破碎機結(jié)構(gòu)設(shè)計畢業(yè)論文.pdf

工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 題題目目： 破破碎碎機機的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)及及工工作作原原理理研研究究 班班級：級： 姓姓名：名： 專專業(yè)：業(yè)： 指導(dǎo)教師：指導(dǎo)教師： 答辯日期：答辯日期： 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 摘摘要要 破碎機是冶金、化工、礦山、電力、陶瓷、水泥、建筑和筑路等工業(yè)部門廣泛應(yīng)用 的主要設(shè)備，每年有大量的原料和再利用的廢料都需要進行粉碎處理。現(xiàn)就題目要求設(shè) 計有關(guān)石灰石的反擊式破碎機。綜合考慮，本次設(shè)計選擇單轉(zhuǎn)子反擊式破碎機，可針對 不同的破碎粒度進行反擊破碎。 本次設(shè)計的原型為 PF0807 型反擊式破碎機。在設(shè)計過程中，根據(jù)最大給料粒度設(shè) 定轉(zhuǎn)子直徑和轉(zhuǎn)子長度，由此初步設(shè)計轉(zhuǎn)子軸，并根據(jù)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速和直徑等參數(shù)校驗轉(zhuǎn)子 是否滿足彎扭強度要求。其次對破碎腔進行設(shè)計，主要設(shè)計一、二級反擊板。設(shè)計時既 要考慮讓反擊面盡可能的接近轉(zhuǎn)子外圓的漸開線方程，又要符合反擊板實際的制造情 況。當(dāng)反擊板的位置確定后，破碎腔里其它零部件的設(shè)計參數(shù)和尺寸就基本確定了。再 根據(jù)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速和破碎腔的結(jié)構(gòu)計算破碎機的生產(chǎn)率并選擇合適的電機， 最終完成破碎 機的結(jié)構(gòu)設(shè)計。 關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞：破碎破碎腔轉(zhuǎn)子反擊板 Abstract Impact crushers are applied to such each department as the cement plant , power plant ,etc. in a large amount, so its design has an extensive prospect and experience that can be used for reference. Its design essence is, formerly after total conceptual design, a design which points each main spare part , question of installing and making a reservation etc., and carry on the intensity to check and test to the specific part, and in relevant thematic parts, analysis of comparing question that the life-span of very beginning of the hammer lengthens in detail . In the design of each spare part , should include the choice , sureness , demand processed , structure craft satisfication of the size of the material , and the demand for cooperating with other parts, etc When the intensity is checked , should use relevant formulae , carry on the analysis of the dangerous position, need to check form , mapping , calculation ,etc Then to to install , work course , work situation after predict that carries on more overall inspection whole, give consideration to the question in such respects as maintaining and safety ,etc. at the same time . Finally , choose to analyse in machining accuracy , public errand to two groundwork parts, economy and dependability that the breaker soed as to ensure is designed finally. Key Words：BrokenCrushing cavityThe rotorCounterattack plate 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 目目錄錄 1 1 引引 言言1 1.11.1 反擊式破碎機和破碎機的分類反擊式破碎機和破碎機的分類1 1.1.1 擊式破碎機的類型：.1 1.1.2 破碎機的分類：.1 1.21.2 反擊式破碎機的優(yōu)缺點反擊式破碎機的優(yōu)缺點 1 1.2.1 反擊式破碎機的優(yōu)點：.1 1.2.2 反擊式破碎機的缺點：.2 1.31.3 反擊式破碎機的規(guī)格和型號反擊式破碎機的規(guī)格和型號2 2 2 反擊式破碎機的工作原理及破碎實質(zhì)反擊式破碎機的工作原理及破碎實質(zhì).3 2.12.1 反擊式破碎機的工作原理反擊式破碎機的工作原理3 2.22.2 反擊式破碎機的破碎實質(zhì)反擊式破碎機的破碎實質(zhì)3 2.2.1 破碎的目的和意義.3 2.2.2 礦石的力學(xué)性能與反擊式破碎機的選擇.3 2.2.3 破碎過程的實質(zhì).4 3 3 反擊式破碎機的設(shè)計反擊式破碎機的設(shè)計5 3.13.1 反擊式破碎機的總體方案設(shè)計反擊式破碎機的總體方案設(shè)計5 3.23.2 破碎機的工作參數(shù)設(shè)計計算破碎機的工作參數(shù)設(shè)計計算6 3.2.1 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的計算.6 3.2.2 生產(chǎn)率的計算.6 3.33.3 破碎機的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計計算破碎機的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計計算7 3.3.1 轉(zhuǎn)子的直徑與長度：.7 3.3.2 轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)與質(zhì)量：.7 3.3.3 板錘結(jié)構(gòu)形式與數(shù)目.8 3.3.4 轉(zhuǎn)子軸與軸承計算：.9 3.43.4 反擊式破碎機破碎腔設(shè)計反擊式破碎機破碎腔設(shè)計 11 3.4.1 破碎腔結(jié)構(gòu)參數(shù).11 3.4.2 反擊板設(shè)計.14 3.4.3 反擊板懸掛裝置.15 結(jié)結(jié)語語18 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)錯誤！未定義書簽。錯誤！未定義書簽。 致致謝謝19 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 1 1 1 引引言言 1.11.1 反擊式破碎機和破碎機的分類反擊式破碎機和破碎機的分類 1.1.1 擊式破碎機的類型： 反擊式破碎機按其結(jié)構(gòu)特征可分為單轉(zhuǎn)子反擊式破碎機（反擊破）和雙轉(zhuǎn)子反擊式破 碎機（反擊破） 。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向，單轉(zhuǎn)子反擊式破碎機分可逆式轉(zhuǎn)動和不可逆式轉(zhuǎn)動兩大類 型。雙轉(zhuǎn)子反擊式破碎機可分為同向轉(zhuǎn)動式、反向轉(zhuǎn)動式和相向轉(zhuǎn)動式三種類型。按內(nèi) 部結(jié)構(gòu)，單轉(zhuǎn)子反擊式破碎機又分為帶勻整箅板和不帶勻整箅板兩種形式。雙轉(zhuǎn)子反擊 式破碎機可分為轉(zhuǎn)子位于同水平和轉(zhuǎn)子不在同水平兩種形式。 1.1.2 破碎機的分類： 、按破碎作業(yè)的粒度要求分為：粗碎破碎機、中碎破碎機、細(xì)碎破碎機。 、按結(jié)構(gòu)和工作原理分為：顎式破碎機、旋回破碎機、圓錐破碎機、錕式破碎機、 錘式破碎機、反擊式破碎機。 1.21.2 反擊式破碎機的優(yōu)缺點反擊式破碎機的優(yōu)缺點 1.2.1 反擊式破碎機的優(yōu)點： 反擊式破碎機反擊破的多級反擊腔，有足夠的破碎空間，適于大塊物料的破碎。反 擊式破碎機的反擊板角度可以調(diào)整， 以保證物料在反擊板和轉(zhuǎn)子之間反復(fù)沖擊時呈合適 的角度，可以有效提高破碎效率。逐級反擊破碎過程可以有效降低破碎過程中的能量消 耗。 反擊式破碎機的反擊板調(diào)整系統(tǒng)同時兼作整機的過載保護裝置， 當(dāng)異物(如鐵塊等) 或不可破碎物塊進入破碎機后，反擊板可以自動回退彈起，讓異物通過破碎機，防止異 物(如鐵塊等)或不可破碎物塊對設(shè)備產(chǎn)生損害。 反擊破的板錘牢固固定于轉(zhuǎn)子上，因此破碎機啟動力矩小，轉(zhuǎn)子部分動平衡性能易 于控制，運行過程動擾力小。啟動平穩(wěn)。 反擊式破碎機機架部分為三分體結(jié)構(gòu)，只須打開破碎機后部機殼，即可進行更換板 錘、反擊板、襯板等檢修維護作業(yè)。反擊破零部件的互換性強，易損件品種少，便于備 件的采購和管理。 液壓開啟裝置用于機殼的啟閉， 可以有效地降低維護勞動強度， 提高維護工作效率， 縮短維護工作時間。 反擊式破碎機的監(jiān)測系統(tǒng)可以對破碎機的運行狀況進行隨時監(jiān)測， 監(jiān)測信號可以與 主控制系統(tǒng)聯(lián)鎖，保證機器的安全、可靠運行。 反擊破的驅(qū)動系統(tǒng)采用電動機 機械聯(lián)軸器 V 型皮帶 破碎機的方式， 能有效改善電 機啟動性能，使電機能平穩(wěn)啟動運行。皮帶傳動方式可起到雙重的過載保護的功能，驅(qū) 動系統(tǒng)所要求的電機功率低，大大降低運行成本。此驅(qū)動方案是經(jīng)濟實用、性能優(yōu)良、 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 2 安全可靠的驅(qū)動方案。 1.2.2 反擊式破碎機的缺點： 不能做為一破，如果要破碎玄武巖、花崗巖、河卵石等硬石頭，成本會很高，只是 配件一月就要花費十幾萬。 1.31.3 反擊式破碎機的規(guī)格和型號反擊式破碎機的規(guī)格和型號 反擊破的規(guī)格： 反擊式破碎機的規(guī)格用轉(zhuǎn)子的直徑 D 和長度 L 來表示， 如1000mm1050mm 的反擊 式破碎機，表示轉(zhuǎn)子的直徑 D=1000mm，轉(zhuǎn)子的長度 L=1050mm。 反擊破的型號： PFY 硬巖反擊式破碎機，PFY 細(xì)碎型反擊式破碎機，PFQ 渦旋強力反擊式破碎機，可 逆式反擊式破碎機，Hardopact 反擊式破碎機，PEG 型反擊式破碎機，Sandvik 反擊式破 碎機和雙轉(zhuǎn)子反擊式破碎機。 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 3 2 2 反擊式破碎機的工作原理及破碎實質(zhì)反擊式破碎機的工作原理及破碎實質(zhì) 2.12.1 反擊式破碎機的工作原理反擊式破碎機的工作原理 反擊式破碎機利用高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子上的板錘， 對送入破碎腔內(nèi)的物料產(chǎn)生高速 沖擊而破碎，且使已破碎的物料沿切線方向以高速拋向破碎腔另一端的反擊板，再 次被破碎，然后又從反擊板反彈到板錘，繼續(xù)重復(fù)上述過程。在往返途中，物料間 還有互相碰擊作用。由于物料受到板錘的打擊、與反擊板的沖擊以及物料相互之間 的碰撞，物料不斷產(chǎn)生裂縫，松散而致粉碎。當(dāng)物料粒度小于反擊板與板錘之間的 縫隙時，就被卸出。 反擊式破碎機是一種利用沖擊能來破碎物料的破碎機械。 該破碎設(shè)備能處理粒 度不大于 500 毫米，抗壓強度不超過 360 兆帕的各種物料。具有破碎比大、破碎效 率高、維修方便等特點。產(chǎn)品呈立方體，是高級公路面及水電建設(shè)用骨料的理想加 工設(shè)備。反擊式破碎機以其優(yōu)異的性能和良好的表現(xiàn)而在高速公路建設(shè)、水利工程 和建筑用碎石加工等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。 2.22.2 反擊式破碎機的破碎實質(zhì)反擊式破碎機的破碎實質(zhì) 2.2.1 破碎的目的和意義 、目的：在冶金、礦山、化工、水泥等工業(yè)部門，每年都有大量的原料和再利用 的廢料都需要用破碎機進行加工處理，如在選礦廠，為使礦石中的有用礦物達(dá)到單體分 離，就需要用破碎機將原礦破碎到磨礦工藝所要求的粒度。磨機再將破碎機提供的原料 磨至有用礦物單體分離的粒度。再如在水泥廠，須將原料破碎，以便燒成熟料，然后在 將熟料用磨機磨成水泥。另外，在建筑和筑路業(yè)，需要用破碎機械將原料破碎到下一步 作業(yè)要求的粒度。在煉焦廠、燒結(jié)廠、陶瓷廠、玻璃工業(yè)、粉末冶金等部門，須用破碎 機械將原料破碎到下一步作業(yè)要求的粒度。 、意義：在化工、電力部門，破碎粉磨機械將原料破碎，粉磨，增加了物料的表 面積，為縮短物料的化學(xué)反應(yīng)的時間創(chuàng)造有利條件。隨著工業(yè)的迅速發(fā)展和資源的迅速 減小，各部門生產(chǎn)中廢料的再利用是很重要的，這些廢料的再加工處理需用破碎機械進 行破碎。因此，破碎機械在許多部門起著重要作用。 2.2.2 礦石的力學(xué)性能與反擊式破碎機的選擇 礦石都由許多礦物組成，各礦物的物理機械性能相差很大，故當(dāng)破碎機的施力方式 與礦石性質(zhì)相適應(yīng)時，才會有好的破碎效果。對硬礦石，采用折斷配合沖擊來破碎比較 合適，若用研磨粉碎，機件將遭受嚴(yán)重磨損。對于脆性礦石，采用劈裂和彎折破碎較有 利，若用研磨粉碎，則產(chǎn)品中細(xì)粉會增多。對于韌性及粘性很大的礦石。采用磨碎較好。 常見的軟礦石有：煤、方鉛礦、無煙煤等，它的抗壓強度是 24Mpa,最大也不超過 40Mpa。普式硬度系數(shù)一般為 24，再如一些中硬礦石：花崗巖、純褐鐵礦、大理石等， 抗壓強度是 120150Mpa，普式硬度系數(shù)一般為 1215，還有硬礦石、極硬礦石，普式 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 4 硬度系數(shù)一般為 1520。 可根據(jù)礦物的物理機械性能、礦塊的形狀和所要求的產(chǎn)品粒度來選擇破碎施力方 式，以及與該破碎施力方式相應(yīng)的破碎機械。 2.2.3 破碎過程的實質(zhì) 破碎過程，必須是外力對被破碎物料做功，克服它內(nèi)部質(zhì)點間的內(nèi)聚力，才能發(fā)生 破碎。當(dāng)外力對其做功，使它破碎時，物料的潛能也因功的轉(zhuǎn)化而增加。因此，功率消 耗理論實質(zhì)上就是闡明破碎過程的輸入功與破碎前后物料的潛能變化之間的關(guān)系。 為了 尋找這種能耗規(guī)律和減小能耗的途徑。 許多學(xué)者從不同的角度提供了若干個不同形式的 破碎功耗學(xué)說。目前公認(rèn)的有：面積學(xué)說，體積學(xué)說，裂縫學(xué)說。我們只做簡單的介紹： 1面積學(xué)說： 1867 年，Rittinger 提出的，破碎消耗的有用功與新生成的物料的表面積成正比。 2體積學(xué)說： 1874 年， 俄國基爾皮切夫與 18885 年的基克先后獨立提出， 外力作用于物體發(fā)生變 形，外力所做的功儲存在物體內(nèi)，成為物體的變形能。但一些脆性物料，在彈性范圍內(nèi)， 它的應(yīng)力與應(yīng)變并不嚴(yán)格遵從虎克定律。變形能儲至極限就會破裂?？梢赃@樣敘述：幾 何形狀相似的同種物料， 破碎成同樣形狀的產(chǎn)物， 所需的功與她們的體積或質(zhì)量成正比。 3裂縫學(xué)說： 1952 年，Bond 和中國留美學(xué)者王仁東提出的。外力使礦塊發(fā)生變形，并貯存了部 分變形能，一旦局部變形超過了臨界點，則產(chǎn)生垂直與表面的斷裂口。斷裂口形成后貯 存在料塊的內(nèi)部的變形能就釋放，裂口擴展成新的表面。輸入功一部分轉(zhuǎn)化為新的生成 面的表面能， 另一部分因分子摩擦轉(zhuǎn)化為熱能釋放。 所以， 破碎功包括變形能和表面能。 變形能和體積成正比，表面能和面積成正比。 三個學(xué)說各有一定的適用范圍，Hukki 實驗研究表明：粗碎時，體積學(xué)說比較準(zhǔn)確， 裂縫學(xué)說與實際相差很大。細(xì)碎時， 面積學(xué)說比較準(zhǔn)確，裂縫學(xué)說計算的數(shù)據(jù)較小。 粗碎、細(xì)碎之間的較寬的范圍，裂縫學(xué)說較符合實際。只要正確的運用它們，就可以為 分析研究破碎過程提供理論根據(jù)和方法。 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 5 3 3 反擊式破碎機的設(shè)計反擊式破碎機的設(shè)計 3.13.1 反擊式破碎機的總體方案設(shè)計反擊式破碎機的總體方案設(shè)計 本次設(shè)計的是單轉(zhuǎn)子、多排錘、不可逆式反擊式破碎機，規(guī)格為700850。由機 體、轉(zhuǎn)子、反擊板、板錘、支架、襯板等組成。 1.機殼由上箱體、下箱體、后上蓋、左側(cè)壁和右側(cè)壁組成，各部分用螺栓連結(jié)成一 體，上部開有進料口,內(nèi)部鑲有高錳鋼襯板，磨損后可以更換，機殼和軸之間漏灰現(xiàn)象 十分嚴(yán)重，為了防止漏灰，設(shè)有軸封。機殼下部直接安放在混凝土基礎(chǔ)上，并用地腳螺 栓固定。 2.轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子架、主軸、轉(zhuǎn)盤、板錘、板錘緊固裝置等組成。采用厚鋼板、厚壁管、 鑄件焊接而成，加工后定位焊接（便于平衡） ，在與物料接觸處焊上碳化鎢等硬質(zhì)合金 耐磨材料。轉(zhuǎn)子質(zhì)量應(yīng)盡量集中在外緣，增加轉(zhuǎn)動慣量。主軸與轉(zhuǎn)子平鍵連接，其結(jié)構(gòu) 簡單，拆裝方便，對中性好，適合高速、承受變載、沖擊的場合。 3.主軸是支承轉(zhuǎn)子的主要零件，沖擊力由它來承受。因此，要求其材質(zhì)具有較高的 韌性和強度。通常斷面為圓形，且有平鍵和其他零件連接。 4.反擊板有兩塊，三段折線型反擊板。一個可以調(diào)整，一個是固定的。調(diào)整的一個 靠的是安裝在箱體上的螺桿裝置。 5.板錘是破碎機的易損件，因此他的耐磨性能也就是說它的使用壽命是非常關(guān)鍵。 故采用高鉻鑄鐵 KmTBCr26 制造板錘，其壽命比高錳鋼材料要好很多， 。由于采用高鉻鑄 鐵材料，反擊式破碎機可以破碎 350MPa 的各種材料。 反擊式破碎機的板錘形狀多種多樣，選擇板錘形狀的原則是，易于制造和緊固，增 加使用壽命。本次設(shè)計選擇長條形板錘，板錘借助螺栓緊固與板錘座上。板錘座上帶榫 塊，可以利用榫塊承受工作時板錘的沖擊力，避免螺栓受剪，提高螺栓連接的可靠性。 6.給定的原始數(shù)據(jù)是： (1) 設(shè)計的破碎機采用 Y250 M-6 型電機，功率為 45kW。 (2) 破碎能力為 20 到 30 噸。 (3) 破碎機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速在 800 和 1100r/min之間 (4) 破碎機的最大物料給料粒度為：500mm (5) 破碎機的最大排料粒度不能超過：10mm (6) 破碎機的物料容許濕度小于 9%。 (7) 破碎機的破碎程度為：中、細(xì)。 (8) 破碎機的應(yīng)用場所是：水泥廠。 (9) 破碎機的破碎對象是：石灰石。 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 6 3.23.2 破碎機的工作參數(shù)設(shè)計計算破碎機的工作參數(shù)設(shè)計計算 3.2.1 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的計算 反擊式破碎機的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速 n(r/min)可以按公式（3-1）計算 D v n 60 r/min（3-1） 來計算。 式中v轉(zhuǎn)子線速度 （m/s） D轉(zhuǎn)子的直徑 （m） 轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速根據(jù)板錘所需要的線速度來決定。板錘的線速度與物料的性質(zhì)、粒度、 破碎比、機器結(jié)構(gòu)、板錘的磨損諸多因素有關(guān)。通常粗碎時轉(zhuǎn)子線速度為 1540m/s；細(xì) 碎時為 4070m/s。因為轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速高增加細(xì)粒含量，但同時能耗增加、板錘磨損加快，對 破碎機制造工藝精度要求也較高，故轉(zhuǎn)子速度不宜太高。反擊式破碎機板錘沖擊物料是 靠整個轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的動能通過反擊板沖擊物料。所以當(dāng)輸入功率一定時，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)子 質(zhì)量如何優(yōu)化組合是最關(guān)鍵的問題。根據(jù)經(jīng)驗，破碎石灰石時，板錘線速度 v=3040m/s 比較合適。 取 v=35m/s 8 .786 85. 014. 3 356060 D v n r/min 3.2.2 生產(chǎn)率的計算 反擊式破碎機生產(chǎn)率可根據(jù)轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一周所排出的物料體積計算。設(shè)轉(zhuǎn)子長為 L， 板錘與反擊板之間最小間隙為 e（相當(dāng)于排料口）和板錘伸出高度 h，最大排粒度 d，板 錘數(shù)目為 Z，轉(zhuǎn)速為 n。求得生產(chǎn)率為 dZKehnLQ)(60（3-2） 式中 K=0.1，是考慮排料不均勻的特定系數(shù)。故 571 . 0330)1085(7008 .78660Qm/h 電機功率根據(jù)單位電耗計算 QKP1（3-3） 通常 取 0.51.2kWh/t。暫取1K=0.8 6 .45578 . 0PkW 根據(jù)轉(zhuǎn)速 n 和功率 P 選擇電機 Y250 M-6 型電動機，額定功率為 50kW，額定轉(zhuǎn)速為 980r/min。 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 7 圖 3-1板錘高度圖 3.33.3 破碎機的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計計算破碎機的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計計算 3.3.1 轉(zhuǎn)子的直徑與長度： 根據(jù)實際資料統(tǒng)計，轉(zhuǎn)子直徑D（mm） ，可按下式計算 D=（1.85Dmax+110）2/3（3-4） 式中Dmax最大給料粒度，mm。 故D=（1.85*500+110）2/3=690(mm)取D=850mm 轉(zhuǎn)子長度 L 主要依據(jù)生產(chǎn)率大小而定。根據(jù)已有資料 L/D=0.71.5。堅硬物料，選 較小值。取L/D=0.8 故L=0.8D=680mm取 L=700mm 3.3.2 轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)與質(zhì)量： 反擊式破碎機轉(zhuǎn)子由主軸、轉(zhuǎn)盤、板錘、板錘緊固裝置等采用焊接結(jié)構(gòu)組成。轉(zhuǎn)子 質(zhì)量應(yīng)盡量集中在外緣，增加轉(zhuǎn)動慣量。主軸與轉(zhuǎn)子使用平鍵連接，這樣結(jié)構(gòu)簡單，拆 裝方便。 反擊式破碎機是利用整個轉(zhuǎn)子質(zhì)量所產(chǎn)生的動能通過板錘沖擊破碎物料。 因此， 反擊式破碎機的轉(zhuǎn)子必須具有足夠的質(zhì)量以適應(yīng)破碎物料的需要。若轉(zhuǎn)子質(zhì)量過小，降 低破碎效果；若轉(zhuǎn)子質(zhì)量過大，則啟動困難。 設(shè)轉(zhuǎn)子總質(zhì)量為M， 電動機功率為P。 根據(jù)以往設(shè)計經(jīng)驗可知兩者比值為M/P=31kg/kW 已知 P=45kWM=31*45=1395kg 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 8 3.3.3 板錘結(jié)構(gòu)形式與數(shù)目 反擊式破碎機的板錘形狀多種多樣，選擇板錘形狀的原則是，易于制造和緊固，增 加使用壽命。本次設(shè)計選擇長條形板錘，板錘借助螺栓緊固與板錘座上。板錘座上帶榫 塊，可以利用榫塊承受工作時板錘的沖擊力，避免螺栓受剪，提高螺栓連接的可靠性。 板錘是破碎機的易損件，故應(yīng)采用高鉻鑄鐵材料，它的制造耐磨性好。安裝時采用螺栓 緊固法安裝，其利用率高、安全可靠、更換簡便，易于維護 圖 3-2板錘結(jié)構(gòu)圖 板錘數(shù)目的計算： 不論裝有幾個板錘，都必須保證物料到卸載點時剛好與板錘相遇的原則，設(shè)兩相鄰 板錘通過給料點的間隙時間 t，可由式（2-2） Dnz zD t 2160 （3-5） 式中z板錘數(shù)目； 1板錘厚度，m； 2板錘座厚度，m； n轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，r/min； D轉(zhuǎn)子直徑，m。 物料在 t 時間內(nèi)應(yīng)深入錘擊區(qū)深度為 h，則： gHht2/（3-6） 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 9 式中h板錘高度，m； H物料下落高度，m； g重力加速度，m/s。 將上兩式合并并整理，則求得板錘數(shù)目 z 為： 3 33. 0 1 1 75. 075. 0 5 . 08 . 9260 75. 08 .786 1 260 1 21 DgH nh z（3-7） 故板錘數(shù)目為 3 個。 3.3.4 轉(zhuǎn)子軸與軸承計算： 轉(zhuǎn)子軸的結(jié)構(gòu)根據(jù)破碎機的轉(zhuǎn)子及其他零部件的安裝要求共同決定，在轉(zhuǎn)子軸確定 后，根據(jù)直徑選擇適合的軸承和軸承座。同時由于軸承和軸承座是標(biāo)準(zhǔn)件，故也影響破 碎機某些設(shè)計參數(shù)，所以將做進一步調(diào)整。 圖 3-3 軸的結(jié)構(gòu)及受力分析 由于作用在轉(zhuǎn)子軸上每個瞬間的載荷大小不等，其作用的持續(xù)時間又短，僅為千分 之幾秒， 而計算的外載荷又與實際破碎情況出入較大， 故下面對軸的強度計算僅作參考。 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 10 作用在轉(zhuǎn)子軸上的力有：轉(zhuǎn)子重力 F1、轉(zhuǎn)子外端的圓周力 F2和板錘的不平衡力 F3， 其合力 F(N)為： 0321 )(KFFFF（3-8） 其中 nr P F 9550 2 （3-9） 1800 2 11 3 PrF F （3-10） 其中K0沖擊系數(shù)，粗碎 K0=3.0；中碎 K0=1.5；細(xì)碎 K0=1.2； n轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，r/min； r轉(zhuǎn)子外端半徑，m； P電機功率，kW； 1 r軸承滾柱滾動面的半徑，m； 軸承的摩擦阻力系數(shù)，取 0.03。 NMgF136718 . 91395 1 N nr P F2 .1285 425. 08 .786 4595509550 2 N PrF F9 .60 1800 45132. 01367103. 0 1800 22 11 3 NKFFFF1 .150179 .602 .128513671)( 0321 圖 3-3 中 1 O， 2 O點為轉(zhuǎn)子和轉(zhuǎn)子軸熱壓配合的端點， 1 R, 2 R為軸承支點。 作用在轉(zhuǎn)子軸上的彎矩)(MNMW為： MNl F MW1772236. 0 2 .15017 2 1 （3-11） 作用在轉(zhuǎn)子軸上的扭矩)(MNMn為： MN n P Mn546 8 .786 45 95509550（3-12） 作用在轉(zhuǎn)子軸上的當(dāng)量彎矩)(MNMd為： MNMMM nWd2222 （3-13） 已知當(dāng)量彎矩后，即可計算轉(zhuǎn)子軸的幾何尺寸。 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 11 驗算軸的直徑可用下公式 3 11 . 0 b dM d （3-14） 式中，軸的材料選用碳素鋼，故 1b取 40Mpa。 m M d b d 774. 0 1000401 . 0 1854 1 . 0 3 3 1 實際 d=1m，故滿足彎扭強度要求。 作用在軸承上的載荷 Fz可根據(jù)下述經(jīng)驗公式計算： 13FFz（3-15） 式中F1轉(zhuǎn)子所受的重力，N。 NFFz410131367133 1 由于圓柱孔調(diào)心滾子軸承可同時承受較大的徑向和軸向負(fù)載， 故選用圓柱孔調(diào)心滾 子軸承。根據(jù)軸的直徑選擇軸承 23224c，查表知 Cr=602000，由公式 1 6 10 60 10 F Cf n L t h（3-16） 得 30000164021 41013 6020001 8 .78660 10 60 10 3 10 6 1 6 10 F Cf n L t hh 一般軸承的使用壽命是 30000 小時，故所選軸承滿足設(shè)計要求。 3.43.4 反擊式破碎機破碎腔設(shè)計反擊式破碎機破碎腔設(shè)計 反擊式破碎機破碎腔對生產(chǎn)率、能耗、產(chǎn)品粒度和粒形以及襯板磨損有很大影響。 因此，設(shè)計最佳破碎腔是保證破碎機性能優(yōu)越的關(guān)鍵因素。 3.4.1 破碎腔結(jié)構(gòu)參數(shù) 反擊式破碎機破碎腔是由進料導(dǎo)板、 兩級反擊板以及由導(dǎo)板卸載點到第二級反擊板 排料口得圓弧所構(gòu)成的空間組成。它所包括的結(jié)構(gòu)參數(shù)如圖 3-4 所示 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 12 圖 3-4破碎腔結(jié)構(gòu)參數(shù) 現(xiàn)以轉(zhuǎn)子直徑 D 和轉(zhuǎn)子中心為基準(zhǔn)來選擇破碎腔結(jié)構(gòu)參數(shù)。 1.給、排料口及給料導(dǎo)板傾角 給料口寬度mmDB5957 . 0；排料口尺寸：mmDe851 . 0 min1 ； mmDe5 . 801. 0 min2 。 為了選擇破碎腔合理的結(jié)構(gòu)參數(shù)， 取 4 個規(guī)格的反擊式破碎機破碎腔結(jié)構(gòu)參數(shù)統(tǒng)計 結(jié)果列表 3-1 中作為參考 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 13 表 3-1 反擊式破碎機破碎腔結(jié)構(gòu)參數(shù) 反擊式破碎機無聊是沿導(dǎo)板進入破碎腔，因此導(dǎo)板傾角就是一個重要參數(shù)。從表 3-1 看，角在 45到 60之間，這完全符合實際情況。角越大物料沿導(dǎo)板下滑的速 度越快；角越小物料沿導(dǎo)板下滑的速度越慢，甚至產(chǎn)生堆料現(xiàn)象。角大，破碎機高 度增加；角小，破碎機高度降低。在其他條件允許的情況下，以取角小為宜。如瑞 典山特維克 P 型反擊式破碎機其角為 35。 此外， 選擇導(dǎo)板傾角還應(yīng)該考慮物料滑出 導(dǎo)板與板錘相遇的關(guān)系；最好是物料滑出導(dǎo)軌后同時與板錘相遇，此時破碎效果最好。 本次設(shè)計的破碎機選擇角為 45 2導(dǎo)板卸載點 從表 3-1 數(shù)據(jù)可知，導(dǎo)板卸載點為 30到 50，一般角小，破碎機高度相對低 一些，能降低機高和減輕機重。所以，在其他條件允許的情況下，還是以=30最合 適。此外，角小還可以增加破碎腔圓弧長度。 本次設(shè)計的破碎機選擇卸載點=30。 3.破碎腔其他參數(shù) 角是板錘外圓切線， 也就是物料沖向反擊板的運動方向與反擊板垂線之間的夾角 （見圖 3-4），一般=2左右。它是建立在以下觀點基礎(chǔ)上，即物料與反擊板的表面 應(yīng)該是垂直沖撞，這樣的破碎效果好，襯板磨損又少，若=0，即物料與反擊板垂直 沖撞，這樣的反擊板曲線應(yīng)該是一條漸開線，但是漸開線很難制造，故反擊板采用折線 型。 第一級反擊板的排料口處一段反擊板的位置是由 1 min1 e和l值確定的，從表 3-1 數(shù) 據(jù)可知， 1 =15，其余兩種規(guī)格 1 15。這是因為第二級反擊板排料口都偏向轉(zhuǎn)子水 平中心線，故 1 等于 15到 19。 min1 e=0.1D。圖 3-4 所示的是具有三段折線反擊板， 第三段l值各部相同，這主要是由反擊板懸掛點和反擊板本身結(jié)構(gòu)所決定。 對于第二級反擊板來說，應(yīng)盡可能靠后，而且下端排料口接近轉(zhuǎn)子水平中心線，就 是說 2 等于 60到 77（表 3-1） ，盡量選擇 2 較大值，這會增加細(xì)碎效果。第一級反 機型)/()/()/()/()/( 1 )/( 2 i yx 0 y PF-1010474426817700.16DD/0.7500D/3.2608D/1.0714 PF-1007603026015600.18DD/0.6292D/5.0203D/1.2552 PF-1210555027015690.20DD/0.8937D/3.8648D/1/1259 PF-1215453027319770.20DD/0.8250D/6.1100D/1/3197 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 14 擊板第三段與第二級反擊板第二段之間相互位置由角確定， 等于 60到 73。 當(dāng) 2 和 min2 e確定后，結(jié)合角大小便可以確定第二級反擊板第二段的位置，這樣第二級反擊 板位置也基本確定，從而最后完成了反擊式破碎機破碎腔設(shè)計。 從表 3-1 中還可看出，四種不同規(guī)格破碎機，破碎腔所對應(yīng)的圓弧長度都不同，即 轉(zhuǎn)子對應(yīng)的角度 不同，其中以 大，所對應(yīng)的圓弧長度較長為好。 最后將破碎腔主要結(jié)構(gòu)參數(shù)歸納在表 3-2 中 表 3-2 反擊式破碎機破碎腔結(jié)構(gòu)主要參數(shù) )/()/()/()/()/( 1 )/( 2 l min1 e min2 e 4530126073152060900.16D0.2D0.01D0,1D 3.4.2 反擊板設(shè)計 反擊板的作用是承受被板錘擊出的物料在其上沖擊破碎， 將破碎后的無聊重新彈回 到破碎區(qū)， 再次沖擊破碎。 反擊板的形狀和結(jié)構(gòu)對其破碎效果影響很大。 鑒于這種情況， 首先從物料破碎效果說起。 根據(jù)理論力學(xué)碰撞原理，物料以正碰撞（垂直碰撞）效果最佳。但是板錘是旋轉(zhuǎn)運 動，若保證在破碎腔內(nèi)物料被拋射到反擊板上都是正碰撞（垂直碰撞），則反擊板曲線 必須是一條漸開線。因為漸開線的特點是，在反擊板各點上物料都是以垂直方向沖擊， 即入射角0，因此可獲得最佳的破碎效果。但是，由于漸開線反擊板制作困難，以 及物料在腔內(nèi)互相干擾，其運行軌跡也不規(guī)律，加上料塊形狀等的影響，實際上也不能 實現(xiàn)正碰撞，故采用接近漸開線的折線反擊板。 本次設(shè)計如圖 3-5 所示，該機有三段折線反擊板，其排料口較小、角也較小所以 反擊板與漸開線離得較近。第二段反擊板更接近漸開線，從 A 點拋射出去的物料，基本 上與第一段反擊板呈垂直方向，2。當(dāng)板錘大約轉(zhuǎn)過 20，物料被拋射的方向與 第二段反擊板正碰撞； 當(dāng)板錘大約轉(zhuǎn)過 40， 物料被拋射的方向與第三段反擊板正碰撞。 根據(jù)反擊板得實際磨損情況可知， 破碎腔從 A 點的射線到反擊板上交點起往下到反 擊板排料口這個區(qū)段是物料的重要破碎段，特別是在反擊板排料口附近更主要。中和一 上分析不難找到折線反擊板的設(shè)計方法；對于本次設(shè)計的具有兩端反擊板的，根據(jù) 0，和給料口尺寸 B 布置第一段反擊板。從 A 點板錘轉(zhuǎn)過約 25，再取0， 以及考慮第一級反擊板最小排料口尺寸De1 . 0 min1 和 1 =15以及60便可確定第 二段反擊板位置。 第二級反擊板位置的確定方法是： 過第一級反擊板排料口作一條水平線與第二段反 擊板表面相垂直，并根據(jù)第二段反擊板排料口尺寸De01. 0 min2 便可確定第二級反擊板 的位置。 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 15 圖 3-5 反擊板結(jié)構(gòu)圖 在條件允許的情況下，對中細(xì)碎破碎機 2 值宜取較大值。這樣能更好的提高產(chǎn)品質(zhì) 量。折線反擊板結(jié)構(gòu)簡單，制造容易。 反擊式破碎機板錘在破碎腔將物料拋射到反擊板上在絕大多數(shù)情況下， 都不會呈現(xiàn) 0狀態(tài)，而是0。則物料碰撞在反擊板上必然被彈回來，在破碎腔進行反擊 破碎，故這種破碎機被稱為反擊式破碎機。由此可知，對于這種破碎機不能無謂地追求 追求0的破碎，而是如何充分利用反擊破碎效果。 在本次產(chǎn)品設(shè)計中2=75。e2min0.01D，本應(yīng)為 8.5mm，由于增加了勻整板，故 調(diào)整 e2min=50mm，而勻整板的最小排料口尺寸設(shè)為 10mm。這樣所有參數(shù)已基本確定， 進而進一步完善反擊式破碎機破碎腔的設(shè)計。 3.4.3 反擊板懸掛裝置 反擊式破碎機反擊板懸掛裝置也是排料口調(diào)整裝置，同時又能起保險作用。這種裝 置有三種形式： 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 16 1) 拉桿自重式。破碎機工作時，反擊板借自重保持正常位置，當(dāng)破碎腔有非破碎 物料時，反擊板被抬起，非破碎物排除后，又重新返回原位。其間隙大小可通 過懸掛螺栓進行調(diào)整。 2) 拉桿彈簧式。反擊板在工作時的位置是通過彈簧的預(yù)壓力保持的，當(dāng)非破碎物 進入破碎腔內(nèi)時，可克服彈簧預(yù)壓力后，從破碎腔排出。彈簧采用螺旋式，也 可采用組合式。 3) 液壓式。利用油壓裝置調(diào)節(jié)反擊板位置，同時也作為保險裝置。一般用于大型 反擊式破碎機，與液壓啟閉機殼油缸共同使用一個油壓系統(tǒng)。 本次設(shè)計采用拉桿彈簧式反擊板懸掛裝置，反擊式破碎機工作時，反擊裝置正常工 作位置是靠彈簧預(yù)壓力來實現(xiàn)的。 彈簧預(yù)緊力的大小可以通過反擊裝置工作時的平衡條 件來計算。 根據(jù)動量定理， 物料塊撞擊在反擊板表面上所產(chǎn)生的的沖擊力)(NFC可按式 （3-17） 計算： t kmv FC )1 ( 2 （3-17） 式中m撞在反擊板上的物料塊質(zhì)量，kg； v轉(zhuǎn)子的圓周速度，即板錘端點的線速度，m/s； 2 K恢復(fù)系數(shù)，10 2 K；若考慮物料塊與板錘產(chǎn)生斜碰撞，可取 2 K=0.20.3 t沖擊時間，s vRt/48. 2（3-18） R礦塊半徑； v轉(zhuǎn)子圓周速度，m/s。 撞擊在反擊板上的物料塊質(zhì)量，可取平均值 m=0.3kg，礦塊半徑取 R=0.05m，轉(zhuǎn)子 圓周速度 v=35m/s，K=0.25 計算可知 3 1054. 335/05. 048. 2/48. 2 vRts N t kmv FC3164 1054. 3 )25. 01 (353 . 0)1 ( 3 22 整個反擊板上承受的沖擊力，整個反擊板上承受的沖擊力，可按式（3-19）計算: t kmv jKFcx )1 ( 2 3 (3-19) 式中 3 K給料粒度不均勻性和料塊破碎后不規(guī)則形狀與假設(shè)呈球形間的差異的修 正系數(shù)，其值為 0.50.7； 不均勻系數(shù)，5.201 . 0 j撞擊在反擊板長度方向上的質(zhì)量為 m 的料塊數(shù)； 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 17 其他符號同前。 取6 . 0 3 K，2 . 0，6j計算得： N t kmv jKFcx 2269 1054. 3 25. 01 (353 . 0 62 . 06 . 0 )1 ( 3 )2 2 3 根據(jù)反擊裝置的平衡條件，即可求得所需的反擊板的自重 W(N)為： elFW cx 3/(3-20) 式中l(wèi)-反擊板懸掛軸心到其下斷點的距離，m e-反擊板懸掛軸心到其重力作用線的距離，m。 取ml385. 0，me161. 0帶入式中： NelFW cx 1809161. 03/2269385, 03/ 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 18 結(jié)結(jié)語語 反擊式破碎機簡稱反擊破，因結(jié)構(gòu)簡單，電耗省，破碎比大，產(chǎn)品粒度均勻等優(yōu)點， 在冶金、焦化、化工、建筑材料、耐火材料等工業(yè)部門得到廣泛應(yīng)用，反擊式破碎機利 用高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子上的板錘，對送入破碎腔內(nèi)的物料產(chǎn)生高速沖擊而破碎，且使已破碎 的物料沿切線方向以高速拋向破碎腔另一端的反擊板，再次被破碎，然后又從反擊板反 彈到板錘，繼續(xù)重復(fù)上述過程。在往返途中，物料間還有互相碰擊作用。由于物料受到 板錘的打擊、與反擊板的沖擊以及物料相互之間的碰撞，物料不斷產(chǎn)生裂縫，松散而致 粉碎。當(dāng)物料粒度小于反擊板與板錘之間的縫隙時，就被卸出。本次設(shè)計從轉(zhuǎn)子等幾個 主要重點機構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計著手，分析了破碎機的運行原理。論文首先從破碎機的特點及 方案分析開始，接著分析了轉(zhuǎn)子軸的受力情況，再設(shè)計出數(shù)據(jù)進行校核，最終設(shè)計出滿 足承受載荷的主軸和轉(zhuǎn)子。 詳細(xì)重點設(shè)計了破碎腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計，首先列