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双齿锟式粉碎机

山西农业大学毕业设计说明书

1 绪论 (3)

2 双齿锟式粉碎机工作原理 (4)

3 双齿锟式粉碎机的特点 (4)

4 双齿锟式粉碎机的工作部分设计 (5)

4.1设计目标 (5)

4.2工作部分具体分析 (5)

4.3粉碎机参数的确定 (5)

5 粉碎机传动部分的设计 (9)

5.1传动方案的选择和比较 (9)

5.1.1．传动机构的重要性 (9)

5.1.2.粉碎机传动方案 (9)

5.1.3．传动类型选择 (10)

5.2原动机的确定 (14)

5.3带传动设计 (15)

5.4齿轮传动设计 (16)

5.5齿轮强度校核 (22)

5.6 轴、轴承及键的设计 (26)

5.6.1小齿轮轴和主轴的强度计算 (26)

5.6.2.轴承的选择 (33)

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5.6.3键的选择和强度校核 (33)

6 粉碎机的总体设计 (34)

结论 (36)

参考文献 (37)

双齿锟式粉碎机设计说明书摘要:我国目前柠条的粉碎一般采用锤式粉碎机。锤式粉碎机是以高速运动的锤

头打击物料，在粉碎腔内受到相互粉碎冲击和剪切，可控性很差，容易产生过粉碎，而且对入料度有限制。而齿辊式粉碎机是在齿的作用下对物料进行劈碎，粉

碎后的物料直接排出，因此粉碎粒度比较均匀。目前的双齿辊粉碎机由于整体结

构的不合理和粉碎齿磨损快不能修复等原因，使用效果大大降低甚至很差。9FGC —450×500新型双齿辊粉碎机克服了以上缺点，很有发展前景和市场前景。

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关键词：双齿辊粉碎机；粉碎机；产品粒度

Bidentate Kun grinder

Abstract：My current coal was broken generally using hammer-Breakers or teeth roller-Breakers. Hammer-Breakers is the dead against high velocity materials in the shattered debris impact and sheared by mutual broken, controllability poor had to smash easily, but there are restrictions on the Liaodu not suitable for coal rough, Chinese broken operations. And teeth roller-Breakers teeth in the role of materials returned broken, the broken material directly emit, broken granularity more evenly. The current two-tooth roller Breakers and the overall structure of the irrational can not repair broken teeth wear faster reasons, the use of significantly reduced or even poor. 9FGC-450 x 500-double teeth roller Breakers in lessons and on the basis of advanced technology and designed to develop high-strong Breakers, a development prospects and market prospects.

Keyword：Double toothed roll crusher,Roll crusher,Product grain size

1 绪论

粉碎机是农业、工业、冶金、矿山、电力、化工、建筑、陶瓷、水泥和筑路等工农业部门广泛应用的设备，每年有大量原料和再利用的废料都需要用粉碎机进行加工处理，以达到下一级机械加工设备所要求的粒度。柠条的粉碎不仅可以用来做饲料、肥料，还可以碳化后用来做活性炭，有着很广泛的应用。

随着我国经济建设的快速发展，目前对柠条的开发利用具有重大的研究意义。双齿辊式粉碎机可以很好的完成柠条的初步粉碎，省时省力且粉碎效果好。通常使用的粉碎机在工作时只能粗略的对柠条进行粉碎，无法满足生产需要，为此就不得不改变粉碎方式和粉碎效率，粉碎的安全性、环保性等

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多方面问题，为解决此问题在老师的指导下我设计这台双齿辊式粉碎机，它可以有效的解决上述问题。我相信这台粉碎机能有效的节省和利用资源，对于提高生产、率环境保护和降低成本将会起到重要作用。

辊式粉碎机出现于1806年，它是一种较为古老的粉碎设备，结构简单、紧凑轻便、易于制造、工作可靠，至今仍在选煤、冶金烧结、水泥、玻璃、陶瓷等工业部门，以及小型选矿厂中使用。辊式粉碎机被广泛用于粉碎软质和中等硬度的物料，能够很好完成柠条的粉碎。

近年来，国外辊式粉碎机发展的得很快，种类也很齐全。按辊子的数目，辊式粉碎机可以分为单辊、双辊、三辊、和四辊四种；按辊面形状，可以分为光辊、齿辊、槽辊粉碎机等等。辊式粉碎机粉碎力大，出粒均匀，对物料起到劈碎和撕裂作用。

2 双齿锟式粉碎机工作原理

双辊粉碎机是利用两组单独传动的辊轴,相对旋转产生的挤轧力和磨剪力来粉碎物料.当物料进入机器的粉碎腔以后,物料受到转动辊轴的啮力作用,使物料被逼通过两辊之间,同时受到辊轴的挤轧和剪磨,物料即开始碎裂,碎裂后的小颗粒沿着辊子旋转的切线,通过两辊轴的间隙,向机器下方抛出,超过间隙的大颗粒物料,继续被粉碎成小颗粒排出.

3 双齿锟式粉碎机的特点

双齿辊式粉碎机尤其适用于粉碎黏性物料。它具有处理细料的优点，尤其是用于柠条的粗碎过程，其处理能力较大。当采用槽型和齿型齿板时，最好处理软质材料和中硬物料。目前随着柠条粉碎机的发展和柠条粉碎加工技术的进步，特别是新的新型粉碎方法的出现，柠条对粉碎机齿辊工作表面的性能、粉碎后物料粒度和使用可靠性的要求也越来越高，齿辊作为粉碎工作面中工况最恶劣、负载情况最复杂的关键设备，它的性能、寿命和可靠性制约了其它设备能力的正常发挥，决定了高产高效辊式粉碎机的可行性和经济效益。改造方案的实施，必将为企业带来可观的经济效益和社会效益。

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它的主要性能特点是：

1.本机具有体积小、重量轻、噪声低、安装检修都十分方便等特点；

2.齿辊的结构尺寸都是根据产品粒度要求进行设计，粉碎齿磨损后现场可直接更换粉碎牙齿，大大降低了使用成本；

3.过粉碎极低。采用剪切原理，小于要求粒度的物料直接通过，对于大于粒度要求的物料进行粉碎，避免了进入粉碎机的物料搀杂粉碎的缺陷。对于煤炭、柠条等中等硬度物料，过粉碎率一般在5%以下。

4 双齿锟式粉碎机的工作部分设计

4.1设计目标

提高双辊齿粉碎机齿辊耐磨性和整体强度，使得齿辊在整个粉碎工作过程中，不会因双齿辊粉碎机辊齿的长时间工作和物料粒度过大而发生变形，降低事故率，提高粉碎效率，保证生产的正常进行，提高劳动生产率。

粉碎机理：双齿辊粉碎机的主要工作部件为两个平行安装的齿辊，每个齿辊沿轴向布置一定数量的齿环，通过齿辊的对转实现对物料的粉碎。4.2工作部分具体分析

齿对物料的作用过程可分为3个阶段。在第1个阶段，旋转运动中的辊齿遇到长柠条物料，首先对它进行冲击剪切作用，接着对它进行撕拉作用。如果柠条能被辊齿咬入则进入第2阶段，否则辊齿沿物料表面强行猾过，靠辊齿的螺旋布置迫使物料翻转，等待下一对齿的继续作用。前一对齿开始脱离啮合时，粉碎的物料大量下漏排除，个别粒度大的靠辊齿的螺旋布置迫使物料翻转，等待下一对齿的继续作用。

至此，一对齿的粉碎过程结束。每对齿环上有多少齿，齿辊运行一周时同样的过程就进行多少次，循环往复。

4.3粉碎机参数的确定

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辊式粉碎机的规格用辊子直径D和长度L表示，例如辊子直径为1200mm，辊子长度为1000mm的辊式粉碎机表示为：Φ1200mm×1000mm辊式粉碎机。

性能：辊子规格φ450×500 D×L/mm

每捆柠条的直径200 0D/mm

排料粒度0～25；0～50；0～75；0～100

d/mm

生产率20；35；45；55 Q/（t/h）

辊子转数64 n/（r/min）

电机功率8；11 N/ kw

机器质量 3.765 m/ t

计算参数：

1．辊子直径

辊子直径D与每捆柠条直径d有关，它们之间的关系决定于辊皮与被粉碎物料间的摩擦系数的大小。

对于光辊：D≈20d

辊皮表面带有沟槽：D=（10～12）d

辊皮表面镶齿：D=（2～6）d

对于我所设计的双齿辊粉碎机，所粉碎的物料直径在100~200mm范围内。

D=（2～6）×（100~200）=（200～1200）mm 取D=450mm

由于φ450×500型双齿辊粉碎机较接近设计要求，故选用。

2．辊子工作转速

辊子最合适的转速与辊皮表面特征，被粉碎物料的硬度和尺寸大小有关，一般都是根据经验决定的。它要保证机器有最大的生产率，功率消耗又要少，同时还要考虑辊皮的磨损不能太快。通常粉碎柠条的捆越粗，辊子转速越低，辊皮表面有沟槽或镶齿的辊子，他的转速应比光辊的低；当粉碎软的或脆的物料时，转速应高些，而粉碎硬物料时应低些。根据经验：

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N=（120～420）

式中： n ——辊子转速（r/min ）；

f ——被粉碎物料与辊皮之间的摩擦系数；

γ——被粉碎物料的容积重（Kg/3cm ）；

D ——辊子直径（cm ）； d ——每捆的直径（cm ）。

按照设计要求可知，d=10～20cm ，一般摩擦系数取f =0.30~0.50取

f =0.325，D=45cm ，r=1.3～1.45Kg/3cm ，取r=1.35×103-Kg/3cm 。

n=（120～420）（120～420）=62.06～217.22

（r/min ）

光辊粉碎机每分钟工作转数取上式的上限，带沟槽的辊子取中等数值，而带牙齿的辊子则应取其下限，故取 n=64r/min 。

3. 生产率

双辊式粉碎机的理论生产率与工作时两辊子的间距e ，辊子圆周速度v 以及辊子规格等因素有关。假设在辊子全长上均匀地填满物料，而且粉碎机的给料和排料都是连续的，料带的宽度等于辊子长度L ，厚度等于辊子的间距e ，卸出速度等于辊子圆周速度v ，因此粉碎机的体积生产能力为

T Q 3600LeV =

m 3/h

实际上，喂入物料并布满整个长度，同时卸出物料是松散的，故必须乘上系

数μ加以修正，而物料落下的速度与辊子圆周速度的关系为V=60

π，则：

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Q=188μLe Dn

式中 Q ——生产率（t/h ）； n ——辊子转速（r/min ） L ——辊子长度（m ）； D ——辊子直径（m ）；

μ——辊子长度利用系数和排料松散度系数，对于中硬度物料，如柠条等，μ=0.4～0.6；

e ——排料口宽度 25mm

Q=188μLe Dn

t/h

Q=188μLe Dn

=188×（ 0.4～0.6）×0.5×0.45×0.025×64

=27.07~40.61（t/h ） 4．辊子功率的计算

辊式粉碎机功率，一般采用经验公式来估算。粉碎中硬物料时，粉碎机所需功率为

P W =0.794KLV

式中 V ——辊子圆周速度 m/s ； L ——辊子长度 m ；

K ——系数，K=0

0.6D d

+0.15，0D 和d 分别是给料与排料粒度；

对于粉碎柠条用的齿辊粉碎机，则辊子功率为 P W =KLDn kw 式中 D ——辊子直径 m ；

L ——辊子长度 0.5m ； n ——辊子转速 r/min ；

K ——系数，粉碎硬物料时，K=0.85。

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= KLDn=0.85×0.5×0.45×64=12.24 kw

经计算9FGC—450×500新型双齿辊粉碎机是利用新型的齿形对物料进行剪切、拉伸、弯曲、刺破、折断等作用实现粉碎，特别适合用于柠条的粗碎，是理想的柠条粗碎设备。

5 粉碎机传动部分的设计

5.1传动方案的选择和比较

5.1.1．传动机构的重要性

在原动机和工作机之间必须加入传动装置，通过它来传递动力或改变运动形式、参数，这是因为：

1)工作机所要求的速度通常和原动机的额定速度不一致，需要减速或增速(大多数情况下要求减速)。

2)工作机要根据生产要求进行速度调节，而原动机通常只以一种恒定的额定转速运转，如果通过改变原动机的速度来满足工作机的变速要求，往往经济成本较高。对于某些类型的原动机无法通过其本身变速来满足工作机的生产工艺要求。

3)原动机的运动形式比较单一，比如通常只能作匀速转动，而工作机的运动形式由生产的工艺要求而定，它们是多种多样的，如直线运动、往复摆动、螺旋运动等等。

4)在单机集中驱动时，需要一台原动机来带动若干组不同速度大小，不同运动形式的工作机(或执行机构)。

5)为了工作安全及维修方便，或因机器的外廓尺寸受到安装空间、运输条件的限制等其它原因必须把原动机和工作机分成两个部件，而它们中间则出传动装置来连接。

5.1.2.粉碎机传动方案

由三向异步电动机带动皮带轮转动，小皮带轮向大皮带轮完成第一级降速，大皮带轮上小齿轮轴向第一齿辊轴完成第二级降速，第一个齿轮带动第

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二齿轮同速传动，两齿辊相向转动，由齿辊上粉碎齿轮完成粉碎工作，提高粉碎生成率和降低生产成本和工作工序，已经粉碎的物料由下面排料口直接排出。

5.1.3．传动类型选择

（1）传动类型选择时应考虑的因素

选择传动类型时所依据的主要指标应是：效率高、经济成本低、外廓尺寸小、重量轻、运动性能良好及便于加工制造和维修，既能满足生产条件又安全可靠。具体地说选择传动类型时应考虑到：

1）原动机的工况应与工作机工况相匹配，

2）能适应工作环境条件，加多尘、高温、低温、潮湿、腐蚀、易燃、易爆等恶劣环境、噪声的限度等。

3)经济成本低，即工作寿命长、传动效率高、初始费用、运转费用和维修费用低。

4)操作和控制方式简便。

5)必须符合国家的技术政策，现场的技术条件和环境保护等其它要。

（2）传动类型选择的原则

1)对于大功率传动，应优先选用高效率的传动，以节约能源。

2)当工作机要求与原动机同步时，不宜采用摩擦传动，而应采用无滑动的传动装置(如啮合传动)。

3)传动装置应尽可能采用标准化、系列化产品，便于互换从而降低初始和维修费用。

4)当载荷变化频繁，而且可能出现过载时，不宜采用啮合传动而可采用摩擦传动、流体传动，或在传动装置中配备过载保护设施。

5)为了降低初始费用，在满足使用要求前提下，尽可能选择结构简单的传动装置，即简化和缩短传动链。

6)若原动机的调速速比能与工作机的变速要求相适应时，可直接联接或采用定传动比的传动装置；当工作机要求的变速范围大，原动机的调速措

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施不能满足其机械特性和经济要求时，应采用变传动比的传动。

如下图所示传动机构，选择了带式传动机构。因为双齿辊粉碎机所需要的传动精度不需要太高，而且功率消耗很大需要安全保障，使用带式传动机构很安全。因为双齿辊粉碎机的电动机的转速是730r/min，而辊子的转速需要64 r/min，要求传动比为11.4127。11.4127=4.12*2.77*1，因为带式传动机构所需要的传动精度不需要太高，故带式部分的传动比为4.12第一对齿轮的传动比为 2.77第二对齿轮的传动比为1。即i

带

=4.12，

12=2.77,i

传动机构的实现方式很多，好的传动机构不仅可以大大提高粉碎的效

率，而且可以节省功耗。传动机构为齿轮机构，执行机构是从齿辊作滚动的一对齿辊机构。实现上述功能的机构有很多下图所示的几种结构的优缺点如图的右侧所示

方案一：

这种结构使用的是一台三向异步电动机带动小齿轮，小齿轮带动一级辊子转动，在一级辊子的另一端装有和二级辊子完全相同的齿轮只起到传动的

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作用，两辊子同速相向转动完成粉碎任务，这种方案可以完成粉碎，且具有噪声小，平稳性好，结构简单，高效率等多方面优点，但一级辊子上的第二只齿轮多余，造成浪费。

方案二：

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如图所示的结构，其布局基本与方案一相同，不同的是采用两个同型号的三向异步电机分别带动两个辊子转动，这种设计方案粉碎效果很好，但造价相当昂贵，且在不需要调动粉碎粒度的时候不需要采用两个动力源，故舍弃。