高压辊磨机的总体设计

1、XXX大学本科生毕业设计（论文）高压辊磨机的设计学生姓名：_学 号：_班 级: _专 业：_指导教师：_2015年4月 摘 要世界5%左右的能耗用于矿物的选别，而选矿中80%左右的能耗用于对原物料的粉碎。经济的高速发展导致了能源的大量消耗，选矿处理的原矿由于“贫细杂”等更加难选。矿石品位的降低，有用矿物嵌布粒度减小等现象更增加了选矿能量的消耗。同时，由于粉碎方式的改变，改善矿石粉碎过程中矿物之间的解离状态，提高选矿回收率，最终提高我国矿产资源的利用效率。因此研究新型粉碎技术与设备具有重要的经济、社会和环境效益。高压辊磨机作为一种超细碎设备具有单位破碎能耗低、单位钢耗低、单位处理能力大、破碎产品

2、粒度均匀、占地面积少、设备作业率高等特点，受到国内外专家和学者的关注，成为多碎少磨技术的发展趋势。本论文对高压辊磨机进行了总体设计。首先根据经验公式，设计完成给定任务量所需的高压辊磨机的各部分参数，如辊径，辊宽、辊磨力，功率等参数。然后是结构设计和整体规划。最后进行非标准件的尺寸确定与标准件的选型。关键词：高压辊磨机；组合辊；机械设计AbstractAbout 5% of the world's energy consumption for mineral sorting, and dressing in about 80% of the energy consumption used

3、 for crushing of raw materials. The high speed development of economy led to the energy consumption of a large number of mineral processing of ores such as "lean fine" is more difficult to choose. Ore grade is reduced, the phenomenon such as useful minerals disseminated extent reduce more

4、increases the energy consumption of mineral processing. At the same time, because of the change in grinding way to improve the ore mineral in the process of crushing the dissociation between the state, improve the ore dressing recovery rate, eventually improve the using efficiency of mineral resourc

5、es in our country. So the new crushing technology and equipment has important economic, social and environmental benefits.High pressure roller mill as a kind of super fine grinding equipment, low energy consumption per unit broken unit low steel consumption, large processing capacity, product size u

6、niform broken, covers an area of less, equipment operation efficiency higher characteristic, got the attention of experts and scholars at home and abroad, become the development trend of more crushing less grinding technology.In this paper, the overall design of high pressure roller mill. First acco

7、rding to the empirical formula, the design is required to complete a given quantity of the high pressure roller mill parts parameters, such as the roll diameter, roll width and roll grinding force, power and other parameters. Then the structure design and overall planning. Finally carries on the non

8、-standard size determine selection with the standard.Keywords: high pressure roller mill; Composite roller; Mechanical design目 录1 绪论11.1 课题的研究背景11.2 高压辊磨机的研究现状11.3 高压辊磨机的发展趋势41.4 本课题的研究任务62 高压辊磨机基础理论72.1 工作原理及粉碎过程72.1.1 工作原理72.1.2 粉碎过程72.2 高压辊磨机的组成82.3 高压辊磨机主要参数的确定92.3.1 工艺参数的计算92.3.2 动力参数的选择132.3.3

9、 运动参数的设计152.3.4 生产能力的估算162.4 高压辊磨机的主要技术参数163 总体方案的设计183.1 传动方案的设计183.2 挤压方案的设计183.3 压辊支承方案的设计183.4 动、静辊组件定位方案的设计183.5 高压辊磨机的总体框架183.6 轴承类型的选择及润滑方式193.7 液压推力系统193.8 设备的密封及防尘装置的设计193.9 设备的总体布局设计214 动辊组件的设计224.1 动辊轴的设计224.1.1 动辊轴的材料选用224.1.2 初估动辊轴轴径244.1.3 动辊轴的结构分析与设计244.1.4 轴承的选择与校核254.1.5 动辊轴的校核264.2

10、 减速器的设计284.2.1 减速器的介绍284.2.2 减速器的选择284.2.3 减速器的校核294.3 联轴器的选用304.3.1 选择联轴器的类型304.3.2 十字轴式万向联轴器的校核314.4 液压系统设计计算314.4.1 液压缸的设计计算314.4.2 液压泵的选择354.4.3 液压系统工作原理图354.4.4 蓄能器的选择与充气及使用维护规程365 技术经济性分析395.1 高压辊磨机的技术经济效果395.2 本课题的技术经济性分析39参考文献41致 谢42IV1 绪论1.1 课题的研究背景据统计，全世界5%左右的能耗用于矿物的选别，而选矿中80%左右的能耗用于对原物料的粉

11、碎。经济的高速发展导致了能源的大量消耗，选矿处理的原矿由于“贫细杂”等更加难选。矿石品位的降低，有用矿物嵌布粒度减小等现象更增加了选矿能量的消耗。同时，由于粉碎方式的改变，改善矿石粉碎过程中矿物之间的解离状态，提高选矿回收率，最终提高我国矿产资源的利用效率。因此研究新型粉碎技术与设备具有重要的经济、社会和环境效益。由于世界能源的紧缺，粉碎过程中的能耗越来越引起人们的重视。高压辊磨机问世十年来，主要应用在水泥行业及个别有色金属矿山，水泥界从这种节能、节钢耗的高效设备中得到了较高的效益。冶金矿业粉碎矿石的数量也相当可观，且金属矿石大都坚硬难磨，而目前球磨机的能耗、钢耗和效率的问题都比较突出，矿物回

12、收率受粉磨方式的影响也比较严重。能否将高压辊磨机普遍应用到冶金矿业，一直是行内人关心的问题。我国金属矿石资源种类繁多，但大多数矿种品质属贫、杂、细。国内金属矿山企业为了解决自身在矿业开发上存在的经济、技术和环保等方面面临的突出问题，积极引进、消化、吸收国外新型、高效的矿山生产工艺设备。高压辊磨机就是在这样的市场背景下，首先得到研究、论证，并开始在国内金属矿山企业应用的高效粉碎设备，也是国内矿业界当下最为关注的矿山生产设备。高压辊磨机作为一种超细碎设备具有单位破碎能耗低、单位钢耗低、单位处理能力大、破碎产品粒度均匀、占地面积少、设备作业率高等特点，受到国内外专家和学者的关注，成为多碎少磨技术的发

13、展趋势。1.2 高压辊磨机的研究现状高压辊磨机在形式上很像传统的对辊破碎机，但在实质上有两点不同。其一是高压辊磨机实施的是准静压粉碎，它与冲击粉碎方式相比，节省能耗约30%；其二，它对物料实施的是料层粉碎，是物料与物料之间的相互粉碎，粉碎效率高，物料之间的挤压应力可通过辊子压力来调节。两个辊子相向转动，一个固定辊，另一个是可调距离的（调整方式有两大类，一类是滑动式，另一类是摆动式动辊。）辊间压力一般可达15003000个大气压，破碎产品可达2mm，不仅可实现“多碎少磨”，还很可能成为以碎代磨的新型粉碎设备。由于它具有强大的作用力，不仅使物料粉碎，还可使物料颗粒内部结构产生裂纹，从而使磨矿能力大

14、幅度提高。高压辊磨机与传统的破碎粉磨机械相比，主要有以下几个优点(1).粉碎效率高，能耗低。相比圆锥破碎机、棒磨机和球磨机，能耗降低约低2050%。生产量高达1000吨/小时，可使整个系统提产30%40%。高压辊磨机粉碎物料的单位能耗约1.03.0kWh/t，比一般的破碎粉磨设各单位能耗低20%50%。能更好的节能减排，并产生较大的经济效益。(2).耐磨性好。由于采用了耐一磨硬质合金挤压辊，耐磨性好。这样高压辊磨机不仅能够适用于粉碎水泥等较软物料，而且也开始适用于粉碎铁矿石等较硬物料，使得其应用领域很广。同时也使得工作寿命大大提高。(3).可处理含水量较高的物料，这样有利于形成较坚固的自生式料

15、垫，改善辊磨机的工况和辊面使用寿命。如磨碎铁矿石制备球团给料一时，其水分可高达10% 。(4).高压辊磨机结构紧凑、体积小、重量轻，方便对系统改造，而且操作、维修方便，易实现高压辊磨机的自动工作和监控。(5).生产环境良好。由于高压辊磨机采用层压粉碎原理，物料被封闭在挤压辊和给料装置中，依靠静压粉碎，这样不会产生很大的物料冲击和飞溅。使得振动和噪声较低。(6).破碎比大，可以在碎矿、磨矿流程中，代替现有的粗破、细破和磨矿作业，能够将3060mm的块矿粉碎到3mm以下，从而可以实现在磨矿前大量抛尾，是系统的磨矿、选矿能力得以大幅度的提高。(7).对于铁矿石矿上的贫矿、极贫矿、表外矿，经过高压辊磨

16、处理后，可以在磨前抛去50%以上的尾矿，入磨矿石的品位得以大幅度提高。原有的磨矿选矿能力提高100%以上，粉磨的电耗大幅度降低，选矿成本大幅度降低。(8).采用高压辊磨机实现磨前抛尾后，可将抛出的尾矿进行分级，较粗颗粒的尾矿可以作为建筑石料或代替河砂，也可直接送入废石堆场，降低了运输成本，同时减少了细粒尾矿含量，延长了尾矿库的寿命。20世纪70年代末，德国K austhal 技术大学的K .schonert教授提出了料层粉碎原理，并设计出高压辊磨机。1977年K tnppPolgsnts公司从K .schonert教授处获准制造高压辊磨机，并于1985年生产出第一台产品，1986年用于L en

17、u en水泥厂，随即在水泥行业得到迅速推广应用，取得了节能降耗的效果，但同时也暴露出了一些问题。20世纪90年代以来经过不断的研究改进，解决了辊而磨损和主轴承损坏问题，并采用高效打散分级机与高压辊磨机配套，使高压辊磨机的应用开始向金属矿山粉碎领域发展。二十世纪八十年代，德国Clausthal大学矿物工程学院萧纳特教授和东北大学岩石破碎专家徐小荷教授几乎在同一时代不同的实验室内作出了矿岩静压粉碎后入球磨可节省粉碎综合能耗的结论。该结论说明矿石在对压辊的高压载荷作用下，内部受到极大的创伤并产生众多的微裂纹，甚至直接被挤压成饼状或更细粒度，从而大幅度减少了使后续磨矿的工作量。二十世纪八十年代末，德国

18、洪堡公司(KDH)依据德国Clausthal大学矿物工程学院萧纳特的理论研究成果，研制开发出第一台高压辊磨机，又称辊压机。辊磨机开始普遍应用于水泥行业，其应用技术也达到一定水平，趋于成熟，为水泥行业提高生产效率、降低生产成本起到了关键作用。由于金属矿山行业的矿岩硬度高、成分复杂等原因，辊磨机在冶金矿山应用和推广较水泥行业发展速度慢，但是辊磨机高效、节能的优点，使国内外业内科研工作者从未放弃对其的研究工作，经过二十多年的不懈努力，用于矿岩粉碎的辊磨机技术和设备在结构上不断改进、完善，并最终在金属矿山行业应用方面取得了突破性进展，如德国洪堡公司(KDH)的铁矿石辊磨机、美国BH、DH系列型煤辊压机

19、等。其中德国洪堡公司(KDH)在铁矿石辊压机的研制开发上取得了卓越的成就，该公司生产的铁矿石辊压机已经开始应用于世界各国的有色金属冶金矿山行业，并有3台设备已经成功用于铁矿石的粉碎。高压辊磨机在国外普遍应用到冶金行业，该机在国内冶金行业立即受到了普遍的关注。经过高压辊磨机辊压后的物料在粒度分布上明显不同于传统的粉碎设备。在我国，天津水泥设计院较早地开展了辊磨机在水泥超细碎中的应用研究；中南矿冶大学开展了辊磨机在有色金属矿超细碎中应用研究；东北大学结合国家“九五”重点科技攻关计划项目，开展了辊磨机超细碎铁矿石的应用研究，研制开发出GM系列铁矿石高压辊磨机样机，并成功地对黑鹰山铁矿、棒磨山铁矿、姑

20、山铁矿进行了工业化粉碎应用试验。目前，国产化的高压辊磨机已大量投入生产。1.3 高压辊磨机的发展趋势近些年来，越来越多的研究证实高压辊磨机中不仅存在单颗粒粉碎，而且还存在层压粉碎。自从高压辊磨机产生以后，由于其粉碎理论的缺乏，导致物料粉碎过程中存在不可控性和不可预料性，而对其粉碎行为研究大部分集中在单颗粒粉碎，对层压粉碎行为的研究还不是很深入。同时很多针对颗粒粉碎的力学理论都是在连续、均匀、静态情况下进行分析，并没有考虑物料颗粒的非连续性、非均匀性和动态变形，这样会使得结果与实际有所偏差。破碎粉磨，根据其物料入料形式的不同，可以分为层压粉碎和单颗粒粉碎，层压粉碎又可称为颗粒群粉碎、料层粉碎。多

21、年来，人们采用各种手段不断的从各个角度和视野来研究单颗粒粉碎和层压粉碎，取得了一定的研究成果。破碎粉磨行为研究的中心任务是对造成散体物料粉碎的产品粒度粒形、能量、力和裂缝的形成与扩展进行探索。高压辊磨机还存在的一些问题(1)边缘效应理论上压力在辊面宽度方向上是均匀分布的。但是挤压辊工作时受其结构特征及两侧挡料板磨损的影响，许多未经破碎的颗粒伴随挤压形成的料饼运出。从侧边逃逸的物料使挤压辊线压力呈现不均匀分布。试验证明，线压力的分布是中间大、两头小。边缘效应会造成挤压辊两侧边的物料粉磨不足。同时，物料从挤压辊两侧边逃逸，与辊面产生相对滑动，不仅加剧了挤压辊两侧边的磨损，而且使挤压辊中部的物料所受

22、压力相对增大，造成过粉磨。边缘效应在高压辊磨机宽径比(挤压辊宽度与直径的比值)较小的情况下尤为突出。(2)振动与闷车进入辊隙的料层内存在空隙，且空隙率大约为体积密度的40%。而未经打碎的料饼内部也存在着空气，约为体积密度的15%20%。物料在受挤压时，其间的气体或间隙会得到释放和填充，这样会产生间歇性冲击振动。若入料粒度特别小而且干燥，那么造成的影响更为突出。此外，给料不均匀、给料粒度分布太宽也是造成挤压辊振动的主要原因。给料太多同时会产生闷车现象，因此高压辊磨机的液压系统要具有很好的动态响应。(3)挤压辊磨损与修复通常情况下，挤压辊辊面采用堆焊制造而成，该种结构在运行中常常会出现辊面发生裂纹

23、及脱落现象，更为严重的会出现断轴事故。这主要是由频繁焊接产生的局部应力集中造成的。故要求制造过程中对锻件质量、热处理工艺、机体孔与柱钉的装配进行严格规范。(4)轴承寿命高压辊磨机破碎物料所需的力山液压系统提供，此破碎力可达数十万牛顿，辊压机工作时，如此大的破碎力会使得滚动轴承出现点蚀或疲劳破坏。针对目前市场对钢材的需求增加和矿山选矿对大型设备的需求情况，高压辊磨设备向大型化、全自动控制方向发展，例如某大型高压辊磨机，其设备技术参数为：最大入料粒度：150 mm；最大处理能力：1800 t/h（粉碎铜矿）；最大装机容量：4500kW；最大设备自重：2500t。从设备应用范围上向多种类金属矿石的粉

24、碎方向发展，其中包括：非金属矿（页岩、硫矿石、陶瓷材料、金伯利岩等）、有色金属矿（铜矿、铅锌矿、钼矿、铝矾土、铅矿、铬矿、镍矿等）、金矿、铁矿、高炉矿渣等。金属矿选矿厂以降低生产成本为核心，实施节能降耗技术，以提高企业的竞争力。据不完全统计，全世界每年碎磨能耗占全世界发电总量的3%一4%，而其中磨矿能耗约占85%左右。随着世界能源日趋紧缺，降低磨矿能耗越来越引起选矿企业的关注。经过多年研究与生产实践，多碎少磨、降低入磨粒度是有效的措施已取得共识。目前国内外开发出的各类超细粉碎设备中高压辊磨机在金属矿山选矿厂具有明显的应用优势。国内外生产实践表明，高压辊磨机具有较好的选择性粉碎效果，不仅产品中细

25、粒级含量高，而且颗粒中易产生微裂纹，尤以粗粒级更加明显，高出常规破碎机的5倍;能量损失小，有效利用率高，且可大大改善可磨性;大量矿物实现初步解离，具备较好的分选条件，可实现多碎少磨，预选抛废，能抛早抛;设备适用能力强，在工艺流程中既可进行细碎，又可在三段破碎后进行加段超细碎;既可全开路破碎，也可在开路条件下进行粗粒返回破碎，并可以在自磨流程中破碎高硬度顽石，显著提高自磨机的磨矿效率和处理能力;工艺流程配置简单，设备结构紧凑，外形尺寸小，占地而积小破碎比大，粉碎效率高，处理能力大，承担碎磨工作量越多，系统流程的长度和后续工艺的配置宽度越小;易磨损的辊而耐磨处理技术先进，研制出粉末冶金耐磨辊而校用

26、寿命达到18，000h)和柱钉自生式辊而校用寿命达到14，600h);轴承等转动部件规格大，抗压抗磨能力强，使用寿命长;自动控制、自动保护和预警预报系统的设置，使设备进入铁件等异物时不会造成损坏。因此，高压辊磨机运转平稳，安全，可靠性高，通常作业率达到95%以上，节能降耗显著。高压辊磨机层压破碎为高效压应力粉碎，其效率明显高于以压应力和剪应力为主的球磨机，因此它比球磨机能耗显著降低，其产品中细粒级含量多，且颗粒又带有微裂纹，作为球磨机给料降低了能耗和钢耗，相当于高压辊磨机承担了一部分由原来球磨机承担的磨矿任务，承担的磨矿任务的比例越高，节省能源潜力越大，是今后的发展方向。此外，它在相对密闭的系

27、统内运转，除尘点少，易于降尘，生产环境整洁;设备零部件运输安装条件比自磨、半自磨机要求低等。因此，在碎磨系统中应用可为进一步提升选矿厂碎磨系统的处理能力创造条件，而且能带来显著的节能降耗和降低生产成本的效果，从而使其在金属矿山选矿厂迅速得到推广应用。1.4 本课题的研究任务近年来，高压辊磨机在部分铁矿工业化试用的成功，标志着我国矿产粉碎行业进入了高速发展的阶段，而高压辊磨机则在其中扮演着领军任务的角色。国产化高压辊磨机的系列化已成为一个急需解决的问题，已成为整个行业关注的焦点。本课题主要内容是完成高压辊磨机的总体设计。2 高压辊磨机基础理论2.1 工作原理及粉碎过程2.1.1 工作原理高压辊磨

28、机的工作原理是基于静压粉碎原理对辊碾压方式(见图2.1所示)，由一对相向同步转动的压辊组成，其中一个为定辊，另一个为动辊（可水平方向移动）。物料从压辊上方进料口进入，通过压辊转动带入压辊间，受到强力挤压后形成酥松料饼从机下排出。排出的料饼不仅含有大比例的细粒，而且在颗粒内部产生大量裂纹，从而改善物料后续球磨的可磨性，增加球磨系统的生产能力，并大幅度降低球磨电耗和钢耗。图2.1 辊磨机工作原理图2.1.2 粉碎过程如图2.2所示，物料是在两个辊径相同、线速度相同、相向旋转的辊子之间，由液压系统提供给料层的巨大压力下被粉碎的。第一粉碎区段 第二粉碎区段第三粉碎区段 第四粉碎区段图2.2 高压辊磨机

29、工作原理示意图具体的粉碎过程如下：当符合高压辊磨机粒度要求的物料喂入料斗后形成一个料柱，物料在转动压辊的挤压力作用下进入第一粉碎区段。在该区段内，较小的颗粒顺着物料间的间隙靠重力下落，较大的颗粒在两辊的受挤压力和剪切力作用下，发生点破碎。破碎后的物料在两辊的带动下，加上自身的重力、惯性向下运动，进入第二粉碎区。由于两辊间的容积越来越小，物料在向下运动的过程中受到的挤压力逐渐增大，当压应力超过物料的抗压强度时，便发生破碎或内部损伤。随着物料粒度的减小，颗粒间的位移趋于零，物料密度迅速增大，构成料层。当料层进入高压粉碎区段，即第三区段时，其速度已达到甚至超过辊面的线速度，同时压力持续增大，最小间隙

30、处压力达到最大值。此时料层内部的颗粒已是伤痕累累，只是徒有其表面而不堪一击。同时，物料在高压作用下，颗粒间发生粘聚现象，形成料饼，最后从辊隙间排除，进入第四区段。由于压力的减小，料饼微微膨胀。 由此可见，在第一区段内的少量大颗粒的粉碎属于单颗粒高压粉碎。在第二、三区段的物料的粉碎属于高压料层粉碎。由于高压直接作用于颗粒上，物料与压辊表面几乎没有相对运动，所以能耗、钢耗小。2.2 高压辊磨机的组成高压辊磨机由给料装置、挡料装置、驱动装置、加载装置、支撑装置、动静辊组件等组成。详细结构见三维总装配体。2.3 高压辊磨机主要参数的确定课题给定的参量有：生产能力Q=120150t/h，入料粒度X=05

31、5mm，压辊额定最大推力F=5000kN，液压系统压力P=1020MPa。2.3.1 工艺参数的计算1. 最小辊隙的确定最小辊隙的大小与物料的可压缩程度料饼的紧密度、要求的产量、喂料粒度、压辊直径有关。物料的可压缩性好，料饼较紧密，最小辊隙应选小些。要求的产量高，最小辊隙就应适当放宽。但必须有足够大的压力，否则粉碎率会降低。一般喂料粒度大，最小辊隙应适当加大，否则物料会不易被咬住，反弹倾向增大。这样不但会降低粉碎效率，而且还会使辊面磨损加大。再此引入粉碎系数，（理论上应控制3.54）。最大入料粒度，故 12.5mm14.3mm。根据实际工况要求，在此取 。当料层厚度相同时，物料粉碎的越细，消耗

32、的功率越大。由此可见，对每一台具体的辊压机而言，最小辊隙难以准确的确定。为了使辊压机能在最佳工况下运转，把最小辊隙设计成可调的。根据辊压机的具体工作情况和物料性质的不同，在生产调试时调整到比较合适的尺寸。2. 压辊直径D的确定为了获得最低功率的消耗，采用两个直径相同的压辊。这样，不仅能够降低单位功耗，而且使辊压机的设计工作量大大的减小，制造和维修以及配件的储备都方便和容易得多，成本也会随着降低。辊压机的辊径D主要由喂料中额定最大颗粒 所决定，同时也受最小辊隙 影响。图2.3 压辊受力分析图如图2.3所示，a为两辊中心距，为最大入料粒度，为两辊间的最小辊隙，为物料中心与辊子中心的连线与水平线所成

33、的夹角，=2为啮角，图中各力是左边辊子作用在物料上的力。物料主要受径向力的作用，将沿水平、垂直方向分解为两个力为：水平分力： （2.1）垂直分力： （2.2）由于两个压辊相向向内转动，于是产生一个摩擦力，其方向与物料相对速度方向相反，向右下方作用。将分解为沿水平、垂直方向分解为两个力为：水平分力： （2.3）垂直分力： （2.4）因为摩擦力等于摩擦系数与正压力的乘积，即：，代入到公式（3）、（4）中得： （2.5） （2.6）可以看出，物料颗粒被带入辊间的条件为： （2.7）因为，为物料与辊子表面的摩擦角，代入到公司（7）中整理后得： （2.8） 即： （2.9）通常将。即：，这就是说，最大物

34、料颗粒被压辊咬入的条件是：。 摩擦角由摩擦系数决定，物料与辊面间的摩擦系数与辊面状态和物料性质有关。取=0.3，则=16°42´，啮角。 由图中三角关系得出下列关系： （2.10）整理后，得： （2.11）公式中为理论压辊的外径，即临界直径。考虑到可靠性，实际设计的压辊直径要比大。由最大物料颗粒被压辊咬入的条件知，=16°42´，现取=16°。则：（mm）通常情况下，辊径的选用原则都采用大辊径原则，大辊径有以下的优点：（1）大块物料容易啮入，且反弹情况少。（2）粉碎作用线长度大，受压面积大。（3）惯性大。飞轮惯量J=GD，这表明飞轮惯量与辊子直

35、径的平方成正比。辊子直径大，飞轮惯量就大，运转就比较平稳，受颗粒尺寸的影响也越小，保证料饼比较均匀。（4）轴承受力好。辊子直径大，有较大的空间，可以选用较大的轴承，使用寿命长，改善其受力状态，同时也方便于安装和维修。介于大辊径原则和要求较高的生产能力，故取=1200mm。3. 辊宽B的确定辊宽的确定采用下面公式： （2.12）式中为辊宽系数，即辊子的宽径比。从理论上分析，宽型辊压机有以下优缺点：（1）辊宽大，边界效应小。在压辊两端靠近边缘处存在压力衰减区，有部分物料未经充分粉碎而逸出。辊宽大，两端的压力衰减和漏料量对处理效果的不利影响较小。（2）辊宽大，单位压力增大。辊宽大，相对地意味着辊径小

36、。这样在相同粉碎力作用下，较小的辊径对物料产生的单位压力较高，更有利于物料的粉碎。（3）辊宽大，对料层厚度的均匀性有不良影响。（4）辊宽大，辊面压力分布不易均匀。大颗粒物料容易打滑，导致磨损严重，运转不平稳，噪音也会增大。（5）辊宽大，辊面的弹性变形大。辊压机是一种高压粉碎设备，压辊受力相当大，可达到300吨以上。辊宽大，虽然所受的粉碎力较小，但由于运转时弯曲变形大，将引起压力分布不均，粉碎效果较低，加速辊面磨损，缩短其使用寿命。因为料层愈均匀，料层粉碎的效果就愈显著。综上所述，辊子的几何参数直接关系着机器的性能和运转率，此外对制造的难易和机重的大小都有密切关系，在设计时应结合实际情况，综合考

37、虑、慎重确定。经过一些厂家的实际选用经验，的取值范围在0.1791.2之间为宜，结合实际情况及性能的综合分析，现取=0.458，故B=550mm。4. 辊压力一定的辊压力是辊压机实现料层粉碎的必要条件之一。辊压力太小，不能充分发挥料层粉碎的优势，影响粉碎效率，甚至会破坏料层粉碎的机理，不能形成料层粉碎的条件，这样就与传统的破碎机无异。但是辊压力又不能太大，因为这样会无谓地浪费能量，加剧辊面的磨损，加上轴承的负荷，缩短其寿命，影响辊压机的正常运转。由于国外几家生产厂家在水泥行业的高压辊磨机的辊压力值一般在150180MPa之间，因此可以确定粉碎金属矿石时的辊压力在150180MPa之间。平均单位

38、压力F的确定： F=PBH （2.13）其中辊压力P=200MPa；有效辊宽B=550；H为破碎作用线长度。因为物料的尺寸及料饼厚度相对于辊径来说很小，所以忽略不计，得出破碎作用线长度的公式： H= （2.14）式中：为工作压力角，根据实测和经验得知，工作压力角一般为，即：当=时，H=52.3mm当=时，H=83.5mm故：当=时，F=5753 kN当=时，F=9185kN根据实际设计情况等条件，粗取F=9000kN。2.3.2 动力参数的选择1. 电动机选择应考虑的问题（1）根据机械的负荷性质和生产工艺对电动机的启动、制动、反转、调速等要求，选择电动机的类型。（2）根据负荷转矩、转速变化范围

39、和启动频繁程度的要求，考虑电动机的温升限制、过载能力和启动转矩，选择电动机的容量，并确定冷却通风方式，所选电动机容量应留有余量，负荷率一般取0.80.9.过大的备用容量会使电动机的效率降低，对于感应电动机，其功率因数将变低、并使按电动机最大转矩校验强度的机械造价提高。（3）根据使用场所的环境条件，如温度、湿度、灰尘、雨水、腐蚀、和易燃易爆气体等，考虑必要的保护方式，选择电动机的结构。同时，根据企业的电网电压标准和对功率因数的要求，确定电动机的电压等级和类型。（4）根据生产机械的最高转速和对电力传动调速系统的过渡过程性能的要求，以及机械减速机构的复杂程度，选择电动机的额定转速。此外，选择电动机还

40、必须负荷节能要求，考虑运行可靠性、设备的供货情况、备用备件的通用性、安装检修的难易，以及产品价格、建设费用及考虑生产过程中前后电动机容量变坏等因素。2. 电动机的转速选择电动机额定转速是根据生产机械的要求而选定的。在确定电动机额定转速时，必须考虑减速装置的传动比，两者相互配合，经过技术、经济全面比较才能确定。通常，电动机的转速不低于500r/min，因为当功率一定时，电动机的转速愈低，则其尺寸愈大，价格愈贵，而且效率也较低。如选用高转速电动机，势必加大机械减速装置的传动比，致使机械传动部分复杂起来。介于本设备辊速比较小的实际情况，有减速器来减速，所以电动机按一般常用的型号来选取，在960150

41、0之间。3. 电机功率的确定两辊所需的功率为： N=M （2.15）式中：M连个辊子的转矩，M= kN ； 物料受压区合力作用角，一般取；压辊的角速度，。公式（16）经整理得， （2.16）当=时，N=2×9000×1.1×346kW当=时，N=2×9000×1.1×1037kW为了设计和计算的需要，粗取N值为630kW，由于系统是用两套电动机来带动，为了设计和选择的方便，所以电动机功率取为315kW。4. 电动机的选择Y 系列（IP23）电机特点及用途：该系列为一般用途防护式笼型电动机。符合国标防护等级要求。能防止手指接触及机壳内带

42、电体或转动部分；防止直径大于12mm的小固体异物进入，并防止沿垂直线成60度角或小于60度角的淋水对电机的影响。该系列电动机具有效率高、起动性能好、噪音低、体积小、重量轻等优点。取Y系列（IP44）三相异步电动机：该系列电动机为封闭自扇冷式鼠笼型三相异步电动机，效率高、噪音低、振动小，运行安全可靠。能防止灰尘、铁屑或其他杂物侵入电机内部；具有与Y系列（IP23）相同的用途外，还能适用于灰尘多、水土飞溅的场所，如球磨机、碾米机、磨粉机、脱谷机及其他农业机械、食品机械、矿山机械等。其防护等级为IP44。使用条件及工作方式：1）海拔不超过1000m；2）环境温度不高于+40 ；3）额定高压380V允许偏差5；4）额定频率50Hz；允许频率偏差 1%；5）3k