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在2.7～8.7r/min，是国内其它细碎机工作线速度的1/120～1/100，采用超慢线速度，对机器的耐用、振动、功耗、环保，特别是对选用耐磨材料创造了有利条件。

1.3.2 耐磨件材质的确定

从耐磨材料磨损机理分析，当耐磨件的硬度低于熟料的硬度时，磨损速度就很快，反之就耐磨得多。如果锤头的材质韧性不足，则会在熟料的高速冲击下，产生凿削剥落或疲劳剥落，磨损速度也会加快。更重要的是韧性不足，容易断裂。由于硬度愈高，其韧性相对就愈低，所以高硬度的耐磨件很难用于高线速度及冲击力大的破碎机。

立窑熟料硬度一般是HRC50～52，回转窑熟料硬度是HRC52～54，为此破碎熟料的耐磨件硬度必须达到HRC58以上，才能达到良好的耐磨性。采用超慢速剪切细碎原理的细碎机，工作中冲击力小得多，工作摩擦热少得多，可选用高硬度的耐磨材料。

1.3.3 篦板的确定

设计有篦板的破碎机都有堵料、积料现象，对锤头磨损影响很大，必须定期清除，增加检修工作量。

Φ1200熟料圆锥式破碎机设计的篦板是由若干块扇形板组合成1个圆锥筛体，大头固定在旋转筒外壁上。物料由进料筒垂直落向回转体，均匀地撒向旋转的分级罩上，通不过篦缝的大颗粒物料有锥形分级罩均匀地撒入动态的V形圆环破碎腔内煎切细碎，克服了堵料、积料所带来的挤压、摩擦耗功大的弊端。

1.3.4 熟料、矿渣影响因素

熟料的性质也影响耐磨件的使用寿命。窑外分解窑的熟料比干法中空窑的熟料易碎，立窑的熟料差异较大，有时比回转窑还难破碎。熟料的温度对耐磨件的磨损有一定影响，如果材质在400℃左右可保持硬度韧性不变，是能适应熟料破碎的。但高线速度的破碎机与高温熟料的高速冲击摩擦，估测局部温度达到800℃以上。而熟料圆锥式破碎机产生的工作摩擦热就少得多，对一般低于300℃的水泥熟料细碎都能长期适应。矿渣均为小颗粒，按理说不需要破碎即可通过篦缝漏出。有几家厂使用却发现，掺40%矿渣的混合料反而比掺15%的对锤头磨损更大。经分析是小颗粒矿渣越多在破碎腔溜出篦缝的速度越慢，远远低于锤头的工作线速度，受到无数次重复锤击，加快了耐磨件的磨损

1.4 圆锥式破碎机的使用和效果

1.4.1 设备型号规格

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2000年1月我厂购买了1台Φ1200熟料圆锥式破碎机，其规格性能见表1。

表1 Φ1200熟料圆锥式细碎机的规格与性能

磨损后最最大平均进料出料尺寸粒度台时产量电大出磨物易损易损件线速转筒转速动机料 件使消耗系统总电耗1副剪板1副剪板/(m/s) /(r/min) 功率碎料/价格/比用寿/(元/(t/h) /(kWh/t) 粒度/mm /mm /kW 万t 万元 例命/d /t) /mm /％ 140 5 22～32 0.37 5.90 15 12～15 20 210 0.077 25.7 11.0 0.70 1.4.2 入磨粒度

和圆锥式熟料细碎机相比锤式破碎机在需要更换锤头及篦板的前期，约有15％的破碎物料粒度超过25mm，更换锤头后物料粒度又小了，粉状料很多。由于国内的粉碎设备大都是采用高线速度运转，粉碎水泥熟料极不耐用，更换和调整粒度装置的次数频繁，一般2～8d必须调整或更换(慢速除外)，致使入磨物料粒度形成周期性的不稳定。该机于2000年2月底正式投入运行，细碎效果满意。立窑熟料出窑后通过新增设1台7m高的提升机送入熟料细碎机，细碎后再由原链板运输机送至熟料圆库。拆掉了原安装的锤式破碎机，混合材因粒度很小，不需要细碎，直接配入熟料圆库，入磨物料粒度分布对比见表2。

表2 3种设备细碎熟料的入磨粒度分布对比 ％

50～70 30～50 20～30 15～20 10～15 5～2～粒径/mm 10 5 <2 250×1000细颚破 30.10.15.0 10.0 5.0 5.0 15.0 10.0 0 0 10.1 5.5 9.4 5.0 39.30.8 2 600×800锤式破 φ1200熟料圆锥式破碎机 1

39.25. 19.6 15.3 2 9 需完整说明书和图纸找扣扣 二五一一三三四零八

1.4.3 钢球级配的优化调整

根据使用效果，该超慢速细碎机功耗低，电流只有16A，无扬尘，运转平稳，且耐用，入磨粒度小，其主要特点是粒度分布窄而稳定，为磨机球段级配创造了良好条件。在刚使用3个月中，我们对磨机球段级配调整过3次，取得了一种满意的级配方案，其主要参数依据如下：①钢球级配分为4级，每级直径差为10mm。②每级球径D是根据入磨物料每类最大粒径d来确定，计算公式为D=28

。③每级钢球配比重量

是根据入磨物料粒度分布特性和研磨体在磨内作功的规律性及钢球的耐磨性来确定的。级配方案见表3。

表3 3种设备破碎熟料磨机研磨体级配方案对比t

钢球/mm 钢段/mm 总重量 规格、名称 Φ10Φ9Φ8Φ7Φ6Φ5Φ4Φ35×4Φ30×3Φ25×3Φ20×20 250×1000细颚式破碎机 600×800锤式破碎机 Φ1200熟料圆锥式细碎机 2.2 4.2 3.7 2.2 3.7 7.7 7.0 4.0 1.0 3.1 3.2 2.7 2.0 4.2 7.7 6.5 3.8 1.0 1.7 3.7 3.1 2.5 7.0 7.0 8.0 0 0 0 0 0 0 2 7 2 7 34.0 34.2 34.7

注：2001年5月的数据系实施ISO标准后的数据。

1.4.4 使用效果

采用JSP1200超慢速剪式水泥熟料细碎机后，我厂重点对磨机的球段进行了优化调整试验，改造前后有关统计数据对比见表4。

表4 使用3种设备破碎熟料的水泥磨机产量、消耗及水泥强度对比

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3d强度28d强度水泥磨机台时间 规格、名称 产量/时产量配件费运转率(0.08mm筛/(kWh/t) 抗抗抗抗万t /(t/h) /(元/t) /％ 余)/％ 折 压 折 压 4.24.6.50.3 5 7 1 系统电耗细碎机机械控制细度/MPa /MPa 1996250×10009.2 11.64 42.09 0.106 97.0 6±1.0 －01～细颚式破碎12 1998－01～12 2000－03～2001－03 2001机 600×800锤式破碎机 12.2 15.82 32.11 0.651 82.0 5±1.0 4.25.6.51.6 2 9 2 Φ1200熟料圆锥式细碎14.2 19.27 机 JSP1200超24.28 0.078 99.9 5±1.0 4.26.6.51.5 5 8 7 －05 慢速细碎机 1.02 16.22 28.85 100.0 2±1.0 4.21.6.46.3 7 6 9 改造后球磨机台时产量提高了22％。破碎机配件费用1年节约了6.82万元，1年来节约电费50万元。特别是新标准实施后，我厂提高水泥成品细度通过5月份检验分析完全达到新标准要求，增强了市场竞争能力。

2 圆锥式破碎机零部件的设计和计算

2.1 齿轮的设计和计算

齿轮传动是机械传动中最重要、应用最广泛的一种传动。其主要优缺点是：传动效率高，工作可靠，寿命长，传动比准确，结构紧凑。其主要缺点是：制造精度要求高，制造费用大，精度等级低时振动和噪声大，不宜用于轴间距离较大的传动。

2.1.1 齿轮传动方式的选用

大小齿轮传动为平行轴斜齿轮传动。平行轴斜齿轮与直齿轮比较，其主要优点为： 1)重合度大、齿面接触情况好，因此传动平稳，承载能力高。 2)斜齿轮的最少齿数比直齿轮的少，故机构更紧凑。 3)斜齿轮的制造成本与直齿轮相同。

由于上述优点，斜齿轮被广泛地用于高速、重载的传动中。

平行轴斜齿轮的主要缺点为：因存在螺旋角β，故传动时会产生轴向力

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2.1.2 齿轮传动设计准则

齿轮的失效形式有多种多样。为保证齿轮在整个工作寿命期内不致失效，应对各种失效形式分别建立相应的设计准则和计算方法。但是，对齿面磨损和胶合等，目前尚无成熟的计算方法和完整的设计数据。所以，设计一般的齿轮传动，通常只按齿根弯曲疲劳强度和接触疲劳强度进行设计计算。

(1)对开式传动的齿轮，主要失效形式是齿面磨损和因磨损而导致的齿轮折断，故只需按齿根弯曲疲劳强度设计计算，

(2)对闭式传动，由于失效形式因齿面硬度不同而异，故通常分两种情况： 1)软齿面齿轮传动（配对齿轮之一的硬度?350HBS），主要是疲劳点蚀失效，故设计准则为：按接触面接触疲劳强度设计，再按齿根弯曲疲劳强度校核。

2)硬面齿轮传动（配对齿轮的硬度均>350HBS），主要是齿轮折断失效，故设计准则为：按齿根弯曲疲劳强度设计，再按齿面接触疲劳强度校核。

2.1.3 大、小齿轮参数的确定

螺旋角??20?

端面模数mt?mn/cos??12/cos20??12.77

端面压力角?t tg?t?tg?n/cos??0.364/0.9397?0.387

则?t?21.156?

端面齿顶高系数 hat?hancos??1?0.9397?0.9397

**此处省略 NN

NNNNN NNN NN 字

计算轴承的寿命

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t?0.95,查手册得32228轴承的cor?1058KN