錘式破碎機(jī)的設(shè)計(jì)學(xué)士學(xué)位論文.doc

士學(xué)位論文學(xué)士學(xué)位論文 錘式破碎機(jī)的設(shè)計(jì)摘要錘式破碎機(jī)大量應(yīng)用于水泥廠、電廠等各個(gè)部門，所以，它的設(shè)計(jì)有著廣泛的前景和豐富的可借鑒的經(jīng)驗(yàn)。其設(shè)計(jì)的實(shí)質(zhì)是，在完成總體的設(shè)計(jì)方案以后，就指各個(gè)主要零部件的設(shè)計(jì)、安裝、定位等問題，并對(duì)個(gè)別零件進(jìn)行強(qiáng)度校核和試驗(yàn)。并在相關(guān)專題中，對(duì)錘頭的壽命延長進(jìn)行比較詳細(xì)的分析。在各個(gè)零部件的設(shè)計(jì)中，要包括材料的選擇、尺寸的確定、加工的要求，結(jié)構(gòu)工藝性的滿足，以及與其他零件的配合的要求等。在強(qiáng)度的校核是，要運(yùn)用的相關(guān)公式，進(jìn)行危險(xiǎn)部位的分析、查表、作圖和計(jì)算等。并隨后對(duì)整體進(jìn)行安裝、工作過程以及工作后的各方面的檢查，同時(shí)兼顧到維修、保險(xiǎn)裝置等方面的問題，最后對(duì)兩個(gè)主要工作零件的加工精度、公差選擇進(jìn)行分析，以保證破碎機(jī)最終設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性和可靠性。關(guān)鍵詞：錘式破碎機(jī)；錘頭；強(qiáng)度；公差The Design Of the Hammer CrusherAbstractHammer type breakers 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 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.Keywords: Hammer type breakers, hammer, intensity, tolerance不要?jiǎng)h除行尾的分節(jié)符，此行不會(huì)被打印- II -目錄摘要IAbstractII第1章 緒論11.1 課題背景11.2 選題分析11.3 國內(nèi)外現(xiàn)狀11.3.1 國內(nèi)發(fā)展情況11.3.2 國外發(fā)展情況2第2章 原理及其設(shè)計(jì)方案的確定32.1 破碎機(jī)的結(jié)構(gòu)及原理32.1.1 破碎原理32.1.2 破碎機(jī)的主要結(jié)構(gòu)32.2 設(shè)計(jì)方案42.3 本章小結(jié)4第3章 錘式破碎機(jī)的電動(dòng)機(jī)功率的計(jì)算和選擇53.1破碎機(jī)電動(dòng)機(jī)功率的計(jì)算53.1.1 綜合各種因素計(jì)算功率53.1.2 根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐以及引用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算電動(dòng)機(jī)功率63.2 電動(dòng)機(jī)型號(hào)的選擇73.3 本章小結(jié)7第4章 錘式破碎機(jī)的主要機(jī)構(gòu)參數(shù)的84.1 轉(zhuǎn)子部分結(jié)構(gòu)84.2轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的確定84.3轉(zhuǎn)子軸的設(shè)計(jì)94.3.1轉(zhuǎn)子軸尺寸設(shè)計(jì)94.3.2轉(zhuǎn)子軸的校核114.4錘頭參數(shù)的設(shè)計(jì)124.4.1錘頭質(zhì)量確定的理論分析124.4.2錘頭質(zhì)量參數(shù)的確定144.5帶傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì)164.5.1 設(shè)計(jì)步驟和方法164.5.2 帶輪的設(shè)計(jì)184.6圓盤的設(shè)計(jì)194.7角接觸球軸承的選擇及校核204.8鍵的選擇及校核204.8.1轉(zhuǎn)子上鍵的校核214.8.2皮帶輪上鍵的校核214.9本章小結(jié)21第5章 電渦流傳感器的選擇、功能原理及其結(jié)構(gòu)235.1選擇電渦流傳感器235.2電渦流傳感器工作的原理235.3電渦流傳感器結(jié)構(gòu)255.3.1探頭結(jié)構(gòu)255.3.2延伸電纜255.4本章小結(jié)26結(jié)論27致謝28參考文獻(xiàn)29附錄30千萬不要?jiǎng)h除行尾的分節(jié)符，此行不會(huì)被打印。在目錄上點(diǎn)右鍵“更新域”，然后“更新整個(gè)目錄”。打印前，不要忘記把上面“Abstract”這一行后加一空行- IV -第1章 緒論1.1 課題背景錘式破碎機(jī)是破碎的一種設(shè)備，尤其是適用于1215t/h礦山煤等硬度的物料破碎。能等硬度的調(diào)節(jié)破碎細(xì)度，具有生產(chǎn)效率高、能耗小、使用安全、維修方便等優(yōu)點(diǎn)，所以得到了很多礦站的親睞。為了使錘擊破碎機(jī)得以進(jìn)一步改進(jìn)，在標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、系列化方面日趨完善，現(xiàn)對(duì)錘式破碎機(jī)的性能因素和質(zhì)量要素等方面進(jìn)行分析、研究和討論，使其不但在結(jié)構(gòu)和功能上更加先進(jìn)合理，而且更加有利于環(huán)境保護(hù)1.2 選題分析我的畢業(yè)設(shè)計(jì)題目是錘式破碎機(jī)設(shè)計(jì)。破碎機(jī)是冶金、礦山、電力、化工、建筑、陶瓷、水泥和筑路等工業(yè)部門廣泛應(yīng)用的設(shè)備，每年有大量的原料和再利用的廢物都需要用破碎機(jī)進(jìn)行處理。如在選礦廠，為使礦石中的有用礦物達(dá)到單體分離，就需用破碎機(jī)將原礦物破碎到磨礦工藝需要的粒度，磨機(jī)再把破碎機(jī)所提供的原料磨至有余礦物單體分離的粒度。在水泥廠，需要用破碎機(jī)將原料破碎，以便燒成熟料，然后再將熟料磨細(xì)成水泥。在煉焦廠、燒結(jié)廠、陶瓷廠、玻璃廠、粉末冶金等部門，需用破碎機(jī)磨機(jī)械將原料粉磨到下一步作用需要的粒度。在建筑和筑路業(yè)中，許大量具有一定粒度的碎石料，這些碎石料都是有各類破碎機(jī)制備的。在化工、電力部門，破碎機(jī)磨機(jī)械將原料破碎研磨，增加物料的表面積，為縮短物料化工反應(yīng)的時(shí)間創(chuàng)造有利條件。 1.3 國內(nèi)外現(xiàn)狀1.3.1 國內(nèi)發(fā)展情況根據(jù)參考文獻(xiàn)1知我國胡景坤和徐小荷研究顆粒的粉碎時(shí)得出結(jié)論，靜壓粉碎效率為100%，單次沖擊效率在35%40左右。為了節(jié)約能量，提高粉碎效率，應(yīng)多用靜壓粉碎，少用沖擊粉碎。在各種金屬、非金屬、化工礦物原料及建筑材料的加工過程中，粉碎作業(yè)要消耗巨大的能量，而且又是個(gè)低效作業(yè)。物料粉碎過程中，由于作業(yè)中產(chǎn)生發(fā)聲、發(fā)熱、振動(dòng)和摩擦等作用，使能源大量消耗。因而多年來界內(nèi)人士一直在研究如何達(dá)到節(jié)能、高效地完成破碎過程。 目前破碎理論、工藝和設(shè)備的研究主要著重于：(1)研究在破碎中節(jié)能、高效的理論，也力求找出新 理論突破人們已熟知的破碎三大理論；(2)研究新的非機(jī)械力的高能或多力場聯(lián)合作用的破碎設(shè)備，目前還沒見有工業(yè)化的設(shè)備，只是研究階段；(3)改進(jìn)現(xiàn)有設(shè)備，這方面經(jīng)常是根據(jù)用戶自己需要來進(jìn)行，而不見市場上大規(guī)模生產(chǎn)或研制新設(shè)備。 1.3.2 國外發(fā)展情況物料破碎是一個(gè)歷史悠久的話題。早在20世紀(jì)50年代艾利斯時(shí)，查爾默斯公司就開始大規(guī)模研究破碎工作，60年代得出具有重大意義的結(jié)論。隨著研究的深入，人們熟知了高功率的破碎作業(yè)，可以用來改善能源效率和降低生產(chǎn)成本。B HBergstrom在研究單顆粒破碎時(shí)發(fā)現(xiàn)，在空氣中一次破碎的碎片撞擊金屬板時(shí)明顯地產(chǎn)生二次破碎，一次破碎的碎片具有的動(dòng)能占全部破碎能量的45。如能充分利用二次破碎能量，則可提高破碎效率。也有人指出，較小的持續(xù)負(fù)荷比短時(shí)間的強(qiáng)大沖擊更有希望破碎物料。目前“料層粉碎的理論”已為粉碎界的公認(rèn)，根據(jù)料層粉碎理論研制的新設(shè)備有美國諾德伯格公司的旋盤圓錐破碎機(jī)、俄羅斯的慣性圓錐破碎機(jī)等。 第2章 原理及其設(shè)計(jì)方案的確定2.1 破碎機(jī)的結(jié)構(gòu)及原理2.1.1 破碎原理破碎機(jī)械雖然類型繁多，但按施力方法不同，對(duì)物料破碎有擠壓，彎曲，沖擊，剪切和研磨等方法，而在破碎機(jī)械中，施力情況很復(fù)雜，往往是幾中施力情況同時(shí)存在。由于物料顆粒的形狀是不規(guī)則的，而且物料的物性不同，所以采用的破碎方法也不同，利用機(jī)械力破碎物料按施加外力不同有如下幾種方法：1、擠壓破碎兩個(gè)破碎工作面對(duì)夾于其間的物料施加壓力，當(dāng)物料受到的壓應(yīng)力達(dá)到其抗壓強(qiáng)度極限時(shí)而破碎。2、劈裂破碎當(dāng)兩個(gè)帶尖棱的工作面靠近時(shí)，尖棱楔入物料而使內(nèi)部產(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)其值虧過物料的抗拉強(qiáng)度極限時(shí)，物料裂開，并在尖棱與物料接觸點(diǎn)局部產(chǎn)生碎末。3、折斷破碎夾在工作面之間的物料如受集中力作用的簡支梁或多支梁，物料主要由于受彎曲應(yīng)力而折斷，但在物料與工作面接觸處受到劈力作用。4、沖擊破碎物料受到足夠大的瞬時(shí)沖擊力而破碎，它的破碎力是瞬時(shí)作用的，其破碎效果高，破碎效果高，破碎比大，能量消耗小?？傊莆樟宋锪闲再|(zhì)與破碎方式相適應(yīng)的道理，無論是對(duì)其它礦物，如金屬礦石，化工原料等破碎，都可正確選擇所需的破碎設(shè)備。2.1.2 破碎機(jī)的主要結(jié)構(gòu)沖擊錘式破碎機(jī)主要由機(jī)體、轉(zhuǎn)子、蓖條體和傳動(dòng)裝置四大部分組成。下面對(duì)這四大部分分別作一簡述。 1、機(jī)體 它的主要功能是支承轉(zhuǎn)子和蓖條體實(shí)現(xiàn)對(duì)物料的破碎且保證有足夠大的破碎腔使物料得以充分破碎。另外，為了防止物料對(duì)機(jī)體內(nèi)壁的磨損，在機(jī)體易磨損的內(nèi)壁上均鋪有襯板。反擊板應(yīng)能開啟至適當(dāng)位置，便于更換反擊襯板和其他襯板。打開檢修蓋后可以更換錘頭。此外，打開檢修門可將蓖條體移出更換蓖條。打開觀察門可以檢查錘頭與蓖條的間隙大小及錘頭的磨損情況。 2、傳動(dòng)裝置 它的功能是馭動(dòng)靜轉(zhuǎn)矩子、加速轉(zhuǎn)矩大的轉(zhuǎn)子。 3、轉(zhuǎn)子 轉(zhuǎn)子是本機(jī)的主要破碎工具。4、蓖條體 蓖條體是物料承受錘擊的承載體，同時(shí)又是物料排出的產(chǎn)品粒度的約束體。2.2 設(shè)計(jì)方案如圖2-1是錘式破碎機(jī)的機(jī)構(gòu)簡圖，物料進(jìn)入機(jī)體內(nèi)，受高速運(yùn)動(dòng)的錘子打擊、沖擊、剪切、研磨作用而粉碎。在轉(zhuǎn)子下部大于篩孔尺寸的繼續(xù)受錘子打擊和研磨，最后通過篩孔排除機(jī)體外。因此在設(shè)計(jì)過程中主要考慮主軸、錘頭、軸承的受力情況，從而設(shè)計(jì)合適的主軸。 圖2-1破碎機(jī)結(jié)構(gòu)簡圖設(shè)計(jì)步驟如下:1、先初選電動(dòng)機(jī)并校核；2、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算及較核；3、給料口尺寸；4、排料口尺寸；5、錘頭質(zhì)量計(jì)算；6、軸承的選擇及較核；7、破碎機(jī)整體結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)。2.3 本章小結(jié)本章主要是介紹破碎機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和基本原理以及設(shè)計(jì)方案的確定。第3章 錘式破碎機(jī)的電動(dòng)機(jī)功率的計(jì)算和選擇3.1破碎機(jī)電動(dòng)機(jī)功率的計(jì)算轉(zhuǎn)子直徑一般是根據(jù)物料的尺寸來決定。通常轉(zhuǎn)子的直徑與給礦塊的尺寸之比為48，大型破碎機(jī)則近似取2。轉(zhuǎn)子的長度視機(jī)器生產(chǎn)能力的大小而定。轉(zhuǎn)子直徑與長度的比值，一般為0.71.5，礦石抗沖擊力較強(qiáng)時(shí)，應(yīng)選取較大的比值。現(xiàn)已知給礦塊的最大粒度為100mm，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)數(shù)n=970r/min;取轉(zhuǎn)子直徑與給礦塊的比為6，則轉(zhuǎn)子直徑 D=1006=600mm；取轉(zhuǎn)子直徑與長度的比值1.5，則長度: L=D/1.5=600/1.5=400mm3.1.1 綜合各種因素計(jì)算功率1.沖擊功率 在錘式破碎機(jī)中，每個(gè)錘頭沖擊物料的平均質(zhì)量可按以下式計(jì)算 =12.5式中 Z錘頭個(gè)數(shù)，20則在錘式破碎機(jī)中沖擊功率為=13.582kw 式中 沖擊功率，kW錘頭拖拉物料的摩擦功率 移動(dòng)物料與靜止物料之間的摩擦力和錘頭與物料之間的摩擦力都消耗了功率，這部分功率可按下式計(jì)算=1.625kw 式中 摩擦功率，kW； S物料拖拉長度，0.4m； 摩擦力，N Nm f摩擦系數(shù)，f = 0.3; R轉(zhuǎn)子半徑，0.3m；2.鼓風(fēng)功率 鼓風(fēng)功率可按下式計(jì)算 式中 鼓風(fēng)功率，kW； 錘式破碎機(jī)進(jìn)出口壓差，N/m； A 錘頭側(cè)面投影面積，0.023.軸承摩擦功率 軸承摩擦功率損失率的計(jì)算如下式 式中 軸承摩擦功率，kW； 軸承摩擦力矩，Nm4.電動(dòng)機(jī)功率 考慮到傳動(dòng)效率，電動(dòng)機(jī)功率按下式計(jì)算 式中 電動(dòng)機(jī)功率，kW； 傳動(dòng)效率， = 0.90.95 由于在普通型錘式破碎機(jī)中約占電動(dòng)機(jī)功率的14%20%，則為 式中 錘式破碎機(jī)效率系數(shù)一般取0.80.85結(jié)合式，最后計(jì)算得到電動(dòng)機(jī)的計(jì)算功率為 N = 18kw 3.1.2 根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐以及引用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算電動(dòng)機(jī)功率1.根據(jù)根據(jù)文獻(xiàn)1式（5-9）計(jì)算電動(dòng)機(jī)功率 N = KQ（kW） 式中 Q機(jī)器的生產(chǎn)能力，kg/h； K比功耗，kw/kg，比功耗視待破碎物料的性質(zhì)、機(jī)器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和破碎比而定。對(duì)中等硬度的煤，錘式破碎機(jī)取K=1.22。由已知Q=15t/h；且取K=1.2；則N = 15 1.2 =18kw 2.根據(jù)文獻(xiàn)3得電動(dòng)機(jī)的功率 （kW）式中 D轉(zhuǎn)子直徑，D=0.6m； L轉(zhuǎn)子長度，L=0.4m； K過載系數(shù)，K=1.151.35，取K=1.35； n轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)數(shù)，n = 970r/min 。則 N = 28.29kw 3.2 電動(dòng)機(jī)型號(hào)的選擇結(jié)合式、和式，電動(dòng)機(jī)的功率N28.29kw，根據(jù)C參考文獻(xiàn)3表16-1-28，選擇電動(dòng)機(jī)JB/T 9619-1999型號(hào)為Y200L-4，電動(dòng)機(jī)功率為30kw,轉(zhuǎn)速為1470r/min。如表3-1表3-1電動(dòng)機(jī)參數(shù)表型號(hào)額定功率kW滿載時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量轉(zhuǎn)數(shù)rmin效率%Y200-L430147092.20.2623.3 本章小結(jié)本章主要進(jìn)行錘式破碎機(jī)的電動(dòng)機(jī)功率的總體參數(shù)計(jì)算以及電動(dòng)機(jī)選擇的確定。第4章 錘式破碎機(jī)的主要機(jī)構(gòu)參數(shù)的選擇和計(jì)算4.1 轉(zhuǎn)子部分結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)子部分是錘式破碎機(jī)的主要部件，如圖4-1所示：轉(zhuǎn)子軸4，圓盤5，錘頭2，用錘頭銷軸3分別懸掛在圓盤之間，為防止圓盤和錘軸竄動(dòng)，固定圓盤套筒1固定。 圖 圖4-1 錘式破碎機(jī)的主要部件4.2轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的確定轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速是破碎機(jī)的重要工作參數(shù),影響破碎機(jī)的破碎效率和生產(chǎn)能力。轉(zhuǎn)子的速度 式中 v 轉(zhuǎn)子的圓周速度,m/s n轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)數(shù)，970r/min 按上式計(jì)算的轉(zhuǎn)子圓周速度只能作為選取時(shí)參考。根據(jù)文獻(xiàn)4可知，目前錘式破碎機(jī)的轉(zhuǎn)子圓周速度為1870m/s。一般中小型破碎機(jī)的轉(zhuǎn)速為7501 500 r/min，圓周速度為2570 m/s ;大型破碎機(jī)的轉(zhuǎn)速為200350 r/min ，轉(zhuǎn)子的圓周速度為1825 m/s。速度愈高,破碎產(chǎn)生的粒度愈小,錘頭及襯板、篦條的磨損越大,功率消耗也隨之增加。從設(shè)備制造角度來看,高轉(zhuǎn)速對(duì)機(jī)器零部件的加工、安裝精度要求也隨之增高,而且錘頭磨損與轉(zhuǎn)子圓周速度成正比,所以在滿足產(chǎn)品粒度要求的情況下,轉(zhuǎn)子圓周速度應(yīng)選取偏低值。綜合以上因素,取轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n =970r/min，則轉(zhuǎn)子的線速度v =30.46 m/s。4.3轉(zhuǎn)子軸的設(shè)計(jì)4.3.1轉(zhuǎn)子軸尺寸設(shè)計(jì)由于圓盤加厚，錘頭質(zhì)量加重，軸也要相應(yīng)加粗。該軸主要受轉(zhuǎn)矩m和轉(zhuǎn)子部分的重力。根據(jù)文獻(xiàn)3可知設(shè)計(jì)的軸并滿足以下條件：1.軸的彎曲強(qiáng)度不能大于許用彎曲強(qiáng)度彎曲強(qiáng)度彎矩 = + 式中 均勻載荷產(chǎn)生的彎矩為扭矩m產(chǎn)生的彎矩 式中 q為軸所受均勻載荷，q=9070N/m r 軸的最小半徑，可忽略不計(jì) L該破碎機(jī)兩軸承的距離，L=0.565m c轉(zhuǎn)子部分的寬度，c=0.4m可得 =512.5N/m = 159.2式中 傳遞功率 = 電動(dòng)機(jī)功率皮帶傳遞效率= 3090% =27 kw n轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速 n =970r/min =30.46m/s所以 = 727.1 Nm彎曲強(qiáng)度 12.396 Nm式中 抗彎截面系數(shù),軸的材料為鑄鋼，從參考文獻(xiàn)3得屈服強(qiáng)度為355N/，安全系數(shù) n = 1.152.5，取n=2；則=177.5mm 將和代入得，即mm 2.求撓度轉(zhuǎn)子的重力q產(chǎn)生的撓度與扭矩m產(chǎn)生的撓度迭加起來等于f，應(yīng)該滿足： 式中 均勻載荷產(chǎn)生的撓度 轉(zhuǎn)扭產(chǎn)生的撓度 E彈性模量，查參考文獻(xiàn) 6,得E = 200 GPa I慣性矩， 將、代入得 從參考文獻(xiàn)6查得 = 0.3mm/m將各數(shù)據(jù)代入得：mm 3.求轉(zhuǎn)角 轉(zhuǎn)角應(yīng)滿足每米不大于 式中 均勻載荷產(chǎn)生的扭角 轉(zhuǎn)扭產(chǎn)生的扭角從參考文獻(xiàn)6查得 = 將有公式和數(shù)據(jù)代入解得 各數(shù)據(jù)代入上式得 4.主軸尺寸綜合、可得 取軸徑中間最大徑145mm，即d = 145mm4.3.2轉(zhuǎn)子軸的校核主軸是支承轉(zhuǎn)子的主要零件，沖擊力由它來承受。因此，要求主軸的材質(zhì)具有較高的強(qiáng)度和韌性。通常主軸為圓形，有的主軸斷面為方行。由于作用在轉(zhuǎn)子主軸上每個(gè)瞬間的載荷大小不等，其用的持續(xù)時(shí)間又短，僅為千分之幾秒，而確定處載荷又與實(shí)踐情況較大，因此按一般方法計(jì)算轉(zhuǎn)子主軸的強(qiáng)度常偏大，當(dāng)轉(zhuǎn)子體發(fā)生嚴(yán)重故障時(shí)，主軸仍能保持完整無損。根據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)推薦，主軸的強(qiáng)度校核可以簡略成下列方法計(jì)算。作用在轉(zhuǎn)子主軸上的相對(duì)彎矩為： (4-15)式中 作用在主軸上的彎矩，其值可按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算 = /8 m （為轉(zhuǎn)子總重量，）；(4-16) 作用在主軸上的扭矩；=9550P/n； (4-17)P電動(dòng)機(jī)功率KW；30Kwn電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。1470r/min已知電動(dòng)機(jī)功率P=30Kw，轉(zhuǎn)速為970r/min則初步計(jì)算軸的最小直徑。由于選取軸的材料為38SiMnMo，調(diào)質(zhì)處理，由機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)可得。A與軸的材料及相應(yīng)的許用扭剪應(yīng)力如表4-1所示。38SiMnMo的基本參數(shù)：=3555Mpa,A=11297Mpa,取 A=105MPa。表4-1 軸常用的幾種材料的及A值軸的材料Q235-A、20Q275、354540Cr、35SiMn38SiMnMo、3Cr13/MPa1525203525453555A14912613511212610311297軸的最小直徑是與帶輪相連接的，考慮到其他因素的影響，參考=600400可逆式破碎機(jī)這里取:mm按常規(guī)考慮到圓盤在軸向固定等因素影響圓盤處的軸徑=145mm校核軸的強(qiáng)度 ：kgm = =36.62kgm kgm轉(zhuǎn)子軸調(diào)質(zhì)處理時(shí)：MpaMpa 根據(jù): mm只需要滿足34.56就可滿足強(qiáng)度，所以本設(shè)計(jì)選軸徑強(qiáng)度足夠。4.4錘頭參數(shù)的設(shè)計(jì)由于錘式破碎機(jī)的錘頭是鉸接地懸掛在轉(zhuǎn)子上，所以正確地選擇錘頭的重量對(duì)破碎機(jī)效果和能量消耗有很大作用。如果錘頭的重量選得小，則可能滿足不了錘擊一次就將礦塊破碎的要求；若是選得過大，則無用的功率消耗過大，這也是不經(jīng)濟(jì)的。因此，錘頭重量一定要滿足錘擊一次使礦塊破碎，并使無用功率消耗達(dá)到最小值，同時(shí)還必須不使錘頭過度向后偏倒倒。4.4.1錘頭質(zhì)量確定的理論分析計(jì)算錘頭質(zhì)量的方法有兩種：一種是根據(jù)使錘頭運(yùn)動(dòng)起來生產(chǎn)的動(dòng)能等于破碎礦石所需的破碎功來計(jì)算錘頭的重量；另一種是根據(jù)碰撞理論動(dòng)量相等的原理來計(jì)算錘頭的重量。前一種方法由于沒有考慮錘頭打擊礦塊后的速度損失，故計(jì)算出來的錘頭重量往往偏小。1. 根據(jù)碰撞理論動(dòng)量相等的原理計(jì)算錘頭重量根據(jù)碰撞理論動(dòng)量相等的原理計(jì)算錘頭重量時(shí)，考慮錘頭打擊礦塊后，必然會(huì)產(chǎn)生速度損失。根據(jù)時(shí)間總結(jié)，追拖打擊礦塊后的允許速度損失隨著破哦隨即的規(guī)格大小而變，一般在40%60%的范圍內(nèi)，即如圖4-2所示： 圖4-2 錘頭打擊物料簡圖在這一過程中，設(shè)錘頭給物料的沖量為 ，物料給錘頭的沖量為 ，錘頭的質(zhì)量為 ，沖擊物料前后的速度分別為 。最大物料塊的質(zhì)量為 ，物料受到錘頭沖擊物料前和物料被錘頭破碎后將離開錘頭瞬間的速度分別為 ，根據(jù)文獻(xiàn)7得到下列公式 式中 則， 沖擊物料前錘頭和物料的動(dòng)能為物料受到?jīng)_擊剛好被破碎離開錘頭前瞬間錘頭和物料的動(dòng)能為故在錘頭沖擊破碎物料過程中動(dòng)能的損失為 將代入得 整理上式得 或 式中 錘頭的理想質(zhì)量，； 最大物料塊質(zhì)量，； 錘頭沖擊物料過程中所損失的能量； 錘頭打擊物料前的速度，； R轉(zhuǎn)子半徑； n轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速由式 求得的錘頭質(zhì)量是假定破碎機(jī)在理想工作狀態(tài)下，即錘頭在沖擊過程中所損失的能量，全部用在破碎物料上。實(shí)際破碎機(jī)在工作過程中，有機(jī)械損失，熱量損失等。因此在確定錘頭質(zhì)量時(shí)，應(yīng)當(dāng)考慮到各種能量損失。2.根據(jù)經(jīng)驗(yàn)推算法確定錘頭質(zhì)量還有一種確定錘頭質(zhì)量的方法叫經(jīng)驗(yàn)推算法。錘頭沖擊物料后，其速度損失過大，這會(huì)使錘頭繞自己的懸掛軸回轉(zhuǎn)而向后傾斜過大，在下一次與物料相遇時(shí)，會(huì)空過而不破碎物料，因而會(huì)降低破碎機(jī)的生產(chǎn)能力和增加無用功的消耗。當(dāng)然，錘頭沖擊物料產(chǎn)生的傾斜在離心力的作用下迅速復(fù)原，不影響第二次沖擊物料。所以錘頭沖擊物料后只能允許速度損失不大于50%60%。根據(jù)文獻(xiàn)7 即：由式 式中 ，則整理上式可得 即 從式 中可以得出，錘頭質(zhì)量只與最大物料塊質(zhì)量有關(guān)。實(shí)際上用式 來確定錘頭質(zhì)量，能保證破碎機(jī)的良好破碎性能。分別計(jì)算式 和式 ，求得錘頭質(zhì)量，并取較大者。4.4.2錘頭質(zhì)量參數(shù)的確定根據(jù)參考文獻(xiàn)5并由碰撞理論動(dòng)量相等的原理計(jì)算錘頭重量 = (0.60.4) 式中 錘頭打擊物料前的圓周線速度,m/s ; 錘頭打擊物料后的圓周線速度,m/s。轉(zhuǎn)子的直徑愈大,允許速度損失就愈大,反之取偏小值。若錘頭物料是塑性碰撞,且設(shè)物料碰撞前的速度為零,則根據(jù)碰撞理論動(dòng)量相等的原理可得m= m+Q 式中 m 錘頭折算到打擊中心處的質(zhì)量,kGQ 最大物料塊的質(zhì)量,kG將式1 代入式2 ,得m = (0.71.5)Q m 僅僅是錘頭的打擊質(zhì)量,錘頭實(shí)際質(zhì)量應(yīng)根據(jù)打擊質(zhì)量的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和錘頭質(zhì)量的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量相等的條件進(jìn)行質(zhì)量代換 式中 r 錘頭打擊中心到懸掛點(diǎn)的距離,m; 錘頭的重心到懸掛點(diǎn)的距離,m。從式4可以看出,錘頭質(zhì)量只與打擊物料的質(zhì)量有關(guān),實(shí)際上還與物料的性質(zhì)、受力情況和轉(zhuǎn)子速度有關(guān)。根據(jù)動(dòng)量定理m (v1-v2) = Ft 式中