畢業(yè)論文立軸沖擊式同步破碎機(jī)的總體設(shè)計(jì)說(shuō)明

1、 . PAGE10 / NUMPAGES11 . 畢業(yè)論文題 目 立軸沖擊式同步破碎機(jī)總體設(shè)計(jì) 學(xué) 院 機(jī)械工程學(xué)院 專 業(yè) 機(jī)械工程與自動(dòng)化班 級(jí) 機(jī)自0708學(xué) 生 封連政學(xué) 號(hào)指導(dǎo)教師 方二一一 年 五 月 二十七 日1前言本設(shè)計(jì)的題目為立軸同步?jīng)_擊式破碎機(jī)總體設(shè)計(jì)。要求：破碎機(jī)理的分析：總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、進(jìn)料裝置、卸荷帶輪等主要零件的設(shè)計(jì)和計(jì)算；要求結(jié)構(gòu)合理，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)；能量消耗小，潤(rùn)滑可靠；安裝維修方便。此次設(shè)計(jì)的立軸沖擊同步破碎機(jī)利用沖擊的作用對(duì)物料進(jìn)行破碎。其工作部件為裝有同步打擊板的高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子，物料通過(guò)入料口進(jìn)入，在轉(zhuǎn)子的回轉(zhuǎn)區(qū)受到同步打擊板的沖擊，并且被高速拋向襯板，使物料再次

2、受到?jīng)_擊。在上述過(guò)程之中，物料之間還有相互碰撞撞擊的作用。由于物料受到同步打擊板的打擊，襯板的沖擊以與物料之間的碰撞，促使物料不斷產(chǎn)生裂縫、松散而致粉碎。最后，當(dāng)物料粒度小于襯板上小孔之間的縫隙，加工的物料便從底部出料口卸出。1.1 國(guó)外的研究現(xiàn)狀隨著建筑行業(yè)所用到的礦石量的不斷增加，物料加工的重要工序破碎作業(yè)顯得尤為重要。近年來(lái)，國(guó)外對(duì)破碎方面的研究十分活躍，這是由于國(guó)外在復(fù)合材料、新型瓷、電子材料等許多尖端技術(shù)方面迅速發(fā)展而決定的。在先進(jìn)的工業(yè)化國(guó)家，破碎設(shè)備已進(jìn)入成熟、配套、完善的階段，設(shè)備研究朝著同步破碎的方向發(fā)展。自20世紀(jì)80年代以來(lái)，我國(guó)破碎工程的研究較為活躍，其主要目標(biāo)在于提高

3、破碎過(guò)程的效率和滿足工業(yè)上某些物料產(chǎn)品的粒度要求。80 年代中期，開(kāi)始對(duì)破碎機(jī)大規(guī)模的研究。當(dāng)時(shí)，我國(guó)主要以引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)的設(shè)備和技術(shù)為主，同時(shí)，國(guó)技術(shù)人員進(jìn)行大量研究開(kāi)發(fā)工作，經(jīng)過(guò)十幾年的努力，國(guó)已能生產(chǎn)各種用途的破碎機(jī)，有的設(shè)備在性能上已接近國(guó)外同類設(shè)備的水平。但總的說(shuō)來(lái),與國(guó)外的先進(jìn)技術(shù)設(shè)備相比，我國(guó)的破碎技術(shù)仍存在一些問(wèn)題:（1）已研制出的不同型號(hào)規(guī)格的破碎設(shè)備中，有些在材質(zhì)、加工精度和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等方面，與國(guó)外先進(jìn)設(shè)備相比還有一定差距；（2）產(chǎn)品的深加工檔次低、系列少，對(duì)用戶的需求針對(duì)性差；（3）缺少高效的設(shè)備與破碎設(shè)備配套。其發(fā)展方向：（1）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性高、成本低、操作簡(jiǎn)單。（2）新

4、型耐磨材料的應(yīng)用。（3）同步破碎機(jī)仍是主要研制方向。（4）完善現(xiàn)有的破碎設(shè)備與工藝, 使其性能更優(yōu)越。1.2立軸沖擊式同步破碎機(jī)基本結(jié)構(gòu)立軸沖擊式破碎機(jī)的基本結(jié)構(gòu)：入料倉(cāng)、破碎腔、轉(zhuǎn)子、電機(jī)、擋油環(huán)、落料倉(cāng)、機(jī)體支架。1.3立軸沖擊式同步破碎機(jī)的工作原理沖擊式同步破碎機(jī)的破碎作用主要有：1. 自由破碎 進(jìn)入破碎腔的物料，立即受到高速同步打擊板的沖擊，以與物料之間的相互撞擊，同時(shí)還有打擊板與物料之間的摩擦作用，在這些外力的作用下，使進(jìn)入破碎腔的物料得到破碎。2. 反彈破碎 被破碎的物料實(shí)際上不會(huì)是被無(wú)限制地分散的，而是被集中在一個(gè)區(qū)域之，由于轉(zhuǎn)子的高速運(yùn)轉(zhuǎn)和同步打擊板的沖擊作用，使物料獲得了高速

5、的運(yùn)動(dòng)速度，然后撞擊在襯板上，使物料進(jìn)一步得到破碎。1.4立軸沖擊式同步破碎機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)（1）立軸沖擊式同步破碎機(jī)是一種新型高效的破碎設(shè)備，它有以下優(yōu)點(diǎn)：1. 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維修方便，工作的時(shí)候穩(wěn)定，不會(huì)因機(jī)器長(zhǎng)時(shí)間工作而震動(dòng)，不需要笨重的基礎(chǔ)。2. 能夠充分的利用同步?jīng)_擊的破碎作用，粉碎的效率高，產(chǎn)量高，成本低，產(chǎn)品粒度均勻。3. 破碎比大，普通破碎機(jī)一般為20左右，而它可以達(dá)到60以上甚至可以高達(dá)150，可以簡(jiǎn)化生產(chǎn)流程，減少成本。（2）立軸沖擊式同步破碎機(jī)缺點(diǎn)：1. 同步打擊板和襯板磨損較嚴(yán)重，其更換頻繁，尤其是在破碎堅(jiān)硬物料時(shí)，磨損就更快。2. 需要嚴(yán)格控制入料的粒度，以防轉(zhuǎn)子損壞，其防堵性

6、能較差，不太適宜破碎粘性和塑性物料。1.5立軸沖擊式同步破碎機(jī)的用途 沖擊式破碎機(jī)已經(jīng)廣泛應(yīng)用在石棉、冶金、水泥、玻璃、化工與火力發(fā)電等工業(yè)部門之中，其特別適合于破碎中等硬度的物料，在建材工廠之中，其主要用于對(duì)煤、砂石、石灰石、水泥熟料等物料進(jìn)行破碎，由于其有很多比錘式破碎機(jī)更多的優(yōu)越性，在一些中小型的企業(yè)廠礦之中來(lái)代替顎式輥式和圓錐式破碎機(jī)。2立軸反擊式破碎機(jī)的總體設(shè)計(jì)2.1立軸沖擊式同步破碎機(jī)的主要零部件轉(zhuǎn)子 轉(zhuǎn)子是立軸破碎機(jī)中起主要作用的部件，按結(jié)構(gòu)形式可分為整體式(即鑄造而成)和焊接式兩種。體式轉(zhuǎn)子的剛性和平衡較好，但制造周期較長(zhǎng);而焊接式轉(zhuǎn)子制造周期短，但剛性較差。但不管如何，轉(zhuǎn)子必

7、須要適應(yīng)破碎各種物料、甚至大塊物料的需要。此轉(zhuǎn)子為整體式，并且在轉(zhuǎn)子周圍焊接上同步打擊板，在轉(zhuǎn)子把物料甩出時(shí)擊打物料，使物料達(dá)到破碎速度，從而完成破碎。主軸 主軸是轉(zhuǎn)子中的關(guān)鍵零件，在運(yùn)行中，轉(zhuǎn)子部所受物料的沖擊力、破碎力等均由主軸來(lái)承受。因此主軸的材質(zhì)與技術(shù)要求如熱處理等均較高，即主軸必須要有較高的強(qiáng)度和一定的韌性，因此主軸的安全系數(shù)一般均要求較大。主軸的材質(zhì)一般可選擇為45鋼。如果為了增大安全系數(shù)，可以選擇40 Cr或者更好的材料。破碎腔 筒體由兩個(gè)對(duì)開(kāi)的半圓殼體構(gòu)成。破碎腔有查看門，以便更換各種易損件和檢修。筒體上端連接上蓋，下端連接底座。上蓋上有進(jìn)料口，機(jī)座是空的，破碎好的物料就由機(jī)座

8、下落料倉(cāng)流出。由于上蓋與機(jī)座與筒體三者的定位正確與否，與主軸安裝是否同軸有密切關(guān)系，故上述零件的設(shè)計(jì)和加工時(shí)，必須仔細(xì)考慮其形位公差的問(wèn)題，否則要引起主軸無(wú)法安裝或者設(shè)備極易損壞或者根本無(wú)法運(yùn)。這將帶來(lái)很大損失。進(jìn)料和出料裝置 進(jìn)料裝置和出料裝置是同步破碎機(jī)中的關(guān)鍵零件，完成石料的進(jìn)出，控制最大入料量和最小入料量。由于物料對(duì)進(jìn)料和出料裝置的磨損比較大，需要硬度強(qiáng)的材料制造。2.2設(shè)計(jì)容破碎機(jī)理的分析：總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、進(jìn)料裝置等主要零件的設(shè)計(jì)。要求結(jié)構(gòu)合理，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)；能量消耗小，潤(rùn)滑可靠；安裝維修方便。最大入料（mm）功率（KW）葉輪轉(zhuǎn)速（r/min）處理量（t/h）60264-320850-14

9、50160-300首先對(duì)立軸沖擊式同步破碎機(jī)總體構(gòu)造的認(rèn)識(shí)，根據(jù)傳統(tǒng)立軸式破碎機(jī)的理解添加上同步功能，計(jì)算同步過(guò)程中轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，葉輪的轉(zhuǎn)速，最大入料，電機(jī)的功率和處理量。分析破碎過(guò)程，確定各破碎過(guò)程中所要達(dá)到的條件，確定進(jìn)料、轉(zhuǎn)子、破碎腔、出料、傳動(dòng)系統(tǒng)和機(jī)架各部分的布局、銜接與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。從而確定破碎機(jī)所需的材料和破碎指標(biāo)，在較易受磨損的部位，受損的部件非常小，因而可用硬度高的金屬制造， 其費(fèi)用較低，底部驅(qū)動(dòng)部分要求重量較輕，結(jié)構(gòu)緊湊，以便于在現(xiàn)有的或新的工作流程中進(jìn)行安裝，設(shè)計(jì)時(shí)進(jìn)料口足夠大，這樣沿自然界面對(duì)礦物進(jìn)行破碎可獲得較高的粒度破碎比，并能生產(chǎn)出成形好的產(chǎn)品顆粒。在整體設(shè)計(jì)中，根據(jù)各

10、方面的計(jì)算和要求完善設(shè)計(jì)使之達(dá)到設(shè)備磨損小、能量消耗低、生產(chǎn)成本少、生產(chǎn)效率高。2.3總體方案2.3.1方案的比較選擇方案一：在總體設(shè)計(jì)的布局中進(jìn)料口在最頂端，出料口在下端，設(shè)計(jì)時(shí)使之帶有斜面，減少能量的損耗，電機(jī)在下端，破碎腔設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)子、葉輪、同步打擊板，在較易受磨損的部位，受損的部件非常小，因而可用硬金屬制造， 其費(fèi)用較低，底部驅(qū)動(dòng)部分要求重量較輕，結(jié)構(gòu)緊湊，以便于在現(xiàn)有的或新的工作流程中進(jìn)行安裝，設(shè)計(jì)時(shí)進(jìn)料口足夠大，這樣沿自然界面對(duì)礦物進(jìn)行破碎可獲得較高的粒度破碎比，并能生產(chǎn)出成形好的產(chǎn)品顆粒，同步設(shè)計(jì)時(shí)同步打擊板厚度和高度與石料沿轉(zhuǎn)子拋出時(shí)恰好碰撞，同步打擊板采用硬度高金屬，轉(zhuǎn)子采用封閉

11、帶孔型，增加了石料的破碎率，使之達(dá)到設(shè)備磨損小、能量消耗低、生產(chǎn)成本少、生產(chǎn)效率高。方案二：在總體設(shè)計(jì)的布局中，電機(jī)在機(jī)體外，破碎腔設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)子、葉輪、同步壁，在破碎腔部位電焊上硬金屬，增加破碎腔的厚度，增加其磨損壽命，進(jìn)料口設(shè)計(jì)的比較陡，這樣石料下滑時(shí)獲得的的速度較大，可獲得較高的破碎效率，出料口朝外出料時(shí)直接下滑到傳送帶，轉(zhuǎn)子采用平面帶柱形，轉(zhuǎn)子平面呈凹型，減少了機(jī)體制造材料，減少了成本，但降低了石料的破碎率，凹型轉(zhuǎn)子使很多石料完不成破碎就下落了，降低了破碎率。根據(jù)設(shè)備磨損小、能量消耗低、生產(chǎn)成本少、生產(chǎn)效率高的要求，選擇方案一，但在破碎腔部可以電焊上金屬皮，破碎腔的厚度，增加其磨損壽命。方案

12、二中電機(jī)設(shè)計(jì)在機(jī)體外，加大了安裝難度，并且使電機(jī)得不到保護(hù)，降低了電機(jī)的壽命；轉(zhuǎn)子平面呈凹型，降低了石料的破碎率，凹型轉(zhuǎn)子使很多石料完不成破碎就下落了，降低了破碎率。預(yù)期結(jié)果：完成立軸沖擊式同步破碎機(jī)的總體設(shè)計(jì)，包括進(jìn)料、轉(zhuǎn)子、破碎腔、出料、傳動(dòng)系統(tǒng)和機(jī)架等部分的布局、銜接與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。2.3.2 整體設(shè)計(jì)（1）電動(dòng)機(jī)、擋油環(huán)設(shè)計(jì)在底座，并有專門的機(jī)套起保護(hù)作用。（2）破碎腔采用帶孔式襯板。（3）進(jìn)料裝置采用調(diào)節(jié)進(jìn)料門大小控制進(jìn)料量，并且下料口采用緩式設(shè)計(jì)。3立軸沖擊式同步破碎機(jī)主要零部件的設(shè)計(jì)和計(jì)算3.1破碎機(jī)的總體設(shè)計(jì)圖1.1 如圖1.1所示，圖中2表示入料裝置，其中包括1-落料門，3-落料

13、入料控制環(huán)。圖中5表示破碎腔，其中包括4-筒體固定架，6-轉(zhuǎn)子。機(jī)體支架兩側(cè)分別裝有電動(dòng)機(jī)和擋油環(huán)，9、10、11、12分別表示各部件的連接方式。3.2入料倉(cāng)的設(shè)計(jì)圖1.2如圖1.2所示，入料倉(cāng)需要控制物料的入料量，在入料口處設(shè)計(jì)了六個(gè)固定入料門的孔，當(dāng)入料門只固定在最下面兩個(gè)的孔時(shí)，入料倉(cāng)達(dá)到最大入料狀態(tài)；當(dāng)入料門固定在下面四個(gè)孔時(shí)，入料倉(cāng)達(dá)到破碎機(jī)所需的最合理入料狀態(tài)，此狀態(tài)為對(duì)破碎機(jī)綜合考慮下所需達(dá)到的入料狀態(tài)；當(dāng)入料門固定在最上面四個(gè)孔時(shí)，入料倉(cāng)停止入料。而入料倉(cāng)下面焊接了入料控制環(huán)，使物料下落到破碎腔時(shí)得到控制，而不會(huì)使物料在下落時(shí)發(fā)生堵塞現(xiàn)象。3.2.1落料門的設(shè)計(jì)圖1.3如圖1.

14、3所示，為了控制物料的落料量，需要設(shè)計(jì)落料門，為了防止物料下落時(shí)沖開(kāi)落料門，落料門需要固定在入料口處并且達(dá)到為穩(wěn)定效果，所以落料門采用倒角式設(shè)計(jì)，這樣落料門才能因?yàn)槎喑龅牡菇堑淖饔镁o緊的固定在入料口處。3.3破碎腔的設(shè)計(jì)如圖1.4所示，破碎腔是機(jī)體設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)，是破碎機(jī)的重要部分。破碎腔有筒體固定架，而支架6是用來(lái)固定筒體固定架的。腔2為帶有孔狀襯板，其作用之一為擊碎物料，其需要比較大的厚度，并且需要硬度高、耐磨性好的材料制成，第二個(gè)作用是選擇物料粒度，使達(dá)到破碎要求的物料卸出，當(dāng)物料粒度小于襯板上小孔之間的縫隙，加工的物料便從底部卸料口卸出。破碎腔壁設(shè)計(jì)時(shí)可以焊接上硬度高的鐵板，這樣可以降

15、低腔壁的磨損，增加破碎腔的使用年限，并且在維修和更換時(shí)也非常方便，不用因?yàn)槠扑榍槐诘哪p而更換破碎腔。4為連接兩半腔體的連接孔，能夠達(dá)到更緊固的連接效果。圖1.43.4筒體固定架的設(shè)計(jì)圖1.5如圖1.5所示，筒體固定架是用來(lái)固定轉(zhuǎn)軸的，怎樣使轉(zhuǎn)軸固定在固定架上時(shí)，使轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)時(shí)能夠穩(wěn)定,因此在筒體設(shè)計(jì)有固定作用的固定支架，利用夾緊和連接作用使轉(zhuǎn)軸高速運(yùn)動(dòng)時(shí)能穩(wěn)定。同時(shí)固定架也要牢固的固定在破碎腔，而設(shè)計(jì)的筒體左連接支架采用的是螺栓連接，使筒體固定在腔壁上，同時(shí)右支架采用下圖1.6所式固定架穩(wěn)固在腔壁上，然后在采用螺紋連接固定。圖1.63.5破碎腔查看門的設(shè)計(jì)圖1.7 如圖1.7所示，破碎腔查

16、看門是用來(lái)觀察破碎腔各部件情況，并且對(duì)破損的零件進(jìn)行維修和維護(hù)，設(shè)計(jì)時(shí)，必須在關(guān)閉查看門時(shí)令其緊固密封在破碎腔開(kāi)口處。在此設(shè)計(jì)中，1部件與破碎腔一側(cè)相連，2部件與破碎腔另一側(cè)相連，4部件連接在門上。在俯視圖中可以看到，由于杠桿原理向1部件加力時(shí)，部件1下壓帶動(dòng)2部件發(fā)生彈性變形，產(chǎn)生的力使查看門向破碎腔開(kāi)口處壓緊，由于鋼材產(chǎn)生的彈性變形而形成的力非常大，所以查看門能夠完全壓緊，當(dāng)查看門完全壓緊時(shí)，部件1停止加力，再利用部件3的插銷固定，從而達(dá)到關(guān)門的效果。5 總 結(jié)通過(guò)以上的分析、計(jì)算、設(shè)計(jì)，立軸沖擊式同步破碎機(jī)的總體設(shè)計(jì)已經(jīng)完成，歷時(shí)三個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)已漸漸接近尾聲，在本次設(shè)計(jì)中，查閱了大量的中外資料，對(duì)每一個(gè)重要的零部件提出了多種設(shè)計(jì)方案，并且參考了濰坊昌樂(lè)石料的同類型的產(chǎn)品，在設(shè)計(jì)中我主要是采用了大學(xué)中所學(xué)習(xí)的機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械原理、材料力學(xué)、機(jī)械工程材料等課程方面的知識(shí)，設(shè)計(jì)出的產(chǎn)品具有以下特點(diǎn)：（