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筛分式双齿辊破碎机辊齿受力及强度分析
摘要：
随着社会工业化水平的不断提高，对于机械设备的提出了更高的要求，双齿辊破碎机在冶金、建筑、水泥、化工、煤炭等工业生产中得到了广泛的应用。本文以筛分式双齿辊破碎机作为研究对象，分析了辊齿受力和强度，以提升双齿辊破碎机的破碎效率和运转稳定性。
一、引言
双齿辊破碎机作为一种常见的破碎设备，在冶金、建筑、水泥、化工、煤炭等许多领域有着广泛的应用。随着社会工业化水平的不断提高，对于机械设备的提出了更高的要求。因此，研究双齿辊破碎机的性能和强度问题具有实际意义。
本文以筛分式双齿辊破碎机为研究对象，分析了辊齿受力和强度，并提出了相应的建议和改进方法，以提升双齿辊破碎机的破碎效率和运转稳定性。
二、筛分式双齿辊破碎机原理
筛分式双齿辊破碎机是一种用于破碎低中硬度脆性材料的破碎设备。它主要由机架、两个双齿辊和传动系统组成。辊轴上装有辊齿，辊齿的数目通常为9-11个。物料经过进料口进入破碎区域，在双齿辊的压力作用下，被破碎成需要的尺寸。
在破碎过程中，轧制力主要由双齿辊辊齿施加于物料之上。物料受到的轧制力越大，破碎程度也就越高。因此，辊齿的受力和强度问题是十分重要的。
三、辊齿受力分析
在筛分式双齿辊破碎机破碎过程中，辊齿的受力复杂多样。根据不同的力学模型，可以得到不同的辊齿受力分析结果。本文采用受力平衡分析法和有限元方法，分别对辊齿受力进行了分析。
3.1受力平衡分析法
受力平衡分析法是应用极力平衡原理，分析辊齿所受合力的一种力学分析方法。假设在双齿辊破碎机工作的过程中，辊齿所受的力可能来自于以下几个方面：
（1）碎矸对辊齿的作用力；
（2）辊齿与物料之间的摩擦力；
（3）辊齿与辊轴之间的摩擦力。
在分析辊齿受力的过程中，可以首先计算物料对辊齿的作用力。由于物料通常是碎石、矿砂等比较硬的物质，因此其对辊齿造成的冲击力较大。在物料向辊齿进料时，物料的质量、速度和击打角度会对冲击力产生明显的影响。
其次，辊齿与物料之间的摩擦力不可忽视。当辊齿碰到物料时，摩擦力会使其产生切向力和法向力。同时，物料中含有的粉尘、水分等因素也会对辊齿的摩擦系数产生影响。
最后，辊齿与辊轴之间的摩擦力同样是辊齿受力的重要因素之一。辊齿在运转过程中，需要不断与辊轴接触，由此会产生摩擦力。这种摩擦力会对辊齿的使用寿命产生重大影响。
3.2有限元方法
有限元方法是一种计算机模拟手段，可以用来计算机械结构、零件和系统在不同工况下的受力情况。在分析辊齿受力和强度问题的时候，我们可以利用有限元方法对辊齿的应力、位移、振动等因素进行分析。
无论是采用受力平衡分析法还是有限元方法，辊齿受力都需要结合现场实际情况来进行分析。只有在充分了解双齿辊破碎机的工作原理、物料性质和环境条件等影响因素后，才能准确评估辊齿的受力情况。
四、辊齿强度分析
受力平衡分析法和有限元方法可以给出辊齿的应力和位移等信息，然而这些信息往往与辊齿的材料性能和强度相关。因此，在分析辊齿的受力情况之后，我们还需要进一步分析辊齿的强度。
辊齿的强度受到多种因素的影响，包括辊齿的形状、材料、加工工艺等。通常采用杆件渐进破坏准则可以得到辊齿的强度。其中，应力分析是获得辊齿中出现最大应力的最有效方法。
计算机辅助工程软件可以模拟辊齿的载荷、应力分布和变形等问题，进而分析辊齿在不同载荷下的疲劳寿命和安全系数。这些分析结果可以为辊齿材质和制造工艺的选择提供参考。
五、改进建议
根据上述分析，我们可以得到以下对筛分式双齿辊破碎机的改进建议：
1.改进辊齿材料
辊齿材料的选择对于提高双齿辊破碎机的破碎效率和使用寿命具有重要作用。可以选择适合不同应用场景的优质硬质合金钢，同时在加工过程中注意材质成分的均匀性和出现质量问题及时处理。
2.优化辊齿结构
可以对辊齿的形状进行优化，提高辊齿的断裂强度和抗疲劳性能。同时，可以对辊齿的几何形状和数量进行合理设计，从而提高破碎效率。
3.加强辊齿维护
对筛分式双齿辊破碎机的辊齿进行定期维护，检查辊齿的磨损和裂纹情况，及时更换磨损较严重的辊齿。使用过程中避免超负荷运行，同时减少物料对辊齿的撞击力，可有效延长辊齿寿命。
六、总结
筛分式双齿辊破碎机在破碎行业中具有广泛的应用，辊齿受力和强度问题是双齿辊破碎机性能提升的关键。本文通过分析辊齿的受力和强度情况，并结合实际应用情况提出了相应的改进建议，为双齿辊破碎机的进一步优化和发展提供了参考。