機械畢業(yè)設(shè)計（論文）pc_800×600錘式破碎機的設(shè)計【全套圖紙】

1、內(nèi)蒙古科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計說明書（畢業(yè)論文）題 目：PC_800×600錘式破碎機的設(shè)計學生姓名：學 號：0614103656專 業(yè)：機械設(shè)計制造及其自動化班 級：機械2006-6班指導教師：摘要錘式破碎機大量應(yīng)用于水泥廠、電廠等各個部門，所以，它的設(shè)計有著廣泛的前景和豐富的可借鑒的經(jīng)驗。其設(shè)計的實質(zhì)是，在完成總體的設(shè)計方案以后，就指各個主要零部件的設(shè)計、安裝、定位等問題，并對個別零件進行強度校核和試驗。并在相關(guān)專題中，對錘頭的壽命延長進行比較詳細的分析。在各個零部件的設(shè)計中，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。在強度的校核是，

2、要運用的相關(guān)公式，進行危險部位的分析、查表、作圖和計算等。并隨后對整體進行安裝、工作過程以及工作后的各方面的檢查，同時兼顧到維修、保險裝置等方面的問題，最后對兩個主要工作零件的加工精度、公差選擇進行分析，以保證破碎機最終設(shè)計的經(jīng)濟性和可靠性。關(guān)鍵詞 錘式破碎機 錘頭 強度 公差Abstract Hammer 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 prosp

3、ect 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 them

4、atic 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

5、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

6、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 Hammer type breakers

7、 hammer intensity tolerance目 錄摘要IIAbstractIII第一章 緒 論11.1 錘式破碎機和破碎機的分類11.1.1 錘式破碎機的分類11.1.2 破碎機的分類11.2 錘式破碎機的優(yōu)缺點11.2.1 錘式破碎機的優(yōu)點11.2.2 錘式破碎機的缺點11.3 錘式破碎機的規(guī)格和型號2第二章 錘式破碎機的工作原理及破碎實質(zhì)32.1 錘式破碎機的工作原理32.2 破碎的目的和意義42.3 礦石的力學性能與錘式破碎機的選擇42.4 破碎過程的實質(zhì)5第三章 破碎機的參數(shù)的選擇和計算73.1 型號為800mm×600mm錘式破碎機的基本結(jié)構(gòu)參數(shù)的計算與選擇73.

8、1.1 轉(zhuǎn)子的直徑和長度73.1.2 基本結(jié)構(gòu)尺寸的確定73.2 主要工作參數(shù)的計算83.2.1 轉(zhuǎn)子速度83.2.2 生產(chǎn)率93.2.3 電機功率93.2.4 轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速與錘頭重量10第四章 錘式破碎機的結(jié)構(gòu)設(shè)計134.1 錘頭設(shè)計與計算134.2 圓盤的結(jié)構(gòu)設(shè)計與計算184.3 篦條的設(shè)計計算194.4 主軸的設(shè)計及強度計算204.4.1 軸的材料的選擇214.4.2 軸的最小直徑和長度的估算214.4.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計合理的選擇性224.4.4 主軸的設(shè)計244.4.5 軸的彎扭合成強度計算264.4.6 軸的疲勞強度條件的校核計算304.4.7 鍵的強度校核334.4.8 主軸的臨界轉(zhuǎn)速3

9、34.5 軸承的選擇364.5.1 材料的選擇374.5.2 軸承類型的選擇374.5.3 軸承的游動和軸向位移374.5.4 軸承的安裝和拆卸384.5.5 軸承計算384.6 傳動方案的選擇與計算404.7 飛輪的選擇與計算414.8 棘輪的選擇434.9 蓖條位置調(diào)整彈簧的選擇444.10 箱體結(jié)構(gòu)以及其相關(guān)設(shè)計454.10.1 鑄造方法454.10.2 截面形狀的選擇454.10.3 肋板的布置46第五章 部分零部件上的公差和配合475.1 配合的選擇475.1.1 配合的類別的選擇475.1.2 配合的種類的選擇475.1.3 一般公差的選取475.2 形位公差485.2.1 形位公

10、差項目的選擇485.2.2 公差原則的選擇485.2.3 形位公差值的選擇或確定49第六章 錘式破碎機的操作和維修516.1 錘式破碎機的基本操作法516.1.1 啟動錘式破碎機前應(yīng)做好的準備工作516.1.2 啟動操作的注意事項516.1.3 停車注意事項526.2 安全操作技術(shù)526.2.1 保持保護裝置和報警裝置的完好526.2.2 操作和檢修時應(yīng)注意事項526.3 錘式破碎機的維修保養(yǎng)法536.3.1 潤滑536.3.2 巡回檢查和日常維護53結(jié) 論54致 謝55參考文獻56 第一章 緒 論 1.1 錘式破碎機和破碎機的分類1.1.1 錘式破碎機的分類、按回轉(zhuǎn)軸數(shù)分為：單轉(zhuǎn)子和雙轉(zhuǎn)子。

11、 、按轉(zhuǎn)子的回轉(zhuǎn)方向分：不可逆式和可逆式。、按錘頭的排列方式分：單排式和多排式。、按錘頭在轉(zhuǎn)子上的連接方式：固定錘式和活動錘式。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。1.2 錘式破碎機的優(yōu)缺點1.2.1 錘式破碎機的優(yōu)點、構(gòu)造簡單、尺寸緊湊、自重較小，單位產(chǎn)品的功率消耗小。、生產(chǎn)率高，破碎比大（單轉(zhuǎn)子式的破碎比可達i=1015）,產(chǎn)品的粒度小而均勻，呈立方體，過度破碎現(xiàn)象少。、工作連續(xù)可靠，維護修理方便。易損零部件容易檢修和拆換。1.2.2 錘

12、式破碎機的缺點、主要工作部件，如：錘頭、蓖條、襯板、轉(zhuǎn)子、圓盤等磨損較快，尤其工作對象十分堅硬時，磨損更快。、破碎腔中落入不易破碎的金屬塊時，易發(fā)生事故。、含水量12%的物料，或較多的粘土，出料篦條易堵塞使生產(chǎn)率下降，并增大能量損耗，以至加快了易損零部件的磨損。 1.3 錘式破碎機的規(guī)格和型號錘式破碎機的規(guī)格用轉(zhuǎn)子的直徑D和長度L來表示，如1000mm×1200mm的錘式破碎機，表示轉(zhuǎn)子的直徑D=1000mm，轉(zhuǎn)子的長度L=1200mm。常見的型號有：不可逆式的：800mm×600mm，1000mm×800mm，1300mm×1600mm，1600mm&

13、#215;1600mm，2000mm×1200mm?？赡媸降模?430mm×1000mm，1000mm×1000mm。第二章 錘式破碎機的工作原理及破碎實質(zhì)2.1 錘式破碎機的工作原理錘式破碎機的基本結(jié)構(gòu)如下圖所示。主軸上裝有錘架2，在錘架之間掛有錘頭3，錘頭的尺寸和形狀是根據(jù)破碎機的規(guī)格和物料頸決定的。錘頭在錘架上擺動大約1200的角度、為保護機殼，其內(nèi)壁鑲有襯板，在機殼的下半部裝有箆條4，以卸出破碎合格的物料。主軸，錘架和錘頭組成的回轉(zhuǎn)體稱為轉(zhuǎn)子。物料進入破碎機中，即受到高速運轉(zhuǎn)的錘頭3沖擊而被破碎，破碎的礦石從錘頭處獲得動能以高速向機殼內(nèi)壁沖擊，向箆條和破碎

14、板沖擊而受到第二次破碎，同時還有礦石之間的相互碰撞而受到進一步的破碎。破碎合格的礦石物料通過箆條4排出，較大的物料在箆條4上繼續(xù)受到錘頭的沖擊而破碎，達到合格力度后即從縫隙中排出。為了避免箆縫的堵塞，通常要求物料含水不超過10. 圖1-1 1軸：2-錘架：3-錘頭:4-篦條2.2 破碎的目的和意義 （1）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

15、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。 （2）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。 2.3 礦石的力學性能與錘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，故當破碎機的施力方式與礦石性質(zhì)相適應(yīng)時，

16、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，普式硬度系數(shù)一般為1520?？筛鶕?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。2.4 破碎過

17、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。許多學者從不同的角度提供了若干個不同形式的破碎功耗學說。目前公認的有：面積學說，體積學說，裂縫學說。我們只做簡單的介紹：1面積學說：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

18、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裂縫學說：1952年，Bond和中國留美學者王仁東提出的。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。三個學說各有一定的適用范圍，Huk

19、ki實驗研究表明：粗碎時，體積學說比較準確，裂縫學說與實際相差很大。細碎時， 面積學說比較準確，裂縫學說計算的數(shù)據(jù)較小。粗碎、細碎之間的較寬的范圍，裂縫學說較符合實際。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。第三章 破碎機的參數(shù)的選擇和計算3.1 型號為800mm×600mm錘式破碎機的基本結(jié)構(gòu)參數(shù)的計算與選擇3.1.1 轉(zhuǎn)子的直徑和長度 （1）轉(zhuǎn)子的直徑一般是根據(jù)礦石的尺寸來決定的。通常轉(zhuǎn)子的直徑與給礦塊的尺寸之比為4-8，大型破碎機則近似取為2.由于800mm×600mm錘式破碎機為中型破碎機，所以直徑與給礦塊尺寸之比取7，而加工物料粒度120m

20、m。所以轉(zhuǎn)子直徑D=6×120=720mm，取D=800mm （2）轉(zhuǎn)子長度視機器生產(chǎn)能力而定。轉(zhuǎn)子直徑與長度的比值一般0.7-1.5，礦石抗沖擊力較強時，應(yīng)該選取較大的比值。由于800mm×600mm錘式破碎機加工的礦物為石灰石，煤或者石膏這樣一些低等硬度的礦石，所以比值取0.8.轉(zhuǎn)子長度L=D×0.8=800×0.8=560mm，取D=600mm3.1.2 基本結(jié)構(gòu)尺寸的確定 1.給礦口的寬度和長度：錘式破碎機給礦口寬度B>3d，d表示最大給礦塊的尺寸。B>3d=3×120=360mm，取B=400mm，而給料口的長度與轉(zhuǎn)子的長

21、度相同，故取給料口長度L=600mm。 2.排礦口尺寸：錘式破碎機的排礦口有箆條間隙尺寸控制，一般按入粒度要求來確定。3.給礦方式與給礦導板的仰角，錘式破碎機要求給礦塊有一定的垂直下落速度，故給料口設(shè)置在機架上方。 3.2 主要工作參數(shù)的計算3.2.1 轉(zhuǎn)子速度 為了簡化設(shè)計，錘式破碎機不設(shè)為變速箱。因此破碎機轉(zhuǎn)子的速度和所安裝的電動機的額定轉(zhuǎn)速相同。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速度用錘頭的圓周速度來控制。轉(zhuǎn)子的速度是沖擊式破碎機的重要參數(shù)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速可按下式進行計算： n=60v÷3.14D r/min轉(zhuǎn)子的圓周速度v可根據(jù)待破礦石的性質(zhì)計算： V=0.01×（9.8/r.）0.5G-5/6/E

22、1/3 m/s式中： g-重力加速度，g=981cm/s2 r-礦石比重，kg/cm3 G-礦石的抗壓強度，kg/cm3 E-礦石的彈性模數(shù)，kg/cm3由于上式?jīng)]有反應(yīng)出破碎比這一因素，所以按上式計算的轉(zhuǎn)子圓周速度只作為轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的參考。目前，錘式破碎機的轉(zhuǎn)子圓周速度的使用范圍是1580m/s，通常，粗碎時取1540m/s，細碎時取4080m/s。雖然轉(zhuǎn)子速度越高，破碎比越大，但錘頭磨損也越快。因此，在滿足力度要求的情況下，轉(zhuǎn)子的圓周速度應(yīng)偏低。由上分析可知： n=60v÷3.14D (此處V取50m/s) =60×50/3.14×0.8 = 1194.28 r/

23、min為了減少磨損和功率消耗，取 n=1200 m/s3.2.2 生產(chǎn)率目前，錘式破碎機還沒有一個考慮了兩種因素的理論計算公式，因此我們選用經(jīng)驗公式來計算。我們以破碎低等硬度物料來計算錘式破碎機的生產(chǎn)率： 經(jīng)驗公式： Q=（30-45）DL× （噸/小時） 式中： D-轉(zhuǎn)子的直徑，m; L-轉(zhuǎn)子的長度，m； -礦石的松散比重， t/m3由于本次設(shè)計中 D=800mm=0.8m； L=600mm=0.6m； 所以 取1.62； 式中的系數(shù)取38；則 Q=38×0.8×0.6×1.62=29.548噸/小時 根據(jù)計算結(jié)果，可以確定出800mm×60

24、0mm破碎機的生產(chǎn)率為30噸/小時。3.2.3 電機功率錘式破碎機的功率消耗與很多因素有關(guān)，但主要取決與礦石的性質(zhì)，轉(zhuǎn)子的圓周速度，破碎比和生產(chǎn)能力。目前，錘式破碎機的電動機功率尚無一個完整的理論計算公式，一般是根據(jù)生產(chǎn)實踐等經(jīng)驗公式選擇破碎機的電動機功率。根據(jù)經(jīng)驗選擇電動機功率： N=KQ kw 式中： Q-機器的生產(chǎn)能力，噸/小時； K-比功耗，千瓦/噸；對低等硬度的物料一般取K=1.42. 本次設(shè)計要求將礦物細碎，因此比功耗偏大選?。?（取K=2千瓦/噸），Q=30噸/小時； 則 N=KQ=30×2=60 KW 根據(jù)計算電動機功率的結(jié)果，查表選擇Q系列（IP）三相異步電動機（J

25、B/T 52711991 5272-1991）.型號為Y280S-6.電動機效率為92額定電流為143A。3.2.4 轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速與錘頭重量錘式破碎機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n和錘頭重量G是相互關(guān)聯(lián)的。錘式破碎機是靠錘頭的動能做的功來完成物料的破碎。錘頭的動能E為： E=mv2/2（3-1） 式中 E-錘頭的動能，J； m-錘頭的質(zhì)量，kg； V-錘頭的圓周速度，m/s； V=（3.14Dn）/60（3-2） 式中 n-轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，r/min； D-轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，由于離心力的作用，錘頭作輻射狀，這時,轉(zhuǎn)子的外端直徑就以D（m）表示。將式（2代入式（1）中，得 E=（3.142mD2n2）/7200 N.m （33）

26、錘頭動能的大小與錘頭的重量成正比，但是錘頭的重量越大，旋轉(zhuǎn)起來的離心力也越大，對錘式破碎機的轉(zhuǎn)子的其他零件都要產(chǎn)生影響，并且加快損壞，因此，錘頭的重量不應(yīng)該過重或過輕，要適中。正確的選擇錘頭的重量對破碎效果和能量消耗影響很大。所以選擇的錘頭重量一定要滿足錘擊一次性破碎，并使無用功消耗達到最小，同時，還必須不使錘頭向后偏倒。因此，必須使錘頭運動起來產(chǎn)生的動能等于破碎物料需要的打擊功。如公式（3）所示：轉(zhuǎn)子上全部錘頭每次轉(zhuǎn)一次所產(chǎn)生的動能Ea為 Ea=KaKbE=（3.142mD2n2KaKb）/7200 N.m（34）式中 Ka-轉(zhuǎn)子圓周方向的錘頭排數(shù) Kb-轉(zhuǎn)子橫向每排錘頭個數(shù)轉(zhuǎn)子每分鐘n轉(zhuǎn)時

27、全部錘頭所產(chǎn)生的動能Na為：Na=（nEa）/（1000×60）=（3.142mD2n2KaKb）/（1200×60×7200） kw（35）由于給料的不均勻和物料的松散比，實際并不是全部錘頭都能打著物料，其中有些錘頭空過。因此，公式（5）不必再乘以給料不均勻和物料松散系數(shù)。全部錘頭每分鐘所產(chǎn)生的動能Na是由電動機直接共給的，故使式（5）與電動機每分鐘所發(fā)出的功率N相同，即可以認為全部錘頭所產(chǎn)生的打擊能夠擊碎加工物料。即： Ng=Na=（3.142nmD2n3KaKb）÷（1200×60×7200） kw m=（438×10

28、5Ng）÷（D2n3KaKb）N（36）式中：Ng-錘式破碎機的電動機功率，kw； D-破碎機轉(zhuǎn)子直徑，m（D=0.8m）； Ka-圓周方向轉(zhuǎn)子排數(shù)，取6； Kb-橫向轉(zhuǎn)子個數(shù)，取8； n-錘式破碎機的轉(zhuǎn)速，n=1200r/min; 代入式（36）得： m=3.2kg公式（6）還只是考慮全部錘頭運動起來產(chǎn)生的動能能夠打碎物料，而并沒有考慮錘頭打擊物料后，它的速度損失的大小，如果打擊物料后，其速度損失過大，這會使錘頭繞自己的懸掛軸回轉(zhuǎn)而不破碎物料，因此會降低錘式破碎機的生產(chǎn)能力和增加無用功。當然，錘頭的打擊物料產(chǎn)生的 偏斜由于離心力能恢復到原來的位置，但必須在第二次打擊前恢復。所以錘頭

29、打擊物料后只能允許速度損失40%-60%，從動能相等的原理出發(fā)，可得： GV=(Ga+Gb)Vb N.m/s Vb=G/(Ga+Gb)V（37）式中： G-錘頭折算到打擊中心處的重量，N； Ga-最大物料塊的重量，N； V-錘頭開始打擊時的圓周速度，m/s；公式（7）的系數(shù)等于0.60.4即 Vb=（0.6-0.4）V m/s（38） 由式（7）得： GV=GVb+GaVb得: G=Ga×V2/(V-V2) .(3-9) 把式（8）代入式（9）中得： G=（0.71.5）Ga其中，最大物料塊質(zhì)量m=p×v=3.63×123=6.273kg Ga=mg=6.273&

30、#215;9.8=61.47 取Ga=61N 錘頭重量G=（0.71.5）Ga=42.7-91.5N G取80N第四章 錘式破碎機的結(jié)構(gòu)設(shè)計 4.1 錘頭設(shè)計與計算錘頭是主要工作零件，其設(shè)計主要是指結(jié)構(gòu)的設(shè)計。因為錘頭的形狀、質(zhì)量、材質(zhì)與破碎機的生產(chǎn)能力有很大影響。尤其形狀對質(zhì)量的分布、材料的充分利用有很大的影響。關(guān)于錘頭 的結(jié)構(gòu)設(shè)計及相關(guān)改進在專題中有較詳細的論述。總之，其形狀、結(jié)構(gòu)的設(shè)計，對于其工作能力，對整個機器的生產(chǎn)能力。以及經(jīng)濟性等各方面有深遠的影響。錘頭形狀大體分輕型、中型、重型。本型號的錘式破碎機主要是設(shè)計中型的 錘頭。其形狀如前面的圖3-1所示。并有相關(guān)的計算。錘頭材料的選擇問

31、題是很關(guān)鍵的問題。材料的選擇取決于工作零件的工作狀況和要求。因為破碎機要破碎的是石灰石等中低等硬度的物料。一般用高碳鋼鍛造或鑄造，也可用高錳鋼鑄造。為了提高其耐磨性，采用高錳低合金鋼，有的在工作表面涂上一層硬質(zhì)合金。有的采用高鉻鑄鐵，其耐磨性比高錳鋼錘頭提高數(shù)倍.本次設(shè)計所用的錘頭的材料為高錳鋼,該材料具有較高的耐磨性,并可承受沖擊載荷,適宜做錘頭用,其化學成分為: 碳 0.9-1.3 錳 11.0-14.0 硅 0.3-0.8 磷 小于等于0.10 硫 小于等于0.05 抗拉強度 > 56 屈服強度 > 30 延伸率 > 15 收縮率 >15 布氏硬度 179-229

32、 HBS 沖擊值 3因為高錳鋼的機械加工性較差,所以在鑄造時,需先放無縫鋼管,若誤差不大,可直接安裝在錘架上.若偏差大，可以經(jīng)過加工使用。本次設(shè)計的錘頭形狀對稱，所以當一面磨損后，可反面使用。 圖4-1錘頭示意圖 錘式破碎機是一種高速回轉(zhuǎn)且靠沖擊來破碎物料的機械.為了使它能夠正常工作,首先必須使它的轉(zhuǎn)子獲得靜平衡和動平衡.如果轉(zhuǎn)子的中心離開它的幾何中心線,則會產(chǎn)生靜力不平衡現(xiàn)象;若轉(zhuǎn)子的回轉(zhuǎn)中心線和其主慣性中心線相交,則將產(chǎn)生動不平衡現(xiàn)象.這兩種不平衡現(xiàn)象都會使機械產(chǎn)生較大的慣性力和力矩而縮短零件的壽命。轉(zhuǎn)子上零件要按二級精度來制造，并且還要精確的進行靜力和動平衡計算。 如果錘式破碎機的轉(zhuǎn)子已

33、經(jīng)達到靜力和動平衡，但由于錘頭懸掛得不正確，則伴隨著錘頭與物料的沖擊，在錘頭銷軸轉(zhuǎn)子圓盤，主軸及主軸承上產(chǎn)生打擊反作用力，如下圖所示： 圖4-2打擊反擊作用圖 1-錘頭 2-軸銷 3-打擊圓盤 4-主軸 錘頭打擊物料塊時，在錘頭打擊點上將作用著打擊力N0如果錘頭懸掛得不正確，即錘頭是非打擊平衡錘，則在錘頭銷軸想產(chǎn)生打擊反作用力Ny0根據(jù)作用力等于反作用力的原理，該力也將作用在轉(zhuǎn)子圓盤的銷孔上，該力用Ny、表示，其方向與Ny相反。如果轉(zhuǎn)子已經(jīng)達到靜力和動平衡，則作用在轉(zhuǎn)子圓盤銷孔上的打擊反力Ny也將傳給轉(zhuǎn)子軸上，該力用N表示，則N的反作用力N、 將作用在轉(zhuǎn)子中心孔上。Ny、和N、在轉(zhuǎn)子圓盤上形成

34、逆圓盤回轉(zhuǎn)的打擊力偶，因而額外的多消耗了能量，作用在轉(zhuǎn)子軸上的打擊反力N將傳給軸承，使軸承在工作中受到與打擊次數(shù)相同的連續(xù)沖擊，而顯著的縮短了軸承的使用壽命。 為了避免錘式破碎機工作時產(chǎn)生的打擊反作用力，必須使所安裝的錘頭是打擊平衡錘頭。所謂的打擊平衡錘頭，就是錘頭打擊物料后，在懸掛銷軸上不產(chǎn)生打擊反力。從這點出發(fā)，在設(shè)計和改進錘式破碎機的錘頭時，必須對所選用的錘頭的幾何形狀進行打擊平衡計算。 下面是對本次設(shè)計的錘頭進行打擊平衡計算，它是一個最常用的幾何形狀最簡單、具有兩個銷軸孔的錘頭進行打擊平衡計算，如下圖所示：圖4-3錘頭打擊平衡計算示意圖在計算之前，先假定錘頭的打擊中心在其外棱處，即錘頭

35、以其外棱打擊物料。然后，通過求得錘頭最合適的懸掛銷軸孔來滿足打擊中心公式：l= cm (6-1)式中C錘頭懸掛中心（銷軸孔）O到重心S的距離，cmL錘頭懸掛中心O到打擊中心（錘頭外棱）的距離，cm L= cm (6-2)a- 錘頭的長度，cm有孔（銷軸孔）錘頭的面積，cm2= cm2 (6-3)d錘頭懸掛銷軸孔的直徑，cm;b錘頭的寬度，cm；面積對懸掛中心O的極慣性距，cm4根據(jù)面距定理，在圖b中以左邊沿為基準時： 化簡后可得： cm(6-4)由（4）可得： cm (6-5)設(shè)有孔錘頭（平面薄板）的面積對其懸掛中心O的極慣性距，cm4無孔錘頭（平面薄板）的面積對其懸掛中心O 的極慣性距，cm

36、4無孔錘頭（平面薄板）的面積對其重心S的極慣性距，cm4銷軸孔對其懸掛中心O的極慣性距，cm4無孔錘頭對其面積F的水平對稱軸XX的軸慣性距，cm4F無孔錘頭的面積，cm2。e 無孔錘頭的重心S至懸掛中心O 的距離，cm。 cm4 （6-6） cm4 （6-7） cm4 （6-8） （6-9）將（2）（9）（3）（5）代入（1）中，然后化簡整理得：其中 =210mm, b=100mm, d=30mm得=53.4mmx取55mm 則C=4.895cm=50mm 按上式計算方法求得錘頭懸掛中心位置，在實際工作中也難免錘頭銷軸不受打擊反力的作用，因為我們在計算之初，是假定錘頭以其外棱打擊物料，而實際上

37、由于給料粒徑的變化，錘頭并非都是以其外棱打擊物料。另外，由于制造和安裝上的誤差，以及錘頭外棱和銷軸孔的磨損，都會改變打擊平衡的條件（）。 因此，考慮到以上一些因素，錘頭懸掛中心到左邊的距離x最后取為50mm。4.2 圓盤的結(jié)構(gòu)設(shè)計與計算根據(jù)設(shè)計的要求，每根銷軸上需要有8個錘子。圓盤是用來懸掛錘頭的，一共需有9個圓盤，最兩側(cè)的兩個，共有的特點是，一側(cè)設(shè)置了鎖緊螺母，另一端用軸肩定位。所用的螺母為GB-812-85，這樣每個圓盤均勻分布6個圓孔，即可以通過六根銷軸，用來懸掛錘頭，錘頭和院盤之間的間隙除了通過削軸連接，還有隔套隔開，為了保護圓盤的側(cè)面，減少或盡量避免其側(cè)面的磨損。圓盤的大小取決于轉(zhuǎn)子

38、的直徑，轉(zhuǎn)子的直徑的大小是圓盤的設(shè)計大小的依據(jù)。因為，該型號的破碎機，光憑其型號就可以知道，轉(zhuǎn)子的直徑為800mm，所以，圓盤的大小的取值就有了一定的范圍。不妨取做560 mm，圓孔沿徑向的距離也是依據(jù)起承受載荷的能力和強度，盡可能取整數(shù)；圓孔的大小和錘頭的圓孔的大小近似相等即可。圓盤是通過鍵與主軸相連接的，而隨主軸高速回轉(zhuǎn)的。所以結(jié)構(gòu)中一定有鍵槽，其厚度也是滿足強度要求、工作狀況的。不宜過大。圓盤之間也是通過主軸的軸套隔開（其作用是，在高速回轉(zhuǎn)時，保證圓盤的運動平穩(wěn)，并使其軸向定位）。 4.3 篦條的設(shè)計計算錘式破碎機的篦條的排列方式是與錘頭的運動方向垂直,與轉(zhuǎn)子的回轉(zhuǎn)半徑有一定的間隙的圓弧

39、 .合格的產(chǎn)品可以通過篦條縫,大于篦縫的物料由于不能通過篦條縫而繼續(xù)受到?jīng)_擊破碎,如此循環(huán).篦條和錘頭一樣,受到很大的沖擊和磨損.如下圖所示,是本次設(shè)計的篦條,其形狀基本是梯形斷面,材質(zhì)為高錳鋼. 圖4-4 篦條示意圖篦條的形狀有多種形式，有三角形，矩形和梯形三種，本設(shè)計中采用的是梯形它的材料是ZGMn12的高錳鋼。因此有較高的耐磨性，又能承受一定的沖擊。設(shè)計篦條時，我們假設(shè)其傾角篦孔為方形，邊長為L，篩絲直徑為a顆粒直徑為d，顆粒與篦條方向傾斜角投落到篩面，當不考慮重力對顆粒運動的影響，則可以認為顆粒作直線運動，可寫出礦物的顆粒通過篦縫的概率： P（A）= = (1)若篩面水平放置，即=0，

40、則不考慮顆粒投落到篩條后彈起來落到篩孔的可能性，可改寫為 P（A）=(2)從（1）（2）兩式不難看出，顆粒傾斜于篩面運動時比垂直于篩面運動時的透篩概率靠近一些。由式（1）可以看出，如果令分子中帶括號用為O，則理論透篩概率P（A）也為O，這樣可以計算出各顆粒材料不能透篩的篩面臨界傾斜角則=當=0時，即物料從垂直方向落到傾斜篩面上，則=由以上可以繪出下面關(guān)系曲線，它反映了傾角與篩面的相對粒度關(guān)系，從中可以看出，在具有大傾斜篩面的篩分機中，可以用篩孔尺寸 較大的篩面來處理相對粒度小的顆粒群，這就是概率篩之所以可以采用大篩孔篩面的一個理論依據(jù)。 圖4-5篩面臨界角與相對粒度關(guān)系曲線圖4.4 主軸的設(shè)計

41、及強度計算通常軸的設(shè)計包括兩個部分，一個是結(jié)構(gòu)設(shè)計，一個是工作能力計算。后者主要是指強度計算。主軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計根據(jù)軸上零件的安裝、定位以及軸的制造、工藝等方面的要求，合理確定出其結(jié)構(gòu)和尺寸，軸的工作能力的計算不僅指軸的強度計算，還有剛度、穩(wěn)定性等方面的計算，當然大多數(shù)情況下，只需要對軸的強度進行計算即可。因為其工作能力一般主要取決于軸的強度。此時只做強度計算，以防止或檢驗斷裂和塑性變形。而對于剛度要求高的軸和受力大的細長軸，還應(yīng)該進行剛度計算，防止產(chǎn)生過大的線性變形。對于高速運轉(zhuǎn)的軸，還應(yīng)該進行振動穩(wěn)定性計算。以防止產(chǎn)生共振破壞。因此，對該破碎機的主軸來說，只需進行強度計4.4.1 軸的材料的選

42、擇軸的材料主要是碳素鋼和合金鋼。鋼軸的毛坯多數(shù)用軋制圓鋼和鍛件。有的則直接用圓鋼。碳素鋼比合金鋼低廉，對應(yīng)力集中的敏感性較低，同時也可以用熱處理或化學熱處理的方法提高其耐磨性和抗疲勞強度的。故采用碳鋼制造軸尤為廣泛。最常用的是45號鋼。4.4.2 軸的最小直徑和長度的估算零件在軸上的安裝和拆卸方案確定了之后，軸的形狀便大體確定了，因為對該主軸來說，其安裝順序為：先安裝中間的轉(zhuǎn)子部分，然后放置在箱體上，再安裝軸承端蓋，接著是軸承、外軸承座。最后兩端分別是帶輪和飛輪。各軸段的直徑所需要的軸徑與軸上的載荷的大小有關(guān)。在初步確定其直徑的同時，還通常不知道支反力的作用點，不能確定其彎矩的大小及分布情況。

43、因此還不能按軸上的所受的具體載荷及其引起的應(yīng)力來確定主軸的直徑。但是，在對其進行結(jié)構(gòu)設(shè)計之前，通常能求出主軸的扭矩。所以，先按軸的扭矩初步估計所要的軸的直徑。并記此時所求出的最小直徑為。然后再按照主軸的裝配方案和定位要求，從處逐一確定各軸段的直徑的大小。另外 ，有配合要求的軸段，應(yīng)盡量采用標準直徑，比如安裝軸承的軸段，安裝標準件的部位的軸段，都應(yīng)取為相應(yīng)的標準直徑及所選的配合的公差。確定主軸的各段的長度，盡可能使其結(jié)構(gòu)緊湊，同時還要保證，轉(zhuǎn)子以及帶輪、飛輪、軸承所需要的裝配和調(diào)整的空間，也就是說，所確定的軸的各段長度，必須考慮到各零件與主軸配合部分的軸向尺寸和相鄰零件間必要的間隙。前面已經(jīng)通過

44、設(shè)計計算，得到轉(zhuǎn)子、飛輪、帶輪的大體尺寸，所以軸的長度也可大致確定了。 圖4-6 軸4.4.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計合理的選擇性 對于軸的結(jié)構(gòu)必須滿足：（1）主軸和安裝在主軸上的零件要有準確的工作位置；（2）軸上的零件便于安裝和拆卸、調(diào)整。（3）軸應(yīng)有良好的制造工藝性。1.軸上零件的安放順序如下：飛輪、軸承、圓盤、軸套、軸承、帶輪因為主軸是階梯軸，根據(jù)階梯軸的特點，并且軸上零件的安裝要求也不高，所以上面提到的第二條容易滿足。至于第三條：軸的制造工藝性，主要是指便于加工和裝配軸上的零件。并且生產(chǎn)率高、成本低。一般來說，結(jié)構(gòu)越簡單，工藝性越好。所以應(yīng)該盡量簡化軸的結(jié)構(gòu)。為了便于裝配零件并去掉毛刺，軸端應(yīng)制出4

45、5度倒角。在需要切制螺紋的軸段，應(yīng)留有退刀槽。起尺寸都可查有關(guān)的標準和手冊。若需要磨削加工的軸段，應(yīng)留有砂輪和越程槽。具體分析如下：該主軸有3個軸段有鍵槽，為了減少裝夾工件所需的時間，應(yīng)在這些不同的軸段上開的鍵槽在軸的同一條母線上。另外，還為了減少加工刀具的種類和提高勞動生產(chǎn)率，軸上直徑近似的地方，圓角、倒角、鍵槽寬度、砂輪越程槽寬度，退刀槽寬度等盡可能采用相同的尺寸。2.下面仍就軸上零件的定位問題，詳細地闡述一下，一些軸向和周向定位零件的使用及特點。（1）先說軸上零件的軸向定位，就以此主軸為例，主要有軸肩、套筒、圓螺母、軸端擋圈、軸承端蓋等，靠這些定位元件來保證的。軸肩主要分為兩大類，定位軸

46、肩和非定位軸肩。在該主軸上，軸肩很多，這兩大類都包括。雖然利用軸肩定位是最方便可靠的方法，但是采用軸肩就必然導致一個問題，那就是不可避免的使軸徑加大，而且軸肩處將因為截面突變而引起應(yīng)力集中。另外，軸肩也不利于加工。所以，在考慮軸的設(shè)計時，盡量避免過多的軸肩定位。而且，還有一點需要說明，軸肩多用于軸向力比較大的場合。值得注意的是，定位每一個滾動軸承的軸肩，都有兩處，且都是定位軸肩。對這種定位軸肩來說，有一個要求：軸肩的高度必須低于軸承內(nèi)圈端面的高度，以便拆卸軸承。軸肩的高度可查機械設(shè)計手冊中的軸承安裝尺寸。還有，為了使零件能緊靠軸肩而得到準確可靠的定位，軸肩處的過渡圓角半徑必須小于與之相配的零件

47、轂孔的端部的圓角半徑或倒角尺寸。軸和零件上的倒角和圓角尺寸的常用規(guī)范可以查教材下冊中的第651頁的表。非定位軸肩是為了加工和裝配方便而設(shè)置的。高度沒有嚴格的規(guī)定，一般可取為1到2毫米。在該主軸上，還采用了套筒定位，這種定位方式的特點是，結(jié)構(gòu)簡單，定位可靠，軸上不需要開槽、鉆孔和切制螺紋，不會影響到軸的疲勞強度。所以，在兩個零件之間，且間距不大時，可以采用這種定位。同時，套筒定位還保證了兩個圓盤，或者，圓盤和錘頭（銷軸套筒）之間的軸向定位。當然，若兩零件的間距太大，則不宜用套筒定位這種方式，因為，那樣就會增大套筒質(zhì)量以及材料用量。另外，套筒與軸的配合比較松，如果軸的轉(zhuǎn)速較高，也不宜采用套筒定位。

48、在該主軸的軸端，以及銷軸的軸端，都采用了圓螺母定位。這種定位可以承受大的軸向力，但是，軸上的螺紋處將會有較大的應(yīng)力集中，降低軸的疲勞強度，所以，一般用于固定軸端的零件。就如上面所述，若兩零件的間距太大，不宜用套筒定位這種方式的時候，就可以考慮采用圓螺母定位。在該主軸上，還采用了軸承端蓋通過螺釘與其他部分連接。而使?jié)L動軸承的外圈得到軸向定位。有時，整個軸的軸向定位也可以靠軸承端蓋來實現(xiàn)。(2)再說軸向零件一般也常用到周向定位。周向定位的目的是限制軸上零件與軸發(fā)生相對運動。在該主軸上，有三處都采用的是平鍵連接，其他的常用周向定位元件有，花鍵、銷、緊定螺釘和過盈配合等。圓盤、飛輪、帶輪都是用平鍵連接

49、的。其他的，如齒輪、半聯(lián)軸器等與軸的周向定位也都采用這種連接方式。按其直徑，由手冊查地平鍵剖面b×h，鍵槽用鍵槽銑刀加工的 。4.4.4 主軸的設(shè)計對于只傳遞轉(zhuǎn)矩的圓截面軸，其強度條件為：T=T/ZP=(9.55×106P)/0.2d3n<T N/mm3 T=9550000P-=9550000*-75-=751942mm對于既傳遞轉(zhuǎn)矩又受彎矩的軸，可用上式估算軸的直徑;但必須把軸的許用應(yīng)力T適當降低，以補償彎矩對軸的影響。將降低后的許用力代入上式，并改寫為設(shè)計公式 : d×=A×mm 式中A=98107 因為本設(shè)計中的主軸的材料為35SiMn，且承

50、受大載荷，大彎矩。所以A取107.又因為P=60 kw n=1200 r/min所以代入上式得： d>38.85 mm考慮到破碎機承受的轉(zhuǎn)矩變化和沖擊載荷變化很大，則取軸的最細處dmin=70 mm ，而細軸處的強度條件為： T=16.92 N/mm2查表得35SiMn許用扭切應(yīng)力 T =4052 N/mm2 T=16.92 N/mm2< T 即細軸71處的強度符合要求的強度條件。 圖4-7 主軸的結(jié)構(gòu)方案 主軸的最小直徑是安裝飛輪處的直徑d10-11，為了使所選的軸直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故需同時選取聯(lián)軸器型號。聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩Tca=KaT，查表10.1，取Ka=2.3，則：

51、Tca=KaT=2.3×751942=1579078.2 N.mm。按照計算轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查標準GB/T 5843-86，半聯(lián)軸器I的孔徑d1=71mm，故取d1-2=71mm，半聯(lián)軸器長度L=132 mm，與軸配合的轂孔長度L1=107mm。為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求，1-2軸段左端應(yīng)制出一軸肩，故取2-3段直徑d2-3=80mm，L1-2=104mm。因軸承同時受有徑向力和軸向力的作用，且主軸承受大轉(zhuǎn)矩和沖擊載荷，選用雙列的調(diào)心滾子軸承，參照工作要求并根據(jù)d2-3=80mm，選用滾子軸承22316，d×D×B=80×170

52、15;58，左端采用軸肩進行軸向定位，軸肩高h=5mm，取d3-4=90mm，右端與聯(lián)軸器之間采用套筒定位，長度L=48mm。滾子軸承寬度B=33mm為使套筒可靠的壓緊軸承，取L2-3=79mm，軸承箱體寬度120mm，箱體至機殼外壁距離35mm，機殼壁厚20mm，取制造誤差S=10mm，故取 L3-4=133mm。轉(zhuǎn)子圓盤用軸套壓緊定位，取軸肩高度h=10mm，則d5-6=110mm為了可靠的壓緊轉(zhuǎn)子圓盤，取L5-6=618mm 。由于軸承對稱布置，仍取L6-7=40mm，d6-77=110mm，L7-8=133mm，d7-8=90mm，軸承用套筒和擋圈定位，由于在最左端配置飛輪，飛輪輪轂長度130mm，為使飛輪不至與機殼接觸，取飛輪與軸承箱體的距離為160mm，則取L9-10=120mm，d9-10=76mm飛輪左端用軸端擋圈定位，飛輪輪轂直徑為70mm，故取d10-11=71mm，L10-11=125mm。半聯(lián)軸器，轉(zhuǎn)子圓盤，飛輪與軸的周向定位均采用平鍵連接。半聯(lián)軸器與軸的鏈接，