立軸式破碎機(jī)設(shè)計(jì)

1、1前言建材產(chǎn)品的生產(chǎn),從原料、燃料到半成品都需要進(jìn)行破碎和粉磨,其目的是使物料的表面積增加,以提高物理作用的效果及化學(xué)反應(yīng)的速度,如促進(jìn)均勻混合,提高物料的流動(dòng)性,便于貯存和運(yùn)輸,提高產(chǎn)量等。水泥熟料和石膏一起磨碎成最終產(chǎn)品,其磨碎的粒度越細(xì),表面積越大,則水泥的標(biāo)號(hào)就越高。改善和提高產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量,減少動(dòng)力消耗,降低生產(chǎn)成本,對(duì)達(dá)到優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低消耗具有重要意義。機(jī)械沖擊粉碎是建材行業(yè)材料破碎的主要手段，其設(shè)備效率是重要的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。目前在破碎機(jī)的設(shè)計(jì)研究中，主要集中在耐磨材料和常規(guī)設(shè)計(jì)的改進(jìn)。在水泥行業(yè)、選礦電力等工業(yè)領(lǐng)域中廣泛使用粉磨機(jī)械，但各類粉磨機(jī)械都有生產(chǎn)效率低，能耗高的缺點(diǎn)

2、。當(dāng)前的發(fā)展趨勢是“以破代磨”，借助加強(qiáng)粉磨機(jī)前的粉碎，降低入料粒度，可大幅度提高粉磨機(jī)產(chǎn)量，降低綜合能耗。本課題是結(jié)合市場上所使用的各類型號(hào)的破碎機(jī)及由廠家在使用過程中所反饋的信息,分析其問題的來源,并相互比較綜合各類破碎機(jī)的優(yōu)點(diǎn),經(jīng)師生討論而確定的。設(shè)計(jì)要求:a、最大進(jìn)料粒度：<150mm；b、出料粒度：<10mm；c、生產(chǎn)能力：25-30t/h。使用范圍：立軸式破碎機(jī)既可以用于生料的破碎,又可以用于熟料的破碎。它適用于粉碎水泥熟料、粒狀高爐礦渣、石灰石、砂巖、頁巖、煤矸石、煤塊、鋁塊石、金礦石、鉬礦石等多種物料。它廣泛應(yīng)用于：建材、化工、冶金、電力、煤炭、礦山等工業(yè)部門。技術(shù)

3、要求：機(jī)械設(shè)計(jì)應(yīng)保證其功能良好、使用可靠、維護(hù)方便；零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要選擇合理的毛坯型式和材料，并盡可能的采用標(biāo)準(zhǔn)件和通用件，并具有良好的工藝性。設(shè)計(jì)方法：采用二維CAD繪制圖紙和在UG平臺(tái)上創(chuàng)建三維模型相結(jié)合的方法，更加直觀地將所要設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)表達(dá)出來。本課題著重解決如何將反擊式破碎機(jī)和錘式破碎機(jī)的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合、錘頭磨損問題和機(jī)體平衡問題、破碎機(jī)在工作過程中的粉塵泄露問題及破碎機(jī)的各工作參數(shù)的優(yōu)化確定方法等。本設(shè)計(jì)具有很強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值。因?yàn)椴捎昧撕芏嘈碌慕Y(jié)構(gòu)，大大降低了制造和維護(hù)的費(fèi)用，減少了機(jī)器調(diào)整的次數(shù)，保證了生產(chǎn)的連續(xù)性。2概述2.1 水泥裝備的發(fā)展趨勢11水泥生產(chǎn)的機(jī)械裝備是生產(chǎn)水泥的重要工具，

4、是提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、降低水泥成本、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度的重要手段。綜觀目前國內(nèi)外水泥行業(yè)發(fā)展?fàn)顩r可知，水泥裝備的發(fā)展趨勢大致可分為三個(gè)方面： a.向大型化方向發(fā)展近年來，世界水泥工業(yè)發(fā)展的動(dòng)向之一是大型化。各國都在致力于開發(fā)大型化的設(shè)備及其應(yīng)用技術(shù)，因?yàn)榇笮退鄰S能降低生產(chǎn)成本，減少能耗，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，特別是日產(chǎn)5000t熟料的水泥廠經(jīng)濟(jì)效益特別顯著。b.向自動(dòng)化方向發(fā)展水泥廠的自動(dòng)化程度是衡量水泥工業(yè)現(xiàn)代化的標(biāo)志之一，自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用利用提高主機(jī)產(chǎn)量和設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)率，降低熱耗，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。c.向節(jié)能化方向發(fā)展從生產(chǎn)工藝上看，這種能源消耗可分為兩部分：一部分是消耗燃料多的熟料燒成系統(tǒng)；一部分是消耗電能

5、多的原料和熟料的粉磨系統(tǒng)。因此，各國都在積極開發(fā)節(jié)能降耗的水泥成套設(shè)備。磨前破碎正是向節(jié)能方向發(fā)展的一個(gè)重要路口，也正是水泥設(shè)備發(fā)展的必經(jīng)之路。2.2 設(shè)計(jì)要求及分析課題物料在經(jīng)過粗碎、中碎以后，一般粒徑為30100mm，而進(jìn)入磨機(jī)的粒徑一般為30mm左右，由于進(jìn)入磨機(jī)的粒徑仍很大，且不均衡，不但增加了磨機(jī)的負(fù)荷，而且也增加了磨機(jī)的功耗，根據(jù)邦德理論，粉碎物料所消耗的能量，與物料產(chǎn)生的裂縫長度成正比，而裂縫又與物料粒徑的平方根成反比。即：w=k(1/-1/),d為進(jìn)料粒徑，D為出料粒徑，因此，設(shè)計(jì)的要求是經(jīng)過一級(jí)破碎的物料進(jìn)入球磨機(jī)之前增加一級(jí)破碎，以均衡和降低物料的入料粒度，從而顯著地降低功

6、耗，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。錘式破碎機(jī)的結(jié)構(gòu)由錘頭轉(zhuǎn)子篦條篩內(nèi)壁襯板機(jī)架等組成；它是通過物料進(jìn)入破碎機(jī)中,受到高速回轉(zhuǎn)的錘頭沖擊而破碎,物料從錘頭處獲得動(dòng)能,以高速?zèng)_向破碎板進(jìn)行第二次破碎,粒度小的從篦條篩中排出,粒度大的物料在篦條篩上再經(jīng)過錘頭的沖擊研磨銑削而破碎,合格粒度由篦條篩排出。反擊式破碎機(jī)的結(jié)構(gòu)由反擊板打擊板轉(zhuǎn)子組成；它將物料反復(fù)地沖擊,同時(shí),物料之間也互相撞擊而得到破碎。立軸式破碎機(jī)的結(jié)構(gòu)由機(jī)體主軸轉(zhuǎn)子襯板進(jìn)出料口組成；物料進(jìn)入第一破碎腔,受高速回轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子上的板錘的沖擊破碎,獲得動(dòng)能的料塊拋擊到筒體的襯板上進(jìn)一步破碎,料塊群在機(jī)腔中互相撞擊而得到第一次破碎；物料進(jìn)入第二破碎腔受第二轉(zhuǎn)

7、子的擠壓沖擊,把料層壓緊而變密實(shí),隨著擠壓沖擊力的上升,當(dāng)應(yīng)力超過顆粒所承受的強(qiáng)度時(shí),物料被粉碎。本課題設(shè)計(jì)的破碎機(jī)是兼以上三者之優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行破碎,因此,確定為立軸式破碎機(jī)。2.3 立軸式破碎機(jī)的工作原理簡介破碎機(jī)體內(nèi)研磨介質(zhì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分為二部分，其一為在筒體內(nèi)旋轉(zhuǎn)，其二為帶到一定高度后拋落，即拋落運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。前者粉碎的主要形式為研磨，而后者為沖擊。磨內(nèi)物料隨著研磨和沖擊的綜合作用而使物料粉碎。立軸式破碎機(jī)的破碎部分主要由錘擊部分和反擊部分兩部分組成，物料由進(jìn)料口進(jìn)入破碎腔，經(jīng)過錘頭的沖擊、剪切、劈碎、折斷，使得物料粒徑降低，然后再經(jīng)過反擊破碎，通過反擊破碎中反擊板的沖擊、剪切和物料的自撞破碎，進(jìn)一步

8、降低和均衡物料的粒徑，從而實(shí)現(xiàn)了物料粉碎的目的。2.4 立軸式破碎機(jī)的構(gòu)造立軸式破碎機(jī)由筒體、轉(zhuǎn)子、機(jī)蓋附件、底座等部分組成，筒體由機(jī)殼、門、隔板、反擊板組成，各部件分別用焊接螺栓、螺釘連結(jié)成一體；轉(zhuǎn)子由主軸、錘架組成。錘架上偏心銷軸將錘頭分4排懸掛在錘架之間，為了防止錘架和錘頭的軸向竄動(dòng)，錘架一端用軸套軸向固定，一端用止退墊圈和鎖緊螺母固定，轉(zhuǎn)子支承在三個(gè)滾動(dòng)軸承上，機(jī)殼內(nèi)部有反擊板，反擊板磨損后可以更換，機(jī)蓋與軸之間漏灰現(xiàn)象嚴(yán)重，為了防止漏灰，設(shè)有軸封。主軸是破碎機(jī)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)具有較高的硬度和韌性，如用45鋼。主軸斷面為圓形，錘架用36mm寬的

9、平鍵與軸連接，錘架是用來安裝錘頭的，但破碎機(jī)在逆轉(zhuǎn)時(shí)，錘架與物料接觸，易造成磨損，所以選擇的材料要具有一定的耐磨性。該錘架的銷軸孔都為6個(gè)孔，可以在銷軸孔磨損后，把錘頭安裝在另一個(gè)位置，在錘架中，上面一個(gè)圓盤用以減少偏心銷軸的磨損程度。錘頭的質(zhì)量、形狀和材質(zhì)對(duì)破碎機(jī)的生產(chǎn)能力有很大的影響。錘頭動(dòng)能的大小與錘頭質(zhì)量成正比，動(dòng)能越大，即錘頭質(zhì)量越大，破碎效率愈高，但能耗佷大。因此，應(yīng)根據(jù)不同的進(jìn)料尺寸來選擇適當(dāng)?shù)腻N頭質(zhì)量。錘頭耐磨性是其主要質(zhì)量指標(biāo)之一，提高錘頭的耐磨性，可以縮短破碎機(jī)的檢修停車時(shí)間，就能大大的提高立軸式破碎機(jī)的利用率和減少檢修費(fèi)用。機(jī)蓋部件由機(jī)蓋、滾動(dòng)軸承、圓錐套、上軸承蓋、上密

10、封環(huán)、圓螺母以及直通式油杯組成，用螺栓連接在一起，軸承蓋用于軸承的外圓定位，軸承蓋內(nèi)的內(nèi)油氈槽用以安裝油氈起密封油的作用，軸承蓋外面有凸起的環(huán)體，擋住外面的灰塵進(jìn)入軸承蓋內(nèi)，圓螺母和止退墊圈使軸承的內(nèi)圈得以定位，上密封環(huán)擋住筒體內(nèi)的灰塵進(jìn)入到機(jī)蓋內(nèi)，即采用迷宮密封來擋灰。軸承的潤滑采用直通式油杯油潤滑，軸承間隙的調(diào)整可通過調(diào)整墊片得以實(shí)現(xiàn)。 底座部件由支承套、滾動(dòng)軸承、下軸承蓋、下密封環(huán)、軸套、墊片、注油裝置、底座等組成，用螺栓連接在一起，底座用于整個(gè)轉(zhuǎn)子軸的定位，支承套用來支承兩個(gè)滾動(dòng)軸承和下軸承蓋，調(diào)心滾子軸承主要用來承受軸向力，推力調(diào)心滾子軸承主要承受徑向力，在兩個(gè)軸承之間增加一塊墊片，

11、隔開兩軸承以避免兩軸承直接接觸，影響兩軸承的壽命。上軸承蓋用來定位，推力調(diào)心滾子軸承的外圈定位，兩軸承之間的墊片用于保證兩軸承的內(nèi)圈定位，軸承蓋內(nèi)毛氈用來保證潤滑油的密封，下軸承蓋和下密封環(huán)組成的環(huán)形密封用來擋住筒體內(nèi)的灰塵進(jìn)入到軸承中。 進(jìn)料口由法蘭、鋼板焊接而成，用螺栓連接在機(jī)蓋上。 出料口由法蘭，鋼板焊接而成，用螺栓連接在底座的加強(qiáng)筋上。機(jī)蓋部分與筒體,筒體與底座均用螺栓連接在一起，轉(zhuǎn)子與底座之間用軸承來支承。立軸式破碎機(jī)結(jié)構(gòu)模型如圖2-1所示圖2-1 立軸式破碎機(jī)結(jié)構(gòu)模型圖3 總體方案論證3.1 機(jī)型的確定立軸式破碎機(jī)結(jié)構(gòu)如圖3-1所示 圖3-1 立軸式破碎機(jī)結(jié)構(gòu)圖1-機(jī)械傳動(dòng)部分，2

12、-反擊破碎部分，3-錘擊破碎部分該機(jī)由三個(gè)主要部分組成：（1）機(jī)械傳動(dòng)部分（2）反擊破碎部分（3）錘擊破碎部分。起主要作用的是錘擊破碎部分和反擊破碎部分，皮帶傳動(dòng)部分傳遞所需的動(dòng)力。該機(jī)采用立軸式上下安置，充分利用物料自身的重量。減少物料運(yùn)輸過程所消耗的動(dòng)力。通過反擊破碎和圓錐破碎，從而達(dá)到降低粒徑的目的。32 產(chǎn)品的確定該機(jī)的產(chǎn)量需滿足下列要求a.年產(chǎn)10萬噸以上；b.不是全日制工作，每年工作為300天，每天工作816小時(shí)。在此基礎(chǔ)上，該機(jī)的設(shè)計(jì)產(chǎn)量為2530t/h。 4 傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)4.1 電動(dòng)機(jī)的選擇10411立軸式破碎機(jī)的設(shè)計(jì)參數(shù) 進(jìn)料粒徑150出料粒徑10412 功率的確定由邦

13、德理論 N=k×(1/1/) （4-1）式中：d出料粒徑，um；D進(jìn)料粒徑，um；Q產(chǎn)量，t/h；得 N=185×(1/1/)X40 =57kw由電機(jī)功率,查手冊:選電機(jī)型號(hào)為Y280M-6 功率為55kw 轉(zhuǎn)速為980r/min 外形尺寸為1198×555×640(長×寬×高)。42 傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì)10 確定計(jì)算功率Pca考慮到載荷的性質(zhì)、原動(dòng)機(jī)的不同和每天工作時(shí)間的長短等，計(jì)算功率Pca比要求傳遞的功率P略大，即 （4-2）式中： KA工作情況系數(shù)， 選擇V帶型號(hào)1根據(jù)計(jì)算功率由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊圖12-1-1確定選用D型帶。

14、4.2.3 確定帶輪直徑dd1，dd2a) 參考機(jī)械設(shè)計(jì)手冊帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)部分，選取小帶輪直徑=355。b) 驗(yàn)算帶的轉(zhuǎn)速 （4-3）= 帶的速度合適 (普通V帶)c) 從動(dòng)帶輪直徑= （4-4） 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊表12-1-10查得=400mm 確定中心距a和帶的基準(zhǔn)長度根據(jù) 0.7(+)<<2(+) （4-5） 取 =1200根據(jù) （4-6）由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊表12-1-4 選帶的基準(zhǔn)長度 （4-7） 驗(yàn)算主動(dòng)輪上的包角 （4-8）主動(dòng)輪包角合適 確定V帶根數(shù)za)由線性插值法求得額定計(jì)算功率P0 （4-9）額定功率值的增量P0=3.92,包角系數(shù)K=0.98,長度系數(shù)KL=0.90b)

15、計(jì)算V帶根數(shù)z （2-10） 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊表12-1-18 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊表12-1-21 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊表12-1-22 根取z=5根4.2.7 計(jì)算單根V帶初拉力F (2-11)由表12-1-23 m=0.624.2.8 計(jì)算對(duì)軸的壓力FQ (4-12)5 立軸式破碎機(jī)主要參數(shù)的確定5.1基本結(jié)構(gòu)參數(shù) 轉(zhuǎn)子的直徑與長度7轉(zhuǎn)子直徑一般根據(jù)給料塊的尺寸來決定，提出轉(zhuǎn)子直徑與給料塊尺寸之比為1.25,大型破碎機(jī)取低值。D=1000mm。轉(zhuǎn)子軸直徑與長度之比值一般為0.72，物料沖擊力較強(qiáng)時(shí),應(yīng)取較大的比值. （5-1） （5-2） 基本結(jié)構(gòu)尺寸11a給料口寬度、長度、高度、傾角給料口寬度大于2

16、倍最大給料尺寸取B=300mm、L=310mm,為了要求給料有一定的垂直下落速度取h=560mm,要求入料塊經(jīng)導(dǎo)板給入，因此，導(dǎo)板的傾角不應(yīng)小于60，否則引起給料塊的堆積。b卸料口尺寸破碎機(jī)的卸料口尺寸由產(chǎn)品粒度的大小來決定。c給料方式破碎機(jī)要求給料塊有一定的垂直下落速度，故給料口一般都設(shè)置在機(jī)架的上方。 錘頭質(zhì)量的確定11由于立軸式破碎機(jī)的錘頭是通過偏心銷軸固定在轉(zhuǎn)子上的，所以正確地選擇錘頭質(zhì)量消耗都有很大的作用，如果錘頭質(zhì)量選的過小，則可能滿足不了錘頭一次就將物料破碎的要求。若是選得過大，這是不經(jīng)濟(jì)的，而且旋轉(zhuǎn)起來產(chǎn)生的離心力也很大，對(duì)轉(zhuǎn)子上的其它零件要產(chǎn)生影響并且易損壞。因此，錘頭質(zhì)量一

17、定要滿足錘擊一次使物料破碎，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。計(jì)算錘頭質(zhì)量的方法有兩種：一種是使錘頭運(yùn)動(dòng)起來產(chǎn)生的動(dòng)能等于破碎物料所需的破碎功，另一種是根據(jù)碰撞理論的動(dòng)量相等原理。前一種方法由于沒有考慮錘頭打擊物料后的速度損失，故計(jì)算出來的錘頭質(zhì)量往往偏小，需要根據(jù)實(shí)際情況修正。.1按動(dòng)能定理計(jì)算錘頭質(zhì)量 （5-3）式中 D 轉(zhuǎn)子直徑，mm ； n 轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，m/s； 轉(zhuǎn)子圓周方向的錘頭排數(shù)； 轉(zhuǎn)子橫向每排的錘頭個(gè)數(shù)；因?yàn)?（5-4） （5-5） （5-6） （5-7）式中 N 電動(dòng)機(jī)功率，kw；E 錘頭的動(dòng)能，J；m 錘頭的質(zhì)量，kg；v 錘頭的圓周速度，m/s；

18、 轉(zhuǎn)子上全部錘頭每轉(zhuǎn)一次所產(chǎn)生的動(dòng)能, J；所以 5.1.3.2 按動(dòng)量定理計(jì)算錘頭質(zhì)量國家碰撞理論動(dòng)量相等的原理計(jì)算錘頭質(zhì)量時(shí)，考慮到錘頭打擊物料后必然會(huì)產(chǎn)生速度損失。如果錘頭打擊物料后，其速度損失過大，就會(huì)使錘頭繞本身的懸掛軸向后偏倒，這時(shí)錘頭由于速度減小而使動(dòng)能減小，在下一次與物料相遇時(shí)，物料通過而不破碎物料，因而會(huì)降低破碎機(jī)的生產(chǎn)率和增加無用功的消耗。為了使錘頭打擊物料后產(chǎn)生的偏倒，能夠由離心力的作用而在第二次破碎物料前很快恢復(fù)到正常工作位置，就要求錘頭打擊物料后的速度損失不宜過大。根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，錘頭打擊物料后的允許速度損失隨著破碎機(jī)的規(guī)格大小而變，一般允許速度損失為4060。即 （5

19、-8）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； （5-9）式中 修正系數(shù)，=0.210.28 物料的抗壓強(qiáng)度, 物料邊長, m 錘頭打擊物料的時(shí)間,一般采用0.0010.0015s。 （5-10）式中 錘頭的實(shí)際質(zhì)量，kg； 錘頭重心到懸掛點(diǎn)的距離，m； 錘頭打擊中心到懸掛點(diǎn)的距離，m。5.2 主要工作參數(shù)的確定 轉(zhuǎn)子的速度從立軸式破碎機(jī)的特點(diǎn)可看見，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速是破碎機(jī)的重用工作參數(shù)，它影響著破碎機(jī)的破碎效率、破碎比和生產(chǎn)能力。由 （5-11）式中 轉(zhuǎn)子的圓周速度，m/s； 轉(zhuǎn)子直徑，m。得 一般中小型破碎機(jī)的轉(zhuǎn)速為7501500r/min，圓周速度為25

20、70m/s。5.2.2 生產(chǎn)能力7 （5-12）式中 L 轉(zhuǎn)子長度，m； b 卸料篦條間歇，m； 出料塊的粒度，m； Z 卸料篦條間歇的數(shù)目， 松散與排料不均勻系數(shù)0.02； K 轉(zhuǎn)子圓周方向錘子的排數(shù)； n 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，r/min； r 石灰石的堆積比重，。5.2.3 功率12功率消耗和很多因數(shù)有關(guān)，但主要取決于物料的性質(zhì)，轉(zhuǎn)子的圓周速度，破碎比和生產(chǎn)能力。 （5-13）式中 m 錘頭質(zhì)量，kg； R 轉(zhuǎn)子半徑，m； n 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，r/min； 機(jī)械效率， =0.70.85； 修正系數(shù)。與轉(zhuǎn)子的圓周速度有關(guān)，隨圓周速度增加而減少，因?yàn)樗俣扔撸總€(gè)錘頭打擊物料的機(jī)會(huì)率愈低。查建筑材料機(jī)械設(shè)計(jì)表

21、1-4 得=0.00125。5.3 轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4軸的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核.1軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)a) 軸的材料及熱處理由于破碎機(jī)的設(shè)計(jì)功率不是太大，對(duì)其重量和尺寸無特殊要求，故選擇常用材料45鋼，調(diào)質(zhì)處理。b)初估軸徑按扭矩初估軸的直徑，查機(jī)械設(shè)計(jì)表10-2，得C=106-117，考慮倒安裝皮帶輪僅受扭矩作用，取C=110，則 (5-14)式中： C由軸承的材料和承載情況縮確定的常數(shù)； P軸的輸出功率，kw； n軸的轉(zhuǎn)速，r/min.符合要求，所以軸的設(shè)計(jì)合格。 軸的強(qiáng)度計(jì)算1軸的各段長度主要根據(jù)軸上零件的轂長或軸上的零件配合部分的長度確定。另外，也要根據(jù)機(jī)體及軸承蓋等零件有關(guān)。本設(shè)計(jì)中，綜合考慮機(jī)體、

22、轉(zhuǎn)子、襯板、軸承座等因素的影響后，軸的具體設(shè)計(jì)尺寸如圖5-1所示。圖5-1 軸的結(jié)構(gòu)尺寸.1 破碎力的確定沖擊時(shí)間的計(jì)算 (5-15) 式中: R料塊的半徑，m； v轉(zhuǎn)子的圓周速度，m/s。 破碎力P的計(jì)算 (5-16) 式中: P破碎力，N；m料塊的質(zhì)量，kg；v0沖擊后物料的速度，m/s；t沖擊時(shí)間，s。.2 軸的受力分析(見圖5-2)a畫軸的受力簡圖(見圖b)。圖5-2 軸的受力分析及彎扭矩圖b 計(jì)算支承反力。由式： (5-17)得由式： (5-18)得 在垂直面上 (5-19) c畫彎矩圖（見圖c，d，e）由式： （5-20）在水平面上，aa剖面左側(cè)aa剖面右側(cè)在垂直面上合成彎矩，aa

23、剖面左側(cè)由式： （5-21）得aa剖面右側(cè)d畫轉(zhuǎn)矩圖（見圖f）由式： （5-22）得，轉(zhuǎn)矩 .3 判斷危險(xiǎn)剖面顯然，由圖中aa截面處合成彎矩最大、扭矩為T，該截面左側(cè)可能是危險(xiǎn)剖面；bb截面處合成彎矩不是最大，但該截面左側(cè)軸徑小于aa截面處軸徑，故bb截面左側(cè)也可能是危險(xiǎn)剖面。若從疲勞強(qiáng)度角度考慮，aa、bb截面處均有應(yīng)力集中，且bb截面處應(yīng)力集中更嚴(yán)重，故aa截面左側(cè)和bb截面左、右側(cè)均有可能是疲勞破壞危險(xiǎn)剖面。.4 軸的彎扭合成強(qiáng)度校核由機(jī)械設(shè)計(jì)表10-1查得由式 （5-23）a) aa截面左側(cè)由式 （5-24）b) bb截面左側(cè)bb截面處合成彎矩： 由式： （5-25）.5 軸的疲勞強(qiáng)度

24、安全系數(shù)校核由表10-1查得。aaa截面左側(cè)由附表10-1查得由附表10-4絕對(duì)尺寸；軸經(jīng)過磨削加工表面質(zhì)量系數(shù)則彎曲應(yīng)力 （5-26）應(yīng)力幅 平均應(yīng)力 Mpa切應(yīng)力 (5-27)式中： T 軸所傳遞的轉(zhuǎn)矩，N.mm; W 抗扭截面系數(shù),。校核危險(xiǎn)剖面疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)安全系數(shù) （5-28） 在彎矩作用下和在轉(zhuǎn)距作用下的安全系數(shù)分別為 （5-29） （5-30） 得，查表10-6得許用安全系數(shù)顯然S>>, 故aa剖面安全。b. bb截面右側(cè)抗彎截面系數(shù) 抗扭截面系數(shù) 彎曲應(yīng)力 切應(yīng)力 由附表10-1查得過盈配合引起的有效應(yīng)力集中系數(shù)。又。則顯然，故bb截面右側(cè)安全。c. bb截面左側(cè)

25、bb截面左右側(cè)的彎矩、扭矩相同。彎曲應(yīng)力 切應(yīng)力 ，由附表10-2查得圓角引起的有效應(yīng)力集中系數(shù)，由附表10-4查得絕對(duì)尺寸系數(shù)。則顯然，故bb截面左側(cè)安全。以上計(jì)算表明：軸的彎扭合成強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度是足夠的。 轉(zhuǎn)子的設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)參閱了國內(nèi)市場上對(duì)破碎機(jī)的研究資料,結(jié)合各類型破碎機(jī)轉(zhuǎn)子的不同結(jié)構(gòu) ,錘頭排列分布方式如圖5-3所示。圖5-3 轉(zhuǎn)子的安裝結(jié)構(gòu)1-鍵；2-軸套；3-上圓盤；4-中圓盤；5-錘頭；6-下圓盤；7-轉(zhuǎn)子隔套；8、9-偏心銷軸；10-鍵；11-軸套；12-主軸由圖5-3可知, 錘頭在兩隔板之間是按60°的間隔布置著六個(gè)錘頭,即著六個(gè)錘頭中心線處在一個(gè)平面上。設(shè)計(jì)時(shí)適當(dāng)

26、調(diào)整錘頭間隔套尺寸,保持錘頭總數(shù)不變，而如此排布錘頭在破碎腔空間上有效利用了錘頭的“空間打擊”能力，能夠顯著提高破碎效率，降低了能耗。.1 錘頭的設(shè)計(jì)11錘頭是錘式破碎的主要工作零件。錘頭的質(zhì)量、形狀和材質(zhì)對(duì)破碎機(jī)的生產(chǎn)能力有很大的影響。錘頭動(dòng)能的大小與錘頭的質(zhì)量成正比，動(dòng)能越大，即錘頭的質(zhì)量愈大，破碎效率越高，能耗也愈大。因此，要根據(jù)不同的進(jìn)料塊尺寸來選擇適當(dāng)?shù)腻N頭質(zhì)量。錘頭的耐磨性是其主要質(zhì)量指標(biāo)，提高錘頭的耐磨性，可縮短破碎機(jī)的檢修停車時(shí)間。從而，提高破碎機(jī)的利用率和減少維護(hù)費(fèi)用。傳統(tǒng)的錘頭一般是用高碳鋼鍛造或鑄造，也有用高錳鋼鑄造的。近來有的用高鉻鑄鐵錘頭復(fù)合鑄造，即錘柄采用ZG310

27、570鋼，而錘頭采用高鉻鑄鐵，其耐磨性比高錳鋼錘頭提高數(shù)倍?，F(xiàn)在錘頭的設(shè)計(jì)已經(jīng)由傳統(tǒng)的整體式設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)變?yōu)榻M合式的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。另外，新型材料的研制，特別是高硬度耐磨材料的研制成功也為錘頭的設(shè)計(jì)及錘頭性能的提高提供了保證條件，也為本課題提供了較大的選擇余地。在綜合考慮了本課題的技術(shù)要求和工作要求后，我們決定采用新型的組合式錘頭結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（如圖5-4所示）。圖5-4 組合式錘頭 安裝3轉(zhuǎn)子與主軸之間的配合為間隙配合，配合為D8/H8。5.4 軸承和鍵的選用8 軸承的選用和潤滑a軸承所受載荷的大小、方向和性質(zhì)，是選擇滾動(dòng)軸承的主要依據(jù)。上端選： GB/T288-1994 1536622型調(diào)心滾子軸承下端選：

28、 GB/T288-1994 153622型調(diào)心滾子軸承 GB5801-1994 9039430型推力調(diào)心滾子軸承b校核軸承的使用壽命根據(jù) （5-31）對(duì)于153662型軸承，假定其壽命為3年查手冊 該軸承符合要求。c軸承潤滑方式選用油管潤滑。 鍵的選用a鍵分別選平鍵 28×16×104 （GB1095-86） 36×20×848 （GB1095-86）b平鍵的校核 根據(jù) （5-32）T 轉(zhuǎn)矩，；d 軸的直徑，；h 鍵的高度，； 鍵的工作長度，；許用擠壓應(yīng)力，由機(jī)械手冊表3.1查得=3045。鍵一：28×16×104 符合要求。鍵二：3

29、6×20×848符合要求。6 相關(guān)零件的設(shè)計(jì)6.1反擊板的設(shè)計(jì)反擊板的作用是承受被板錘擊出的物料在其上沖擊破碎，將破碎后的物料重新彈回破碎區(qū)，再次進(jìn)行沖擊破碎。設(shè)計(jì)的要求是，被板錘沖擊后的物料經(jīng)反擊后的位置剛好為該板錘旋轉(zhuǎn)以后的位置，以利用再次進(jìn)行沖擊破碎。反擊板結(jié)構(gòu)如圖6-1所示。 圖6-1 反擊板結(jié)構(gòu)圖破碎機(jī)反擊板經(jīng)各種表面積形狀實(shí)驗(yàn)比較,采用棱條結(jié)構(gòu)效果最好。因?yàn)槔鈼l尖角部分鑄造質(zhì)量和熱處理后硬度高, 抗磨損能力強(qiáng)。而且抗磨面是逐漸加大，磨損尺寸逐漸減緩。反擊板材質(zhì)采用耐磨合金鋼，這些措施都有利于反擊板壽命的延長。反擊板的安裝方式為從側(cè)面推入鉸接件，再由緊固螺栓壓緊。

30、6.2 門的設(shè)計(jì)在物料破碎過程中，難免有難破碎的大塊物料，落在反擊板與轉(zhuǎn)子之間。由于物料粒徑較大，難以從下料口排出，易引起物料阻塞。為清除阻塞物料,保證機(jī)構(gòu)的正常運(yùn)行，所以開設(shè)防護(hù)門。門的結(jié)構(gòu)如圖6-2所示6-2 門的結(jié)構(gòu)防護(hù)門為組焊件，門材料為45鋼。耳環(huán)焊接在門上面，接頭形式為角焊接。7 輔助零件的設(shè)計(jì)7.1 注油管對(duì)滑動(dòng)軸承采用油潤滑，須用到注油管。注油管可用兩端有螺紋的鋼管。一端固定在機(jī)蓋上，一端用螺母固定在機(jī)座上。7.2 密封裝置的選擇本設(shè)計(jì)中的密封方式選用氈圈式密封，利用矩形截面的毛氈圈嵌入梯形槽中所產(chǎn)生的對(duì)軸的壓緊作用、獲得防止?jié)櫥吐┏龊屯饨珉s質(zhì)、灰塵等侵入軸承室的密封效果。8

31、 結(jié)論 本次設(shè)計(jì)總體來說較為成功。在分析目前市場上的各類型的破碎機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、技術(shù)特點(diǎn)以及使用情況后，我們確定了設(shè)計(jì)一種新型的破碎機(jī)的課題，就是將錘式破碎機(jī)和反擊式破碎機(jī)的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來。在這個(gè)指導(dǎo)思想下，設(shè)計(jì)過程中，我們特別注意吸收各種新的技術(shù)，新的設(shè)計(jì)方法，并將之盡量融入到我們的設(shè)計(jì)中，使這種新型破碎機(jī)的各項(xiàng)性能都能夠達(dá)到一個(gè)較高的水平。同時(shí)我們自始至終貫徹機(jī)器設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性要求，盡量降低破碎機(jī)的生產(chǎn)成本和維護(hù)費(fèi)用等，因此，本設(shè)計(jì)具有很大的實(shí)用性。本設(shè)計(jì)的主要特點(diǎn)有：a反擊式破碎的板錘和轉(zhuǎn)子是剛性聯(lián)結(jié)的，利用整個(gè)轉(zhuǎn)子的慣性對(duì)物料進(jìn)行沖擊，使其不僅破碎而且可以獲得較大的速度和動(dòng)能。b破碎腔較大，

32、使物料有一定的活動(dòng)空間，物料受到?jīng)_擊作用，經(jīng)過多次反復(fù)打擊而得到充分破碎。c破碎效率高、能量消耗低。d破碎比大，可達(dá)到1520mm左右，這樣，可以減少破碎段數(shù)，簡化生產(chǎn)流程，節(jié)省投資、降低生產(chǎn)成本。e設(shè)備的構(gòu)造簡單，便于制造，操作維修也較方便。本設(shè)計(jì)的創(chuàng)新點(diǎn)主要有：a采用新型的轉(zhuǎn)子設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)（反擊式破碎的鋼盤結(jié)構(gòu)和錘式破碎的錘盤交錯(cuò)布置結(jié)構(gòu)），有效增強(qiáng)了破碎機(jī)的工作性能。b新型錘頭結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。錘頭拋棄傳統(tǒng)的整體式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，而采用組合式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，大大提高了錘頭的使用壽命，有效降低了生產(chǎn)費(fèi)用和減少了設(shè)備的調(diào)整次數(shù)。本設(shè)計(jì)是在結(jié)合反擊式破碎機(jī)和錘式破碎機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，并在此基礎(chǔ)上再融入了各種新技術(shù)、新思想的條件下成型的。因此，設(shè)計(jì)中也存在一些不