連接，通過(guò)改變破碎齒上的鍵槽角度來(lái)實(shí)現(xiàn)破碎齒在芯軸上的螺旋式排列。③輔助裝置：雙齒輥破碎機(jī)的主機(jī)內(nèi)設(shè)有輔助裝置，箱體的下部?jī)奢佒g裝有破碎砧，與2個(gè)齒輥配合形成第三階段的破碎，控制產(chǎn)品粒度。④排粒料裝置：齒板、破碎砧之間的間隙，形成了動(dòng)態(tài)篩分機(jī)構(gòu)。進(jìn)入破碎腔的物料中所含有的合格粒級(jí)的物料迅速?gòu)拈g隙排出，而大塊物料被旋轉(zhuǎn)的齒對(duì)咬住，受沖擊剪切和沖擊拉伸而破碎，這種結(jié)構(gòu)提高了破碎機(jī)的工作效率和處理能力。
3、破碎機(jī)的總體結(jié)構(gòu)底座采用螺緊后焊接，而電動(dòng)機(jī)直接用螺栓擰在底座上。
對(duì)破碎機(jī)的總體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化。其減速箱與破碎箱做成一體形式．既可以節(jié)省空間和制造成本又可以更好的密封和傳動(dòng)；對(duì)齒輪軸部分采用齒輪軸半露，上蓋與半露部分很好的密封。
4、輥齒齒型和輥齒布置的選擇
4.1方案一
雙齒輥破碎機(jī)輥?zhàn)颖砻婀ぷ鼾X的齒形采用棱錐體齒，其1個(gè)輥齒上的棱邊成凸形圓槽，與輥?zhàn)油獗砻娉赏膱A。為了得到接近立方體的破碎物料，輥的表面采用等間距矩形點(diǎn)陣排列齒的布局，另1個(gè)輥?zhàn)拥?個(gè)輥齒正對(duì)棱形的中心，1個(gè)輥的輥齒頂?shù)搅?個(gè)輥?zhàn)颖砻娴木嚯x及兩齒之間的間距大約就是產(chǎn)物的最大粒度。
4.2方案二
雙齒輥破碎機(jī)輥?zhàn)颖砻婀ぷ鼾X的齒形采用楞錐體齒，其齒型如圖4所示，每4個(gè)輥齒嵌在1個(gè)齒套上，齒套通過(guò)螺釘固定在輪轂上，輪轂是正方形，在輥齒切割物連料的部位用螺釘安裝用合金制成的刀片，輥齒成螺旋型布置。打破了老式破碎機(jī)采用輥齒與對(duì)輥輥面嚙合破碎的方式，而是采用一系列的破碎齒通過(guò)鍵與軸連接成螺旋狀，利用齒與齒的對(duì)滾破碎物料。
4.3方案三
雙齒輥破碎機(jī)的輥齒齒型和布置方式與方案二的相同，不同之處是每個(gè)齒輥由芯軸和破碎齒組成，破碎齒通過(guò)鍵與芯軸連接，通過(guò)改變破碎齒上的鍵槽角度來(lái)實(shí)現(xiàn)破碎齒在芯軸上的螺旋式排列。
4.4方案對(duì)比
方案一采取的輥齒為凸圓型棱的棱齒，減少傳統(tǒng)普遍采用的鷹嘴型輥齒產(chǎn)生的過(guò)粉碎現(xiàn)象，普通棱錐的輥齒在與另1個(gè)輥?zhàn)訃Ш掀扑闀r(shí)，由于輥齒棱邊是一條直線，而對(duì)輥是圓弧，隨著輥?zhàn)愚D(zhuǎn)動(dòng)，一個(gè)輥的輥齒頂?shù)搅?個(gè)輥?zhàn)颖砻娴木嚯x，即最大排料粒度不斷發(fā)生改變。因此，圓弧形棱齒與普通的棱齒相比排料粒度更均勻。而且普通棱形輥齒棱邊的不同部位破碎物料的粒度大小不同，必將導(dǎo)致接觸應(yīng)力不均，使局部磨損嚴(yán)重，降低齒板使用壽命，增加維修工作量，對(duì)生產(chǎn)產(chǎn)生不利影響。
方案二采取了與方案一不同的齒形和布置形式，其獨(dú)特之處在于利用螺釘使齒套與輪轂相連接，利用齒與齒的對(duì)滾破碎物料，具有老式破碎機(jī)利用輥面與輥齒嚙合破碎所達(dá)不到的破碎效率。破碎齒上安裝合金制成的刀片使其能夠破碎堅(jiān)硬的物料，而且當(dāng)破碎齒磨損嚴(yán)重時(shí)只需更換刀片即可，增加了破碎機(jī)的使用壽命，優(yōu)點(diǎn)是高效、耐磨、使用壽命長(zhǎng)，可以破碎堅(jiān)硬的物料。
方案三采用破碎齒通過(guò)鍵與芯軸連接，通過(guò)改變破碎齒上的鍵槽角度來(lái)實(shí)現(xiàn)破碎齒在芯軸上的螺旋式排列，既實(shí)現(xiàn)了方案二的破碎效果，而且采用鍵連接比傳統(tǒng)普遍采用的輪轂和輥齒連接更簡(jiǎn)易，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝方便的優(yōu)點(diǎn)，是一種新型的設(shè)計(jì)方式。
綜上所述，在3個(gè)方案中，方案三更適合雙齒輥破碎機(jī)的設(shè)計(jì)要求，所以選擇方案三作為雙齒輥破碎機(jī)齒形和輥齒布置設(shè)計(jì)。
4.5本項(xiàng)目的創(chuàng)新之處
傳統(tǒng)的破碎機(jī)大都是利用1對(duì)或幾對(duì)輥齒對(duì)塊狀物料進(jìn)行擠壓破碎。且這些輥輪在軸上的安裝大都是并齊地排列在軸上，也就是它們的安裝鍵都在同一個(gè)空間角度上。這種傳統(tǒng)的破碎機(jī)它的破碎效果不太理想。
5、結(jié)論
通過(guò)對(duì)破碎機(jī)進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，及對(duì)各種輥齒的布置進(jìn)行對(duì)比分析，確定了一種高效的破碎輥齒和布置方式，并利用破碎砧實(shí)現(xiàn)了對(duì)物料的三階段破碎，利用皮帶輪、齒輪、齒輪軸實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)傳動(dòng)。達(dá)到了預(yù)定的破碎物料粒度的要求。
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