1、新型雙齒輥式破碎機的工作原理及結構
新型齒輥式破碎機由機架、襯板、破碎齒輥、鄂體、驅動裝置、動鄂緩沖裝置等幾部分組成。當破碎物料通過破碎機的入料口進入破碎腔時，滿足粒度要求的較小物料在2個輥齒之間及與襯板之間的間隙直接漏下實現初步篩分，而大塊的物料首先受到襯板和破碎輥子上破碎齒的剪切和撕拉作用，實現“一級破碎”；預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行滑過，螺旋布置的輥齒迫使物料翻轉并等待下一對齒的繼續作用，而大部分在被輥齒咬住到脫離的時間內，在“體積壓縮原理”的作用下，2對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行擠壓實現“二級破碎”，然后兩齒空間恢復，破碎后的物料被當前1對輥齒強制排出或直接漏下（從輥齒的間隙）；個別粒度仍然偏大的物料會受到大齒輥鄂體的阻擋而落到鄂板上，當鄂板運動到靠近小齒輥時，鄂板上的物料再受到鄂板與小破碎輥子上輥齒的擠壓，實現“三級破碎”，最終產生滿足粒度要求的物體從排料口強行排出。至此，一對輥齒的破碎過程結束。每對齒環上有多少齒，齒輥旋轉一周就經歷幾次這樣的破碎過程，循環往復，不斷實現對物料的破碎。
(1)動力傳動系統
電動機將動力通過限矩型液力耦合器傳到減速器，經減速后分別驅動兩齒輥作連續相向的對滾運動。減速器的輸入軸與液力耦合器通過漸開線花鍵聯接，輸出軸則通過分體式齒式聯軸器與機箱上的齒輥聯接。
(2)機架（機箱）
傳統破碎機機架通常采用鑄鋼或鑄鐵制造，鑄造工藝復雜，且易出現鑄造缺陷，影響機架強度。該機架是采用鋼板焊接的結構件，由上、中、下3部分組成，可將破碎時產生的破碎力限制在機箱內，對基礎的動負荷較小。通過優化設計，使該機箱強度高、重量輕、結構緊湊，制造周期短，便于安裝、拆卸與維修，但焊縫質量要求高。
(3)襯板（梳齒板）
裝配于機箱前壁，粒度較小的物料首先通過襯板與小齒輥之間的間隙漏下實現篩分，同時村板與輥齒的相對運動可以實現對大塊物料的預破碎。襯板上堆焊耐磨材料以提高襯板的使用壽命。
(4)齒輥
破碎機采用2個大小不同、轉速不同的破碎齒輥相互運動實現破碎工作，2個齒輥在箱體內平行安裝。．齒輥是齒輥破碎機上的關鍵易磨損部件之一，要求既耐磨又有韌性，其質量的好壞直接影響破碎機的使用壽命和生產效率。齒輥軸以優質碳鋼為基體，軸上裝配著若干高錳鋼精鑄的破碎齒環。
大小齒輥采用不同的動力系統，而且它們相向對滾轉動，小齒輥轉速稍快于大齒輥。實踐證明這種差動方式更利于實現對物料的剪切和拉伸破碎。
(5)齒環
齒輥軸上的齒環是通過高強度的鍵與軸聯接而成，齒環的齒上鑲嵌齒套，用螺栓固定。在破碎機工作過程中，可根據齒套在破碎過程中的磨損程度直接更換齒套，降低了維修費用，同時避免了傳統破碎齒磨損后因拆開齒輥在齒上堆焊耐磨材料而浪費的維修時間，為企業贏得生產時間，提高效率。
(6)動顎
該結構由四連桿機構組成，連接于大齒輥軸和機架上，大齒滾軸為偏心軸，當轉動時，帶動動顎實現偏心運動，對物料進行擠壓，物料在破碎腔內受到顎體和齒輥上齒的擠壓而實現破碎。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調質處理的顎板，并在齒板的工作表面和齒面上堆焊一層優質耐磨材料，磨損后可重新堆焊。
(7)動顎緩沖裝置
該裝置通過壓縮彈簧對顎體施以足夠的壓緊力來抵抗物料破碎時產生的反作用力。一旦一些不易破碎的物料進入破碎腔，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該破碎段，避免損壞機件和因齒輥或顎體被卡住而引起的悶車，減小電機燒毀的幾率。當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，顎體恢復原位，齒輥與鄂板的間隙恢復正常，繼續正常粒度的破碎工作。
(8)滾輪托架
該破碎機體積適中，機架底部安裝有滾輪，可以沿固定在基礎上的導軌做直線運動。當主機在工作位置時，將滾輪處的滾輪托架與導軌用螺栓聯接，使機架與基礎固定在一起；當主機需要移動時不需要起吊設備，將滾輪托架與導軌聯接的螺栓拆下就可以使主機整體沿導軌移動。
2、新型雙齒輥式破碎機的技術特點
該新型齒輥式破碎機與國內外同類產品相比，不同點主要表現在以下幾個方面：
(1)具有篩分和破碎雙重功能
兩齒輥軸固定安裝，它們的相對運動如同一個旋轉的格篩，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現初步篩分，從而可以避免那部分物料經過輥齒的再破碎，既降低了物料的過破碎率和能耗，又減少了輥齒的破碎時間，延長了使用壽命。同時使齒輥差速相向運轉，具有更好的剪切和拉伸破碎效果。輥齒的運動還使得物料破碎后被強制排出，不易產生擁堵，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、非等速運轉
該特點大大增加對礦料的剪切破碎效果，減少了目前國內外齒輥式破碎機存在的堵塞現象。
(3)采用雙重過載保護
①限矩型液力耦合器一方面吸收破碎時產生的沖擊力使機器運行平穩，另一方面又對整機起到安全保護作用，一旦設備內部卡死或超載，液力耦合器就自動切斷動力的傳遞，使電機空轉，從而對電機和大、小齒輥起到保護作用；
②該機配備動顎緩沖裝置，當齒輥因破碎力超載時會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，對齒輥和顎體同時起到保護作用。
(4)裝配靈活，維修方便
齒輥軸上裝配著破碎齒環，齒環上鑲嵌齒套，用螺栓固定。當破碎過程中齒套的磨損達到一定程度時可以進行個別更換，速度快，從而減少停機時間，降低生產成本。
(5)結構合理，壽命長
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，又使齒輥同時受力的輥齒數量減少，有利于破碎大塊物料。同時利用齒輥與襯板和顎體的雙重作用實現對物料的破碎，減少輪齒工作量，提高破碎效率，延長整機使用時間。
3、新型雙齒輥式破碎機三維建模與運動仿真的實現
Pro/E是美國PTC公司推出的一款從設計直到生產的機械自動化軟件，包含從二維幾何繪圖到三維實體造型以及機械運動仿真和結構有限元分析等一系列的功能模塊，給工程技術人員提供了十分便捷的設計手段。為了進一步對該新型雙齒輥破碎機的機械結構進行分析和優化，在此利用Pro/E軟件建立其三維虛擬樣機模型，并利用它的Mechanism（機構動力學分析）模塊對破碎機進行運動分析，減少了傳統設計中必須制造實物進行實驗的弊端，降低了設計成本，減少了設計周期。
3.1三維模型的建立與裝配
三維建模是機構運動仿真的基礎。建模的方法很多，如拉伸、旋轉、倒角、抽殼和倒圓等，甚至同一個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長期經驗積累的過程。就Pro/E來說，一般旋轉和掃描比拉伸生成的模型高效，而排列和鏡像比逐個生成零件快捷。對于復雜的零件，選擇適當的生成方法就更為重要。因為不適當的生成方法不但效率低，而且有些情況根本就不能生成實體模型。因此在創建三維模型之前，必須首先弄清模型的結構，然后才能確定模型的建模方法和步驟。在創建模型的過程中，要靈活運用模型的編輯和修改工具，不斷完善設計內容。
在破碎機各個零件的模型建立后就可以裝配成一臺完整的破碎機了。根據各零件間的相對運動情況設定各種連接來限制構件的自由度，Pro/Mecha-nism裝配模塊提供的連接方式主要有剛性、銷釘、滑動桿、柱面、平面、球、焊接、軸承等。裝配時首先要確定運動的各構件及其相互間的運動關系和運動副。該齒輥破碎機裝配時使用機架作為基部件，然后通過選擇合適的運動副將子部件和其他零件裝配在基部件上構成完整的齒輥破碎機模型。具體如下：
(1)將齒環與齒套通過“剛性”連接在一起構成齒環部件，將上、下顎體和顎板“剛性”連接成顎體’部件；
(2)將各電機和減速器軸通過“銷釘”連接到各電機和減速器殼體上，保證電機軸和減速器軸能夠相對各自的殼體轉動；
(3)將多個齒環按照一定的螺旋方向“剛性”固定到大、小破碎軸上構成相應的破碎軸部件，對于大破碎軸還要與顎體部件通過“銷釘”聯接在一起；
(4)將機架“固定”放置，在底部通過“銷釘”聯接4個滑動輪以能夠相對“地”移動；
(5)將大、小齒輥軸通過“銷釘”聯接到機架上，保證齒輥軸能夠相對機架做旋轉運動；
(6)依次將聯軸器、減速器、液力耦合器和電機通過各軸“剛性”連接到大、小齒輥軸上，以保證電機軸的轉動能夠帶動最后的大、小齒輥軸的轉動；
三維建模建立以后，還應該分別為每個零件指定適當的顏色和材質，否則所有的模型不易區分而缺乏真實感。在圖形中，為了能夠看清破碎腔內的部件，設定機架為半透明狀態，最終形成的雙齒輥破碎機的三維裝配模型。
3.2三維模型的運動仿真
在齒輥破碎機零、部件裝配完成后，就可以利用Pro/E對它進行干涉檢驗，包括靜態檢驗和動態檢驗。靜態檢驗是指在已裝配的結構基礎上，檢查裝配體各個零件之間的相對位置是否存在干涉；而動態檢查是檢驗裝配體或其零件在仿真過程中是否存在運動干涉。
選擇“應用程序”菜單下的“機構”命令進入Mechanism機構仿真環境。首先利用(Servo)命令按鈕打開“伺服電動機定義”對話框，分別選擇2個電機輸出軸上的“銷釘”，為每個電動機添加一個動力源，并設置好相關的“速度”和“位置”參數。然后利用●(Analyses)按鈕打開“分析”定義對話框，設置該破碎機運動分析的時間等參數，這個時候就可以對破碎機進行運動仿真了，就像是有一臺真正的破碎機在運動一樣。最后可以利用◆(Playback)命令按鈕打開“回放”對話框，選擇干涉的“模式”運行并觀察得到的結果。
這樣對整個破碎機裝配結構進行干涉檢驗，可以觀察和分析出現的干涉問題，從而可以對結構的改進設計提供依據，將整機設計中可能存在的問題消除在萌芽狀態，減少試制樣機的費用和改進的時間，并大大縮短機械產品的設計周期和制造成本。
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