新型齒輥式破碎機(jī)由機(jī)架、襯板、破碎齒輥、鄂體、驅(qū)動(dòng)裝置、動(dòng)鄂緩沖裝置等幾部分組成。當(dāng)破碎物料通過(guò)破碎機(jī)的入料口進(jìn)入破碎腔時(shí)，滿足粒度要求的較小物料在2個(gè)輥齒之間及與襯板之間的間隙直接漏下實(shí)現(xiàn)初步篩分，而大塊的物料首先受到襯板和破碎輥?zhàn)由掀扑辇X的剪切和撕拉作用，實(shí)現(xiàn)“一級(jí)破碎”；預(yù)破碎后的物料如果不能被兩齒輥的輥齒咬住，則輥齒沿物料表面強(qiáng)行滑過(guò)，螺旋布置的輥齒迫使物料翻轉(zhuǎn)并等待下一對(duì)齒的繼續(xù)作用，而大部分在被輥齒咬住到脫離的時(shí)間內(nèi)，在“體積壓縮原理”的作用下，2對(duì)輥齒包容的空間體積由大逐漸變小，而粒度大的物料由于包容體積逐漸變小而被強(qiáng)行擠壓實(shí)現(xiàn)“二級(jí)破碎”，然后兩齒空間恢復(fù)，破碎后的物料被當(dāng)前1對(duì)輥齒強(qiáng)制排出或直接漏下（從輥齒的間隙）；個(gè)別粒度仍然偏大的物料會(huì)受到大齒輥鄂體的阻擋而落到鄂板上，當(dāng)鄂板運(yùn)動(dòng)到靠近小齒輥時(shí)，鄂板上的物料再受到鄂板與小破碎輥?zhàn)由陷価X的擠壓，實(shí)現(xiàn)“三級(jí)破碎”，最終產(chǎn)生滿足粒度要求的物體從排料口強(qiáng)行排出。至此，一對(duì)輥齒的破碎過(guò)程結(jié)束。每對(duì)齒環(huán)上有多少齒，齒輥旋轉(zhuǎn)一周就經(jīng)歷幾次這樣的破碎過(guò)程，循環(huán)往復(fù)，不斷實(shí)現(xiàn)對(duì)物料的破碎。
(1)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)
電動(dòng)機(jī)將動(dòng)力通過(guò)限矩型液力耦合器傳到減速器，經(jīng)減速后分別驅(qū)動(dòng)兩齒輥?zhàn)鬟B續(xù)相向的對(duì)滾運(yùn)動(dòng)。減速器的輸入軸與液力耦合器通過(guò)漸開(kāi)線花鍵聯(lián)接，輸出軸則通過(guò)分體式齒式聯(lián)軸器與機(jī)箱上的齒輥聯(lián)接。
(2)機(jī)架（機(jī)箱）
傳統(tǒng)破碎機(jī)機(jī)架通常采用鑄鋼或鑄鐵制造，鑄造工藝復(fù)雜，且易出現(xiàn)鑄造缺陷，影響機(jī)架強(qiáng)度。該機(jī)架是采用鋼板焊接的結(jié)構(gòu)件，由上、中、下3部分組成，可將破碎時(shí)產(chǎn)生的破碎力限制在機(jī)箱內(nèi)，對(duì)基礎(chǔ)的動(dòng)負(fù)荷較小。通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)，使該機(jī)箱強(qiáng)度高、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊，制造周期短，便于安裝、拆卸與維修，但焊縫質(zhì)量要求高。
(3)襯板（梳齒板）
裝配于機(jī)箱前壁，粒度較小的物料首先通過(guò)襯板與小齒輥之間的間隙漏下實(shí)現(xiàn)篩分，同時(shí)村板與輥齒的相對(duì)運(yùn)動(dòng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)大塊物料的預(yù)破碎。襯板上堆焊耐磨材料以提高襯板的使用壽命。
(4)齒輥
破碎機(jī)采用2個(gè)大小不同、轉(zhuǎn)速不同的破碎齒輥相互運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)破碎工作，2個(gè)齒輥在箱體內(nèi)平行安裝。．齒輥是齒輥破碎機(jī)上的關(guān)鍵易磨損部件之一，要求既耐磨又有韌性，其質(zhì)量的好壞直接影響破碎機(jī)的使用壽命和生產(chǎn)效率。齒輥軸以優(yōu)質(zhì)碳鋼為基體，軸上裝配著若干高錳鋼精鑄的破碎齒環(huán)。
大小齒輥采用不同的動(dòng)力系統(tǒng)，而且它們相向?qū)L轉(zhuǎn)動(dòng)，小齒輥轉(zhuǎn)速稍快于大齒輥。實(shí)踐證明這種差動(dòng)方式更利于實(shí)現(xiàn)對(duì)物料的剪切和拉伸破碎。
(5)齒環(huán)
齒輥軸上的齒環(huán)是通過(guò)高強(qiáng)度的鍵與軸聯(lián)接而成，齒環(huán)的齒上鑲嵌齒套，用螺栓固定。在破碎機(jī)工作過(guò)程中，可根據(jù)齒套在破碎過(guò)程中的磨損程度直接更換齒套，降低了維修費(fèi)用，同時(shí)避免了傳統(tǒng)破碎齒磨損后因拆開(kāi)齒輥在齒上堆焊耐磨材料而浪費(fèi)的維修時(shí)間，為企業(yè)贏得生產(chǎn)時(shí)間，提高效率。
(6)動(dòng)顎
該結(jié)構(gòu)由四連桿機(jī)構(gòu)組成，連接于大齒輥軸和機(jī)架上，大齒滾軸為偏心軸，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)動(dòng)顎實(shí)現(xiàn)偏心運(yùn)動(dòng)，對(duì)物料進(jìn)行擠壓，物料在破碎腔內(nèi)受到顎體和齒輥上齒的擠壓而實(shí)現(xiàn)破碎。顎體的基體采用中碳合金鋼（具有較好的抗沖擊性），表面采用ZG35調(diào)質(zhì)處理的顎板，并在齒板的工作表面和齒面上堆焊一層優(yōu)質(zhì)耐磨材料，磨損后可重新堆焊。
(7)動(dòng)顎緩沖裝置
該裝置通過(guò)壓縮彈簧對(duì)顎體施以足夠的壓緊力來(lái)抵抗物料破碎時(shí)產(chǎn)生的反作用力。一旦一些不易破碎的物料進(jìn)入破碎腔，顎體因破碎力超載而迫使壓縮彈簧徑向水平外移以增大齒輥與顎體之間的間隙，使不可破碎物料通過(guò)該破碎段，避免損壞機(jī)件和因齒輥或顎體被卡住而引起的悶車，減小電機(jī)燒毀的幾率。當(dāng)不易破碎物料排出后，超載破碎力引起的水平作用力消失，在壓緊彈簧的作用下，顎體恢復(fù)原位，齒輥與鄂板的間隙恢復(fù)正常，繼續(xù)正常粒度的破碎工作。
(8)滾輪托架
該破碎機(jī)體積適中，機(jī)架底部安裝有滾輪，可以沿固定在基礎(chǔ)上的導(dǎo)軌做直線運(yùn)動(dòng)。當(dāng)主機(jī)在工作位置時(shí)，將滾輪處的滾輪托架與導(dǎo)軌用螺栓聯(lián)接，使機(jī)架與基礎(chǔ)固定在一起；當(dāng)主機(jī)需要移動(dòng)時(shí)不需要起吊設(shè)備，將滾輪托架與導(dǎo)軌聯(lián)接的螺栓拆下就可以使主機(jī)整體沿導(dǎo)軌移動(dòng)。
2、新型雙齒輥式破碎機(jī)的技術(shù)特點(diǎn)
該新型齒輥式破碎機(jī)與國(guó)內(nèi)外同類產(chǎn)品相比，不同點(diǎn)主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
(1)具有篩分和破碎雙重功能
兩齒輥軸固定安裝，它們的相對(duì)運(yùn)動(dòng)如同一個(gè)旋轉(zhuǎn)的格篩，滿足粒度要求的物料首先由齒輥或齒輥與襯板間隙漏下實(shí)現(xiàn)初步篩分，從而可以避免那部分物料經(jīng)過(guò)輥齒的再破碎，既降低了物料的過(guò)破碎率和能耗，又減少了輥齒的破碎時(shí)間，延長(zhǎng)了使用壽命。同時(shí)使齒輥差速相向運(yùn)轉(zhuǎn)，具有更好的剪切和拉伸破碎效果。輥齒的運(yùn)動(dòng)還使得物料破碎后被強(qiáng)制排出，不易產(chǎn)生擁堵，因而也適合黏性物料和含水分較高的物料。
(2)兩齒輥非等圓、非嚙合、非等速運(yùn)轉(zhuǎn)
該特點(diǎn)大大增加對(duì)礦料的剪切破碎效果，減少了目前國(guó)內(nèi)外齒輥式破碎機(jī)存在的堵塞現(xiàn)象。
(3)采用雙重過(guò)載保護(hù)
①限矩型液力耦合器一方面吸收破碎時(shí)產(chǎn)生的沖擊力使機(jī)器運(yùn)行平穩(wěn)，另一方面又對(duì)整機(jī)起到安全保護(hù)作用，一旦設(shè)備內(nèi)部卡死或超載，液力耦合器就自動(dòng)切斷動(dòng)力的傳遞，使電機(jī)空轉(zhuǎn)，從而對(duì)電機(jī)和大、小齒輥起到保護(hù)作用；
②該機(jī)配備動(dòng)顎緩沖裝置，當(dāng)齒輥因破碎力超載時(shí)會(huì)迫使壓縮彈簧徑向水平外移以增大齒輥與顎板之間的間隙，對(duì)齒輥和顎體同時(shí)起到保護(hù)作用。
(4)裝配靈活，維修方便
齒輥軸上裝配著破碎齒環(huán)，齒環(huán)上鑲嵌齒套，用螺栓固定。當(dāng)破碎過(guò)程中齒套的磨損達(dá)到一定程度時(shí)可以進(jìn)行個(gè)別更換，速度快，從而減少停機(jī)時(shí)間，降低生產(chǎn)成本。
(5)結(jié)構(gòu)合理，壽命長(zhǎng)
破碎輥齒采用特殊螺旋排列，既便于符合粒度要求的物料排出，又使齒輥同時(shí)受力的輥齒數(shù)量減少，有利于破碎大塊物料。同時(shí)利用齒輥與襯板和顎體的雙重作用實(shí)現(xiàn)對(duì)物料的破碎，減少輪齒工作量，提高破碎效率，延長(zhǎng)整機(jī)使用時(shí)間。
3、新型雙齒輥式破碎機(jī)三維建模與運(yùn)動(dòng)仿真的實(shí)現(xiàn)
Pro/E是美國(guó)PTC公司推出的一款從設(shè)計(jì)直到生產(chǎn)的機(jī)械自動(dòng)化軟件，包含從二維幾何繪圖到三維實(shí)體造型以及機(jī)械運(yùn)動(dòng)仿真和結(jié)構(gòu)有限元分析等一系列的功能模塊，給工程技術(shù)人員提供了十分便捷的設(shè)計(jì)手段。為了進(jìn)一步對(duì)該新型雙齒輥破碎機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析和優(yōu)化，在此利用Pro/E軟件建立其三維虛擬樣機(jī)模型，并利用它的Mechanism（機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析）模塊對(duì)破碎機(jī)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析，減少了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中必須制造實(shí)物進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的弊端，降低了設(shè)計(jì)成本，減少了設(shè)計(jì)周期。
3.1三維模型的建立與裝配
三維建模是機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)仿真的基礎(chǔ)。建模的方法很多，如拉伸、旋轉(zhuǎn)、倒角、抽殼和倒圓等，甚至同一個(gè)物體的造型方法也是多種多樣。哪種方法更為高效和快捷是一個(gè)長(zhǎng)期經(jīng)驗(yàn)積累的過(guò)程。就Pro/E來(lái)說(shuō)，一般旋轉(zhuǎn)和掃描比拉伸生成的模型高效，而排列和鏡像比逐個(gè)生成零件快捷。對(duì)于復(fù)雜的零件，選擇適當(dāng)?shù)纳煞椒ň透鼮橹匾Ｒ驗(yàn)椴贿m當(dāng)?shù)纳煞椒ú坏实�，而且有些情況根本就不能生成實(shí)體模型。因此在創(chuàng)建三維模型之前，必須首先弄清模型的結(jié)構(gòu)，然后才能確定模型的建模方法和步驟。在創(chuàng)建模型的過(guò)程中，要靈活運(yùn)用模型的編輯和修改工具，不斷完善設(shè)計(jì)內(nèi)容。
在破碎機(jī)各個(gè)零件的模型建立后就可以裝配成一臺(tái)完整的破碎機(jī)了。根據(jù)各零件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)情況設(shè)定各種連接來(lái)限制構(gòu)件的自由度，Pro/Mecha-nism裝配模塊提供的連接方式主要有剛性、銷釘、滑動(dòng)桿、柱面、平面、球、焊接、軸承等。裝配時(shí)首先要確定運(yùn)動(dòng)的各構(gòu)件及其相互間的運(yùn)動(dòng)關(guān)系和運(yùn)動(dòng)副。該齒輥破碎機(jī)裝配時(shí)使用機(jī)架作為基部件，然后通過(guò)選擇合適的運(yùn)動(dòng)副將子部件和其他零件裝配在基部件上構(gòu)成完整的齒輥破碎機(jī)模型。具體如下：
(1)將齒環(huán)與齒套通過(guò)“剛性”連接在一起構(gòu)成齒環(huán)部件，將上、下顎體和顎板“剛性”連接成顎體’部件；
(2)將各電機(jī)和減速器軸通過(guò)“銷釘”連接到各電機(jī)和減速器殼體上，保證電機(jī)軸和減速器軸能夠相對(duì)各自的殼體轉(zhuǎn)動(dòng)；
(3)將多個(gè)齒環(huán)按照一定的螺旋方向“剛性”固定到大、小破碎軸上構(gòu)成相應(yīng)的破碎軸部件，對(duì)于大破碎軸還要與顎體部件通過(guò)“銷釘”聯(lián)接在一起；
(4)將機(jī)架“固定”放置，在底部通過(guò)“銷釘”聯(lián)接4個(gè)滑動(dòng)輪以能夠相對(duì)“地”移動(dòng)；
(5)將大、小齒輥軸通過(guò)“銷釘”聯(lián)接到機(jī)架上，保證齒輥軸能夠相對(duì)機(jī)架做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；
(6)依次將聯(lián)軸器、減速器、液力耦合器和電機(jī)通過(guò)各軸“剛性”連接到大、小齒輥軸上，以保證電機(jī)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)能夠帶動(dòng)最后的大、小齒輥軸的轉(zhuǎn)動(dòng)；
三維建模建立以后，還應(yīng)該分別為每個(gè)零件指定適當(dāng)?shù)念伾筒馁|(zhì)，否則所有的模型不易區(qū)分而缺乏真實(shí)感。在圖形中，為了能夠看清破碎腔內(nèi)的部件，設(shè)定機(jī)架為半透明狀態(tài)，最終形成的雙齒輥破碎機(jī)的三維裝配模型。
3.2三維模型的運(yùn)動(dòng)仿真
在齒輥破碎機(jī)零、部件裝配完成后，就可以利用Pro/E對(duì)它進(jìn)行干涉檢驗(yàn)，包括靜態(tài)檢驗(yàn)和動(dòng)態(tài)檢驗(yàn)。靜態(tài)檢驗(yàn)是指在已裝配的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，檢查裝配體各個(gè)零件之間的相對(duì)位置是否存在干涉；而動(dòng)態(tài)檢查是檢驗(yàn)裝配體或其零件在仿真過(guò)程中是否存在運(yùn)動(dòng)干涉。
選擇“應(yīng)用程序”菜單下的“機(jī)構(gòu)”命令進(jìn)入Mechanism機(jī)構(gòu)仿真環(huán)境。首先利用(Servo)命令按鈕打開(kāi)“伺服電動(dòng)機(jī)定義”對(duì)話框，分別選擇2個(gè)電機(jī)輸出軸上的“銷釘”，為每個(gè)電動(dòng)機(jī)添加一個(gè)動(dòng)力源，并設(shè)置好相關(guān)的“速度”和“位置”參數(shù)。然后利用●(Analyses)按鈕打開(kāi)“分析”定義對(duì)話框，設(shè)置該破碎機(jī)運(yùn)動(dòng)分析的時(shí)間等參數(shù)，這個(gè)時(shí)候就可以對(duì)破碎機(jī)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真了，就像是有一臺(tái)真正的破碎機(jī)在運(yùn)動(dòng)一樣。最后可以利用◆(Playback)命令按鈕打開(kāi)“回放”對(duì)話框，選擇干涉的“模式”運(yùn)行并觀察得到的結(jié)果。
這樣對(duì)整個(gè)破碎機(jī)裝配結(jié)構(gòu)進(jìn)行干涉檢驗(yàn)，可以觀察和分析出現(xiàn)的干涉問(wèn)題，從而可以對(duì)結(jié)構(gòu)的改進(jìn)設(shè)計(jì)提供依據(jù)，將整機(jī)設(shè)計(jì)中可能存在的問(wèn)題消除在萌芽狀態(tài)，減少試制樣機(jī)的費(fèi)用和改進(jìn)的時(shí)間，并大大縮短機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)周期和制造成本。
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