1设备传动简介
1. 1单辊破碎机的主要技术参数
烧结矿破碎前的*大尺寸： 1 500 1 000 420 mm，烧结矿破碎后的尺寸：
150 mm，齿辊外径： 1 100 mm，齿辊数量： 18个，齿辊转速： 5. 79 r/ min，排料能力： 140 t/ h，电机型号： JO 2 81- 8， 22 kW，减速机型号： ZL75 i= 28. 14.
1. 2单辊破碎机的传动原理
单辊破碎机传动原理见1.
电机的转矩经柱销联轴器传到减速机，再由半开式齿轮传递到齿辊装置，齿辊装置的齿冠直接撞击烧结矿，达到破碎烧结矿的目的。烧结矿破碎后粒度小于150 mm，满足烧结工艺要求。
2改造设备系统保险装置的原因
（ 1）原保险装置的结构
单辊破碎机工作时负荷变动很大。当整个台车的烧结矿落下时，工作负荷*大，保险装置的保险销受到极大的冲击，有时出现瞬时超载，保险销常常被剪断，烧结机被迫停机，只有更换新的保险销，烧结机才能恢复生产（见2） .
（ 2）当保险装置里的保险销被剪断时，必须停机吊开半开式齿轮罩才能更换，很不方便。
（3）在保险装置里，套子和销轴的配合为24H7h6，其间隙为零。当保险销被剪断时，套受到冲击产生严重的变形，保险销不易装回去，换套要很长时间，影响正常生产。
3磨擦离合器的设计计算
3. 1单辊破碎机改进后的传动原理
单辊破碎机改进后的传动原理如3所示，针对剪切式保险装置存在的问题，由磨擦离合器代替剪切式保险装置，即传动时不要保险销，电机端的柱销联轴器改为磨擦离合器。这种磨擦离合器保护装置，可以通过螺丝随时调整磨擦片的接合力，从而增大磨擦力矩，满足生产时所需的传动要求。当设备系统工作超载时，会自动打滑起保护作用。
3. 2单片磨擦离合器的结构
单片磨擦离合器是在主动磨擦盘转动时，由主、从动盘的接触面间产生的磨擦力矩来传递扭矩的。
如4所示，在主动轴和从动轴上，分别安装磨擦盘，操纵环可以使磨擦盘4沿轴2移动。接合时将盘4以压力Q压在磨擦盘3上，主动轴上的扭矩即由两盘接触面所产生的磨擦力矩传到从动轴上。
3. 3单片磨擦离合器磨擦力矩的计算
3. 3. 1磨擦盘单位面积压力P的计算单片磨擦离合器正常工作时，磨擦盘的接触面是没有相对运动的。当设备过载时才打滑，磨擦盘的接触面可以看成非跑合面。所以，计算时接触面各处的磨擦系数f和单位面积的压力P是相同的，即f为常数， P为常数。
4中，接触面在轴向压力Q的作用下，磨擦盘单位面积的压力为：
p = Q（ R 2 - R 2 1）3. 3. 2单片磨擦力矩T的计算如所示，从磨擦片接触面上取出环形微面积ds= 2 d ，则环形微面积上受到的压力dQ = Pds= 2 P d ，于是，对回转轴线的磨擦力矩应为：
dT = f dQ= Pf ds= 2 Pf 2d所以单片磨擦力能传递的磨擦力矩为：
T = R2 R1 2Pf 2 d = 2 p R2 R1 2 d = 2 3 Pf （ R 3 2 - R 3 1）把p = Q（ R 2 - R 2 1）
3. 4磨擦片半径的计算
在设计中，考虑到磨擦片比较薄，为使磨擦片接合均匀，不发生变形，要限制环的宽度R1/ R2= 0. 4 0. 8 mm， R2- R1= 80 100 mm之内。
设计时，选R1/ R2 = 0. 5， R 2 - R 1 = 100 mm，得： R 1 = 100 mm、R 2 = 200 mm
3. 5计算磨擦力的作用半径
由3. 3. 2可知作用半径：
R = 2 3（ R 3 2 - 3 1）（ R 2 - R 2 1）= 155 mm
3. 6单片磨擦离合器磨擦力矩的计算
由3. 3. 2可知磨擦力矩为T = f QR = 0. 36 8 000 0. 155 = 446 N m f 磨擦系数，石棉树脂做材料，取f = 0. 36；Q 磨擦片接触面的正压力，取Q = 8 000 N；R 作用半径。
3. 7计算电机的传矩。
T 1 = 9 550 P n = 9 550 22 730 = 288 N m P 电机功率， P = 22 kW；n 电机转速， n = 730 r/ min.
由3. 6、3. 7可知单片磨擦盘能传递的扭矩大于电机的转矩，即T T 1，故磨擦片的片数Z = 1.
3. 8磨擦片允许比压力P%的校核
P = Q/ （ R 2 - R 2 1） = 8 000/ （0. 2 2 - 0. 1 2） = 8. 5 10 4 N/ m 2 < P%
从3. 8、3. 9可以看出， 3. 6计算单片摩擦离合器时选取接触面上的接合力Q = 8 000 N，满足要求。
3. 10弹簧的选择
弹簧的作用是使单片摩擦离合器的接触面产生接合力，接合力产生的摩擦力矩传递扭矩。弹簧材料选用60 Si2 M n、弹簧数量为10个，弹簧直径为6 mm，中径为40 mm，查得每个弹簧极限负荷为1 164 N，则10个弹簧能承受的工作负荷为11 640 N，满足接触面正压力Q = 8 000 N的要求。
3. 11弹簧压缩量的范围要求。
3. 11. 1电机允许单片磨擦离合器*大接合力
单片磨擦离合器的作用是：当系统工作过载时打滑，以保护电机。所以，单片磨擦离合器允许的*大接合力产生的磨擦力矩，必须小于电机的额定转矩即TT1，才能达到保护电机的目的。
f = Q max R 9 550 p n即Q max = 288 f R = 288 0. 36 0. 155 = 5 161 N
3. 11. 2计算允许弹簧的*大压缩量max单片磨擦离合器的接合力是弹簧压缩产生的，接合力等于弹簧的弹性力。
在弹簧的工作范围内，弹簧的弹力P和弹簧的压缩量成正比关系，求得弹簧的*大压缩量
max。
max = P max K = 5 161 1 460 = 3. 51 mm P max允许弹簧*大的弹力， P max = Q max = 5 161 N；K 10个弹簧的刚度，查表得K = 1 460 N/ mm.
为了保护电机，要求系统工作过载时能打滑，实际操作中弹簧的压缩量不大于3. 51 mm.
4结语
单辊破碎机是烧结生产的关键设备，单片磨擦离合器在烧结厂的应用尚属首次，它的运行状况直接关系到烧结生产的稳定性、连续性， 3号单辊破碎机改造两年多时间表明，这种过载保护装置具有很多优点。
（ 1）磨擦离合器尺寸小，重量轻，结构简单。
（ 2）磨擦离合器操纵、维修方便，工作可靠，离合平稳。
实践表明，这种磨擦式安全保护装置，对于经常过载的机器，值得推广应用。
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