煤礦井下救生艙文件匯編

PAGE86/NUMPAGES86摘要錘式破裂機大量應用于水泥廠、電廠等各個部門，因此，它的設計有著廣泛的前景和豐富的可借鑒的經(jīng)驗。其設計的實質(zhì)是，在完成總體的設計方案以后，就指各個要緊零部件的設計、安裝、定位等問題，并對個不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，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，最后對兩個要緊工作零件的加工精度、公差選擇進行分析，以保證破裂機最終設計的經(jīng)濟性和可靠性。關(guān)鍵詞錘式破裂機錘頭強度公差AbstractHammertypebreakersareappliedtosucheachdepartmentasthecementplant,powerplant,etc.inalargeamount,soitsdesignhasanextensiveprospectandexperiencethatcanbeusedforreference.Itsdesignessenceis,formerlyaftertotalconceptualdesign,adesignwhichpointseachmainsparepart,questionofinstallingandmakingareservationetc.,andcarryontheintensitytocheckandtesttothespecificpart,andinrelevantthematicparts,analysisofcomparingquestionthatthelife-spanofverybeginningofthehammerlengthensindetail.Inthedesignofeachsparepart,shouldincludethechoice,sureness,demandprocessed,structurecraftsatisficationofthesizeofthematerial,andthedemandforcooperatingwithotherparts,etc..Whentheintensityischecked,shoulduserelevantformulae,carryontheanalysisofthedangerousposition,needtocheckform,mapping,calculation,etc..Thentotoinstall,workcourse,worksituationafterpredictthatcarriesonmoreoverallinspectionwhole,giveconsiderationtothequestioninsuchrespectsasmaintainingandsafety,etc.atthesametime.Finally,choosetoanalyseinmachiningaccuracy,publicerrandtotwogroundworkparts,economyanddependabilitythatthebreakersoedastoensureisdesignedfinally.KeyWordsHammertypebreakershammerintensitytolerance第1章緒論1.1錘式破裂機和破裂機的分類：1.1.1錘式破裂機的分類：=1\*GB2⑴、按回轉(zhuǎn)軸數(shù)分為：單轉(zhuǎn)子和雙轉(zhuǎn)子。=2\*GB2⑵、按轉(zhuǎn)子的回轉(zhuǎn)方向分：不可逆式和可逆式。=3\*GB2⑶、按錘頭的排列方式分：單排式和多排式。=4\*GB2⑷、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破裂機的分類：=1\*GB2⑴、按破裂作業(yè)的粒度要求分為：粗碎破裂機、中碎破裂機、細碎破裂機。=2\*GB2⑵、按結(jié)構(gòu)和工作原理分為：顎式破裂機、旋回破裂機、圓錐破裂機、錕式破裂機、錘式破裂機、反擊式破裂機。1.2錘式破裂機的優(yōu)缺點1.2.1錘式破裂機的優(yōu)點：=1\*GB2⑴、構(gòu)造簡單、尺寸緊湊、自重較小，單位產(chǎn)品的功率消耗小。=2\*GB2⑵、生產(chǎn)率高，破裂比大（單轉(zhuǎn)子式的破裂比可達i=10～15）,產(chǎn)品的粒度小而均勻，呈立方體，過度破裂現(xiàn)象少。=3\*GB2⑶、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錘式破裂機的缺點：=1\*GB2⑴、要緊工作部件，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。=2\*GB2⑵、破裂腔中落入不易破裂的金屬塊時，易發(fā)生事故。=3\*GB2⑶、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錘式破裂機的規(guī)格和型號錘式破裂機的規(guī)格用轉(zhuǎn)子的直徑D和長度L來表示，如ф1000mm×1200mm的錘式破裂機，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：ф800mm×600mm，ф1000mm×800mm，ф1300mm×1600mm，ф1600mm×1600mm，ф2000mm×1200mm?？赡媸降模骇?430mm×1000mm，ф1000mm×1000mm。第2章錘式破裂機的工作原理及破裂實質(zhì)2.1錘式破裂機的工作原理

物料進入破裂機中，立即受到高速回轉(zhuǎn)的錘頭的沖擊而粉碎。破裂了的物料，從錘頭處獲得動能，以高速向機殼內(nèi)壁的襯板和篦條上沖擊而第二次破裂。此后，小于篦條縫隙的物料，便從縫隙中排出，而粒度較大的物料，就彈回到襯板和篦條上的粒狀物料，還將受到錘頭的附加沖擊破裂，在物料破裂的整個過程中，物料之間也相互沖擊粉碎。2.2錘式破裂機的破裂實質(zhì)2.2.1破裂的目的和意義=1\*GB2⑴、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裂機進行加工處理，如在選礦廠，為使礦石中的有用礦物達到單體分離，就需要用破裂機將原礦破裂到磨礦工藝所要求的粒度。磨機再將破裂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，須將原料破裂，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)，需要用破裂機械將原料破裂到下一步作業(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，須用破裂機械將原料破裂到下一步作業(yè)要求的粒度。=2\*GB2⑵、意義：在化工、電力部門，破裂粉磨機械將原料破裂，粉磨，增加了物料的表面積，為縮短物料的化學反應的時刻制造有利條件。隨著工業(yè)的迅速進展和資源的迅速減小，各部門生產(chǎn)中廢料的再利用是專門重要的，這些廢料的再加工處理需用破裂機械進行破裂。因此，破裂機械在許多部門起著重要作用。2.2.2礦石的力學性能與錘式破裂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專門大，故當破裂機的施力方式與礦石性質(zhì)相適應時，才會有好的破裂效果。對硬礦石，采納折斷配合沖擊來破裂比較合適，若用研磨粉碎，機件將遭受嚴峻磨損。關(guān)于脆性礦石，采納劈裂和彎折破裂較有利，若用研磨粉碎，則產(chǎn)品中細粉會增多關(guān)于韌性及粘性專門大的礦石。采納磨碎較好。常見的軟礦石有：煤、方鉛礦、無煙煤等，它的抗壓強度是2～4Mpa,最大也不超過40Mpa。普式硬度系數(shù)一般為2～4，再如一些中硬礦石：花崗巖、純褐鐵礦、大理石等，抗壓強度是120～150Mpa，普式硬度系數(shù)一般為12～15，還有硬礦石、極硬礦石，普式硬度系數(shù)一般為15～20?？梢勒盏V物的物理機械性能、礦塊的形狀和所要求的產(chǎn)品粒度來選擇破裂施力方式，以及與該破裂施力方式相應的破裂機械。2.2.3破裂過程的實質(zhì)破裂過程，必須是外力對被破裂物料做功，克服它內(nèi)部質(zhì)點間的內(nèi)聚力，才能發(fā)生破裂。當外力對其做功，使它破裂時，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)上確實是闡明破裂過程的輸入功與破裂前后物料的潛能變化之間的關(guān)系。為了查找這種能耗規(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裂功耗學講。目前公認的有：面積學講，體積學講，裂縫學講。我們只做簡單的介紹：1．面積學講：1867年，Rittinger提出的，破裂消耗的有用功與新生成的物料的表面積成正比。2．體積學講：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)，它的應力與應變并不嚴格遵從虎克定律。變形能儲至極限就會破裂。能夠如此敘述：幾何形狀相似的同種物料，破裂成同樣形狀的產(chǎn)物，所需的功與她們的體積或質(zhì)量成正比。3．裂縫學講：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。因此，破裂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。三個學講各有一定的適用范圍，Hukki實驗研究表明：粗碎時，體積學講比較準確，裂縫學講與實際相差專門大。細碎時，面積學講比較準確，裂縫學講計算的數(shù)據(jù)較小。粗碎、細碎之間的較寬的范圍，裂縫學講較符合實際。只要正確的運用它們，就能夠為分析研究破裂過程提供理論依照和方法。第3章錘式破裂機的總體及要緊參數(shù)設計3.1型號為錘式破裂機的總體方案設計本次設計的是單轉(zhuǎn)子、多排錘、不可逆式錘式破裂機，型號為pc-80000。由機殼、轉(zhuǎn)子、蓖條、打擊板、錘頭、支架、襯板等組成。1.機殼由上機體、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，磨損后能夠更換，機殼和軸之間漏灰現(xiàn)象十分嚴峻，為了防止漏灰，設有軸封。機殼下部直接安放在混凝土基礎上，并用地腳螺栓固定。為了便于檢修、調(diào)整和更換蓖條，下機體的前后兩面都開有一個檢修孔。為了便于檢修、更換錘頭方便，兩側(cè)壁也對稱的開有檢修孔。2.轉(zhuǎn)子由主軸、圓盤、銷軸等組成，圓盤上開有6個均勻分布的銷孔，通過銷軸將68個錘頭懸掛起來。為了防止圓盤和錘子的軸向竄動。銷軸兩端用鎖緊螺母固定。轉(zhuǎn)子支承在兩個滾動軸承上。此外，為了使轉(zhuǎn)子在運動中儲存一定的動能，幸免破裂大塊物料時，錘頭的速度損失不致過大和減小電動機的尖峰負荷，在主軸的一端還裝有一個飛輪。3.主軸是支承轉(zhuǎn)子的要緊零件，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.打擊板有兩塊，折線型。一個能夠調(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.錘頭是要緊的工作部件。其質(zhì)量、形狀、和材質(zhì)對破裂機的生產(chǎn)能力有專門大的阻礙。因此，依照不同的進料尺寸來選擇適當?shù)腻N頭質(zhì)量。要破裂中等硬度的物料，能夠采納如圖3-1所示的形狀。錘頭用高碳鋼鑄造或鍛造，也可用高錳鋼鑄造。為了提高耐磨性，有的錘頭表面涂上一層硬質(zhì)合金，有的采納高鉻鑄鐵。6.蓖條的排列形式是與錘頭的運動方向垂直的。與轉(zhuǎn)子的回轉(zhuǎn)半徑有一定的間隙的圓弧狀，合格的產(chǎn)品通過蓖縫排出。其斷面形狀為梯形，常用錳鋼鑄成。蓖條多為一組尺寸相等的鋼條。安裝時，插入蓖條架上的凹槽，兩蓖條之間用墊片隔開。截面形狀用梯形。7.蓖條和錘頭間隙用凸輪裝置調(diào)整（通過棘輪帶動凸輪）。8.給定的原始數(shù)據(jù)是：破裂能力為20到30噸。破裂機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速在900和1100之間破裂機的最大物料給料粒度為：小于150破裂機的最大排料粒度不能超過：10破裂機的物料容許濕度小于9%。破裂機的破裂程度為：中、細。破裂機的應用場所是：水泥廠、選煤廠、火力電廠等。破裂機的破裂對象是：石灰石、煤塊、焦碳、石膏等軟物料3.2該型號破裂機的工作參數(shù)設計計算3.2.1轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的計算粒度、錘頭的磨損等因素來確定。按公式來計算。錘式破裂機的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速按所需的圓周速度計算，錘頭的圓周速度依照被破裂物料的性質(zhì)、破裂產(chǎn)品的式中──錘頭的圓周速度（m/s）──轉(zhuǎn)子的直徑（m）一般中小型破裂機轉(zhuǎn)速為750到1500，圓周速度為25到70，速度越高，產(chǎn)品的粒度越小。錘頭及襯板、蓖條的磨損越大。功耗增加。對機器零部件的加工、安裝精度要求隨之提高。在滿足其粒度要求的情況下，圓周速度應偏低選取。3.2.2生產(chǎn)率的計算生產(chǎn)率與錘式破裂機的規(guī)格、轉(zhuǎn)速、排料蓖條間隙的寬度、給料粒度、給料狀況以及物料性質(zhì)等因素有關(guān)。一般采納經(jīng)驗公式：式中Q──生產(chǎn)率()──物料的密度()──經(jīng)驗系數(shù)因為該型號的破裂機破裂的是中、硬物料。取值在30到45之間。3.2.3電機功率的計算電機功率的消耗取決于物料的性質(zhì)、給料的圓周速度。破裂比和生產(chǎn)率。目前，尚無一個完整的計算公式，一般依照實踐經(jīng)驗和實驗數(shù)據(jù)，依照經(jīng)驗公式進行計算：系數(shù)取值在0.1到0.15之間。3.3該種破裂機的要緊結(jié)構(gòu)參數(shù)設計計算3.3.1轉(zhuǎn)子的直徑與長度：錘式破裂機的規(guī)格用轉(zhuǎn)子的直徑D和長度L來表示，因此轉(zhuǎn)子的直徑D=800mm，轉(zhuǎn)子的長度L=800mm。3.3.2給料口的寬度和長度：錘式破裂機的給料口的長度與轉(zhuǎn)子的相同。其寬度B2。3.3.3排料口的尺寸該尺寸由蓖條間隙來操縱，而蓖條間隙由產(chǎn)品的粒度的大小來決定。對該破裂機來講，產(chǎn)品的平均粒度為間隙的1/5到1/3。3.3.4錘頭質(zhì)量的計算：因為鉸接在轉(zhuǎn)子上，因此正確選擇錘頭質(zhì)量對破裂效率和能耗都有專門大阻礙，假如錘頭質(zhì)量選得過小，則可能滿足不了錘擊一次就將物料破裂的要求。若選得過大，無用功耗過大，離心力也大，對其他零件會有阻礙并易損壞。依照動量定理計算錘頭質(zhì)量時，考慮到錘頭打擊物料后，必定會產(chǎn)生速度損失，若損失過大，就會使錘頭繞本身的懸掛軸向后偏倒。降低生產(chǎn)率和增加無用功的消耗。為了使錘頭打擊物料后出現(xiàn)偏倒，能夠通過離心力作用而在下一次破裂時物料專門快恢復到正確工作位置。因此，要求錘頭打擊物料后的速度損失不宜過大。一般同意速度損失40%到60%（依照實踐經(jīng)驗）即：式中──錘頭打擊物料后的圓周線速度(m/s)──錘頭打擊物料前的圓周線速度(m/s)若錘頭與物料為了彈性碰撞。且設物料碰撞之前的運動速度為0，依照動量定理，可得：(3-1)由上式可知，式中──錘頭折算到打擊中心處的質(zhì)量(kg)──最大物料塊的質(zhì)量(kg)綜上所述，然而，只是錘頭的打擊質(zhì)量。實際質(zhì)量應依照打擊質(zhì)量的轉(zhuǎn)動順序和錘頭的轉(zhuǎn)動慣量求得，式中──錘頭打擊中心到懸掛點的距離(m)──錘頭質(zhì)心到懸掛點的距離(m)第4章錘式破裂機的要緊結(jié)構(gòu)設計4.1錘頭設計與計算錘頭是要緊工作零件，其設計要緊是指結(jié)構(gòu)的設計。因為錘頭的形狀、質(zhì)量、材質(zhì)與破裂機的生產(chǎn)能力有專門大阻礙。尤其形狀對質(zhì)量的分布、材料的充分利用有專門大的阻礙。關(guān)于錘頭的結(jié)構(gòu)設計及相關(guān)改進在專題中有較詳細的論述?？傊湫螤?、結(jié)構(gòu)的設計，關(guān)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阻礙。錘頭形狀大體分輕型、中型、重型。本型號的錘式破裂機要緊是設計中型的錘頭。其形狀如前面的圖3-1所示。并有相關(guān)的計算。錘頭材料的選擇問題是專門關(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。因為破裂機要破裂的是石灰石等中等硬度的物料。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，采納高錳低合金鋼，有的在工作表面涂上一層硬質(zhì)合金。有的采納高鉻鑄鐵，其耐磨性比高錳鋼錘頭提高數(shù)倍。關(guān)于材料的選擇問題，在專題部分：提高錘頭的耐磨性研究中，有專門的論述。就不詳細介紹了?？傊?，錘頭材料的選擇，不僅關(guān)系到錘頭的工作壽命，機器的生產(chǎn)能力、生產(chǎn)效率，還關(guān)系到各方面的經(jīng)濟性。4.2圓盤的結(jié)構(gòu)設計與計算依照設計的要求，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)設置了鎖緊螺母，另一端用軸肩定位。所用的螺母為GB-812-85，如此每個圓盤均勻分布6個圓孔，即能夠通過六根銷軸，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，為了愛護圓盤的側(cè)面，減少或盡量幸免其側(cè)面的磨損。圓盤的大小取決于轉(zhuǎn)子的直徑，轉(zhuǎn)子的直徑的大小是圓盤的設計大小的依據(jù)。因為，該型號的破裂機，光憑其型號就能夠明白，轉(zhuǎn)子的直徑為800mm，因此，圓盤的大小的取值就有了一定的范圍。不妨取做560mm，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。因此結(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）。圓盤的結(jié)構(gòu)，如圖4-1所示。4.3主軸的設計及強度計算通常軸的設計包括兩個部分，一個是結(jié)構(gòu)設計，一個是工作能力計算。后者要緊是指強度計算。主軸的結(jié)構(gòu)設計依照軸上零件的安裝、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，因此大多數(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要緊取決于軸的強度?，F(xiàn)在只做強度計算，以防止或檢驗斷裂和塑性變形。而關(guān)于剛度要求高的軸和受力大的細長軸，還應該進行剛度計算，防止產(chǎn)生過大的線性變形。關(guān)于高速運轉(zhuǎn)的軸，還應該進行振動穩(wěn)定性計算。以防止產(chǎn)生共振破壞。因此，對該破裂機的主軸來講，只需進行強度計算。4.3.1軸的材料的選擇軸的材料要緊是碳素鋼和合金鋼。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，對應力集中的敏感性較低，同時也能夠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。故采納碳鋼制造軸尤為廣泛。最常用的是45號鋼。4.3.2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，因為對該主軸來講，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。最后兩端分不是帶輪和飛輪。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，還通常不明白支反力的作用點，不能確定其彎矩的大小及分布情況。因此還不能按軸上的所受的具體載荷及其引起的應力來確定主軸的直徑。然而，在對其進行結(jié)構(gòu)設計之前，通常能求出主軸的扭矩。因此，先按軸的扭矩初步可能所要的軸的直徑。并記現(xiàn)在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，應盡量采納標準直徑，比如安裝軸承的軸段，安裝標準件的部位的軸段，都應取為相應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，也確實是講，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。前面差不多通過設計計算，得到轉(zhuǎn)子、飛輪、帶輪的大體尺寸，因此軸的長度也可大致確定了。其草圖如下：4.3.3結(jié)構(gòu)設計的合理性檢驗關(guān)于軸的結(jié)構(gòu)必須滿足：=1\*GB2⑴.主軸和安裝在主軸上的零件要有準確的工作位置；=2\*GB2⑵．軸上的零件便于安裝和拆卸、調(diào)整。=3\*GB2⑶．軸應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，依照階梯軸的特點，同時軸上零件的安裝要求也不高，因此上面提到的第二條容易滿足。至于第三條：軸的制造工藝性，要緊是指便于加工和裝配軸上的零件。同時生產(chǎn)率高、成本低。一般來講，結(jié)構(gòu)越簡單，工藝性越好。因此應該盡量簡化軸的結(jié)構(gòu)。為了便于裝配零件并去掉毛刺，軸端應制出45度倒角。在需要切制螺紋的軸段，應留有退刀槽。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刻，應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，軸上直徑近似的地點，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納相同的尺寸。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\*GB2⑴先講軸上零件的軸向定位，就以此主軸為例，要緊有軸肩、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。=1\*GB3①．軸肩要緊分為兩大類，定位軸肩和非定位軸肩。在該主軸上，軸肩專門多，這兩大類都包括。盡管利用軸肩定位是最方便可靠的方法，然而采納軸肩就必定導致一個問題，那確實是不可幸免的使軸徑加大，而且軸肩處將因為截面突變而引起應力集中。另外，軸肩也不利于加工。因此，在考慮軸的設計時，盡量幸免過多的軸肩定位。而且，還有一點需要講明，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，且差不多上定位軸肩。對這種定位軸肩來講，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)范能夠查教材下冊中的第651頁的表。非定位軸肩是為了加工和裝配方便而設置的。高度沒有嚴格的規(guī)定，一般可取為1到2毫米。=2\*GB3②．在該主軸上，還采納了套筒定位，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，可不能阻礙到軸的疲勞強度。因此，在兩個零件之間，且間距不大時，能夠采納這種定位。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。因此，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，假如軸的轉(zhuǎn)速較高，也不宜采納套筒定位。=3\*GB3③．在該主軸的軸端，以及銷軸的軸端，都采納了圓螺母定位。這種定位能夠承受大的軸向力，然而，軸上的螺紋處將會有較大的應力集中，降低軸的疲勞強度，因此，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，就能夠考慮采納圓螺母定位。=4\*GB3④．在該主軸上，還采納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能夠靠軸承端蓋來實現(xiàn)。=2\*GB2⑵再講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，有三處都采納的是平鍵連接，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、帶輪差不多上用平鍵連接的。其他的，如齒輪、半聯(lián)軸器等與軸的周向定位也都采納這種連接方式。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。軸的草圖如圖4-2所示。4.3.4軸的彎扭合成強度計算在初步完成軸的結(jié)構(gòu)設計之后，對上面的草圖略加修改，即可進行強度的校核計罷了。前面提到過，多數(shù)情況下，軸的工作能力一般要緊取決于軸的強度。現(xiàn)在只做強度計算，以防止或檢驗斷裂和塑性變形。而關(guān)于剛度要求高的軸和受力大的細長軸，還應該進行剛度計算，防止產(chǎn)生過大的線性變形。關(guān)于高速運轉(zhuǎn)的軸，還應該進行振動穩(wěn)定性計算。以防止產(chǎn)生共振破壞。在進行軸的強度校核計算時，應依照軸的具體載荷和應力情況，采納相應的計算方法，并恰當?shù)倪x擇其許用應力。依照計算原則，關(guān)于傳動軸（僅僅或要緊承受扭矩）按照扭矩強度條件進行計算，關(guān)于心軸（只承受彎矩）應該按照彎曲疲勞強度進行計算，關(guān)于該主軸，既承受扭矩還承受彎矩，是一個轉(zhuǎn)軸，因此必須進行彎扭合成強度條件進行計算，需要時還應該進行疲勞強度的精確校核。先按照彎扭合成強度條件進行計算：通過對該主軸的結(jié)構(gòu)設計，軸的要緊結(jié)構(gòu)尺寸，軸上的零件的位置以及外載荷和支反力的作用位置差不多確定。軸上的載荷能夠求得，因此能夠按彎扭合成強度條件對該主軸進行強度的校核計算，其計算步驟如下：=1\*GB3①做出軸的計算簡圖（力學模型）軸上受的載荷是由軸上的零件傳來的，因此，計算時，能夠?qū)⑤S上的分布載荷情況簡化為集中力。其作用點能夠一律簡化，取為分布載荷的中點，作用在軸上的扭矩，一般從傳動件輪轂寬度的中點算起，通常把當作置于鉸鏈支座上的梁，支反力的作用點與軸承的類型和布置方式有關(guān)。在做計算簡圖時，應該先求出軸上的受力零件的載荷（若為空間力系，再分解為水平分力和垂直分力。然后求出各支承的水平反力和垂直反力），如圖4-4所示。=2\*GB3②做彎矩圖：依照前面的簡圖，分不按水平面和垂直面計算各力產(chǎn)生的彎矩圖，并按計算結(jié)果分不作出水平面上的彎矩圖和垂直面上的彎矩圖上，然后按照后面的公式推導出總彎矩，并作出圖，如圖4-4所示。=3\*GB3③作出扭矩圖，如圖4-3所示：=4\*GB3④作出計算彎矩圖依照差不多作出的總彎矩圖和扭矩圖，求出計算彎矩，并做出圖。同時寫出其計算公式：=上式中，──考慮扭矩和彎矩的加載情況以及產(chǎn)生應力的循環(huán)特性差異的系數(shù)。因為通常由彎矩產(chǎn)生的彎曲應力是對稱循環(huán)的變應力，故在求計算彎矩時，必須計算這種循環(huán)特性差異的阻礙。依照經(jīng)驗，當扭轉(zhuǎn)切應力為靜應力時，??；當扭轉(zhuǎn)切應力為脈動循環(huán)變應力時，；當扭轉(zhuǎn)切應力為對稱循環(huán)變應力時，取。=5\*GB3⑤校核軸的強度已知軸的計算彎矩后，即可針對某些危險截面（即計算彎矩大而軸的直徑可能不足的截面）作強度校核計算。按第三強度理論，計算彎曲應力上式中，──軸的抗彎截面系數(shù)（）。──軸的許用彎曲應力（）。由表可查為60Mpa的計算公式，依照截面的不同而不同。對該主軸來講，其需要計算的截面，都帶有鍵槽，而且是單鍵槽。因此，其計算公式為： =主軸的載荷分析圖如下圖4-4所示：=6\*GB3⑥求軸上的支反力及彎矩依照以上確定的結(jié)構(gòu)圖能夠確定出簡支梁的支承距離。據(jù)此能夠求出下列各值，并列表如下，要緊包括，載荷、支反力、彎矩、總彎矩、扭矩、計算彎矩等，相關(guān)的計算也往往是考慮最不理想的情況。表4-1計算彎矩的求法載荷F垂直面V支反力RR=1000N（總重量按200Kg）彎矩M總彎矩M扭矩TT=9550000×=396325計算彎矩綜上所述，按照彎扭合成強度條件進行軸的強度校核計算：

進行具體的校核計算時，只需要校核軸上的承受的最大彎矩以及扭矩的剖面（即危險剖面）的強度。按教材中表10.1，關(guān)于的碳鋼，在承受對稱循環(huán)變應力時的許用應力。故安全。4.3.5軸的疲勞強度條件的校核計算：1.對主軸進行疲勞強度計算，不妨設外力為單向不穩(wěn)定變應力，則依照差不多明白的條件和公式：主軸的材料為45號鋼。通過調(diào)質(zhì)后的性能為，，=5×?，F(xiàn)用此材料做試件，進行強度試驗，以對稱循環(huán)變應力作用次，，作用次。依照這些條件，試計算該主軸在此條件下的計算安全系數(shù)。若以后再以的力，作用于主軸，還能循環(huán)多少次，能夠保證主軸不出問題。事實上，這也等于估算主軸的使用壽命。依照公式再依照教材書上的公式（7-3.9），則該主軸的計算安全系數(shù)為：又依照式子（7-9.a），有由以上的計算，顯然能夠得知，若要使主軸破壞，則由教材中式子（7-34），得=1因此，可求出，能夠得出結(jié)論，該主軸在正常工作，同時考慮到不同工況，可能，在對稱循環(huán)變應力的作用下，尚可承受次的應力循環(huán)。因此，事實上，該主軸能夠再工作的循環(huán)次數(shù)并可不能準確的等于以上所求的數(shù)值。假如按的范圍計算，則所求的的值將分不等于0.50710和2.832。2.再介紹一下提高主軸的疲勞強度的途徑：在零件的設計時期，除了采取提高其強度的一般措施之外，還能夠通過以下一些設計措施來提高其疲勞強度：=1\*GB3①盡可能的降低該主軸上的應力集中的阻礙。這是提高其疲勞強度的首要措施和要緊的途徑。而主軸的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸的突變（比如軸肩）是應力集中的結(jié)構(gòu)根源，因此，為了降低應力集中，應該盡量減小零件（即該主軸的）結(jié)構(gòu)形狀和尺寸的突變使其變化盡可能的平滑和均勻。為此，要盡可能的增大過渡處的圓角半徑；同一段軸上相鄰截面處的剛性變化應盡可能的小等等。在不可幸免的要產(chǎn)生較大的應力集中的結(jié)構(gòu)處，可采納減荷槽來降低應力集中的阻礙。=2\*GB3②選用疲勞強度高的材料和規(guī)定能夠提高材料疲勞強度的熱處理方法和強化工藝。=3\*GB3③提高主軸的表面質(zhì)量。比如將處在應力較高區(qū)域的主軸表面加工得較為光潔?；蛘?，假如，有的軸段，工作在腐蝕性介質(zhì)中，則要對該軸段規(guī)定適當?shù)谋砻鎼圩o。=4\*GB3④盡可能地減小或消除主軸表面可能發(fā)生的初始裂紋的尺寸，關(guān)于延長其疲勞壽命有著提高材料性能更為顯著的作用。因此，關(guān)于重要的軸段，在設計圖紙上應規(guī)定出嚴格的檢驗方法和要求。=5\*GB3⑤降溫、減載荷，關(guān)于發(fā)熱摩擦副的軸頸采取降溫設計，也可顯著提高其疲勞壽命。因為主軸是一個轉(zhuǎn)動件，因此，在低應力下運轉(zhuǎn)一定周數(shù)后，再逐步提高到設計的應力水平。4.4軸承的選擇因為軸承，尤其是常用的一些軸承，要緊是指一些滾動軸承，絕大數(shù)都已標準化，因而，我們需要進行一部分設計內(nèi)容，依照具體的工作條件，正確選擇軸承的類型和尺寸。另外是軸承組合的設計，它包括安裝、調(diào)整、潤滑、密封等一系列內(nèi)容的設計。4.4.1材料的選擇軸承的內(nèi)圈、外圈、滾動體，一般是用軸承鉻鋼制造的，熱處理后，其硬度一般不低于HRC60。一般這些元件需要150度回火處理，因此其通常的工作溫度不高于120度，現(xiàn)在，硬度可不能下降。4.4.2軸承類型的選擇軸承的類型有專門多種，要緊依照其承載情況和調(diào)心等要求，進行選擇。因為該型號的破裂機，其轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速在900到1100之間。因此主軸上軸承的轉(zhuǎn)速專門高，負荷專門大，且工作時刻專門長，最要緊的是，通過專門長時刻工作后，會因為錘頭的不均勻磨損而產(chǎn)生不平衡附加作用力（當錘頭的不均勻磨損嚴峻時，此力就成為總負荷中的要緊部分）。軸承間距大，軸會產(chǎn)生撓曲，此外，軸承的中心也難保證同心，因此選用調(diào)心滾子軸承。圖4-54.4.3軸承的游動和軸向位移軸承在實際工作時，工作前后的溫差大，為了適應軸和外殼不同熱膨脹的阻礙，防止軸承卡死。能夠使一端的軸承軸向固定（比如用圓螺母）另一端使之能夠軸向位移。如此，軸承在內(nèi)外圈的軸向相對位置有不大的變化時，仍然能夠正常工作。也能夠使外圓與座孔配合較松，以保證外圓相關(guān)于座孔能做軸向竄動。4.4.4軸承的安裝和拆卸為了便于軸承在主軸上的安裝和拆卸，必須考慮到軸承座有剖分面，如此就不必考慮沿軸向安裝和拆卸軸承部件，優(yōu)先選用內(nèi)外圈可分離的軸承了。圖4-64.5傳動方式的選擇與計算（V帶傳動計算）該部分的設計要緊體現(xiàn)在V帶輪的設計上，帶輪的結(jié)構(gòu)型式，要緊由帶輪的基準直徑選擇。其基準直徑又與相連接的電動機的型號有關(guān)。依照前面對電動機功率的計算，以及轉(zhuǎn)速的要求，能夠采納Y系列的三相異步電動機，其額定功率為45KW。型號是Y225M-2。滿載轉(zhuǎn)速2970r/min，額定轉(zhuǎn)速3000r/min。因為要求的大帶輪的轉(zhuǎn)速在900r/min到1100r/min之間，因此，當小帶輪的直徑依據(jù)電動機選擇160mm時，如此大帶輪的基準直徑依據(jù)傳動比，能夠求出475左右，因為帶輪的基準直徑有標準系列，因此可取475mm。要求帶的根數(shù)，必須按以下的計算步驟：1．先確定出帶的型號。由表可查到，依照計算功率P和小帶輪的轉(zhuǎn)速進行選擇。通過查表得，式中──名義傳動功率。──工作情況系數(shù)。再查表可知，取1.4，則能夠計算出計算功率P為63KW。再由表，可查出帶的型號為A型。2．需要確定單根V帶的差不多額定功率查表13.4，（教材書下冊）能夠明白，對A型帶，因為其小帶輪轉(zhuǎn)速接近2800r/min，基準直徑為160mm的情況下，為差不多額定功率，取4.06KW。為長度系數(shù)，取0.99。為包角系數(shù)，取0.935。為單根V帶的差不多額定功率的增量，取0.34KW。其值由帶的型號、小帶輪轉(zhuǎn)速以及傳動比確定。則帶的根數(shù)就能夠用下式求出：將上面的數(shù)據(jù)代入，就能夠求出，。如此，整個帶輪的尺寸的具體的確定過程如下：依照其參數(shù)，仍然由教材書上的表可查到。──靠近兩端的槽中心到帶輪端部的距離。──相鄰槽間的距離。另外，根帶的型號和其基準直徑D，能夠確定出輪槽角的大小和，，，。──輪槽的根部到帶輪鍵槽的最小要求距離。──相鄰帶輪在中心線上的距離。──齒頂高的最小距離。──齒根高的最小距離。其鍵槽能夠由其寬度進行選擇標準的長度。如此，其他的尺寸也能夠確定了。4.6飛輪的設計與計算飛輪的作用是，是轉(zhuǎn)子在運動中儲存一定的動能，幸免破裂大塊或較影的物料時，速度損失不致過大和減小電機的尖峰負荷。其結(jié)構(gòu)采納腹板式。圖4-7其具體的尺寸能夠采納常見的類型。只要較好的實現(xiàn)其功能即可。如圖4-8。4.7棘輪的選擇蓖條與錘頭端部的間隙由兩個裝置來實現(xiàn)：凸輪和彈簧，凸輪是用來增加這兩者的間隙的。操作是靠手柄來實現(xiàn)的。而彈簧用來進行“微調(diào)”，當手柄操作不能達到中意的位置時，需要用彈簧進行再調(diào)整。凸輪的運動是由棘輪來實現(xiàn)的,棘輪也因為差不多差不多標準化，因此，只需要依照具體的條件和要求，進行選擇。因為其尺寸的確定是比較自由的，因此，棘輪只需要依照凸輪的工作狀況，實現(xiàn)其驅(qū)動功能即可。另外，考慮經(jīng)濟性和可能性，穩(wěn)定性，做合理的選擇。棘輪機構(gòu)的結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，運動可靠。而且，棘輪軸每次轉(zhuǎn)動角度的大小能夠在較大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。這些差不多上它的優(yōu)點。其缺點是工作時有較大圖4-8的沖擊和噪聲，而且運動精度較低。其典型的結(jié)構(gòu)形式是由搖桿、棘爪、棘輪和止動爪等組成:彈簧用來使止動爪和棘輪保持接觸。同樣，可在搖桿和棘爪之間設置彈簧，以維持棘爪與棘輪的接觸。棘輪固定在機構(gòu)的傳動軸上，而搖桿則是空套在傳動軸上。當搖桿逆時針擺動時，棘爪便插入到棘輪的齒間，推動棘輪轉(zhuǎn)過一個角度。當搖桿順時針轉(zhuǎn)動時，止動爪阻止棘輪順時針運動，同時，棘爪從棘輪的齒背上滑過，因此現(xiàn)在，棘輪靜止不動。如此，當搖桿連續(xù)往復運動時，棘輪便得到了單向的間歇運動。4.8蓖條位置調(diào)整彈簧的選擇前面提到了，彈簧所能起到的作用是調(diào)整蓖條與錘頭間隙的作用。彈簧一般所起到的作用是：1.操縱運動方向。2.緩沖和吸振3.儲存能4.測力的大小。在那個地點，它實現(xiàn)的是第一個功能。依照受載荷的情況的不同，彈簧可分為拉伸、壓縮、扭轉(zhuǎn)和彎曲彈簧。依照所要求的工作狀況。只需要承受拉伸。因此，應該選擇拉伸彈簧。在常用的彈簧當中，依照其應用特點和范圍，我們能夠選用一般的圓柱螺旋彈簧。這種彈簧的特性線呈直線，剛度穩(wěn)定，承受壓力，結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，應用最廣泛。無專門要求時，能夠選右旋。彈簧的選擇的一個關(guān)鍵是，對彈簧的特性線和剛度的分析。表示彈簧載荷與變形之間關(guān)系的曲線成為彈簧的特性線。使彈簧產(chǎn)生單位變形所需要的載荷成為彈簧的剛度。用表示。4.9箱體結(jié)構(gòu)以及其相關(guān)設計一臺機器的總重量當中，機座和箱體等零部件的重量占專門大的比例。同時在專門大程度上阻礙著機器的工作精度以及抗振性能。因此，正確合理的選擇機座和箱體的材料，同時正確合理的選擇其結(jié)構(gòu)形式和尺寸，是減小機器質(zhì)量、節(jié)約金屬材料。提高工作精度等重要途徑。4.9.1鑄造方法依照有關(guān)資料，機座（機架和基板等）和箱體（包括機殼等）的形式專門多。按構(gòu)造形式能夠分為機座類、機架類等。本次設計到的錘式破裂機，是固定式重型機器。而且，機座和箱體的結(jié)構(gòu)復雜，剛度要求也較高，因此，通常差不多上鑄造。鑄造材料常用便于施工而又廉價的鑄鐵。（包括一般灰鑄鐵、球墨鑄鐵等）。而且該破裂機的機座，屬于大型機座的制造，因此，常采納分零鑄造，然后焊成一體的方法。4.9.2截面形狀的選擇因為絕大數(shù)的機座和箱體受力情況較為復雜，因此要產(chǎn)生振動，彎曲等變形。因此，當受到彎曲或扭轉(zhuǎn)時，截面形狀對其剛度和強度的阻礙專門大。因此，正確設計出合理的機座和箱體的截面形狀，能夠起到既不增大截面面積，又不增大（或者減?。┝慵|(zhì)量（材料消耗量）的效果。而且增大了截面系數(shù)以及截面慣性矩，就能提高其強度和剛度。在使用中，絕大數(shù)的機座和箱體都采納這種截面形狀，確實是那個緣故。盡管矩形截面的彎曲強度不及工字型截面，扭轉(zhuǎn)強度不及圓形截面的，然而它的扭轉(zhuǎn)剛度卻大得。而且采納矩形截面的機座和箱體的內(nèi)外壁比較容易裝設其他的機件。因此，對機座和箱體來講，它是結(jié)構(gòu)性能較好的截面形狀。4.9.3肋板的布置一般地講，增加壁厚當然能夠增大機座和箱體的強度和剛度，但不如加設肋板來得有利。因為加設肋板時，增大強度和剛度，又能夠增大壁厚的同時減小質(zhì)量；因為該破裂機的機殼是鑄件，因此，關(guān)于鑄件，由于不需要增加壁厚，就能夠減少鑄造的缺陷；關(guān)于有些焊接的部位，壁薄時更容易保證焊接的品質(zhì)。在考慮到鑄造、焊接工藝時以及結(jié)構(gòu)要求時的限制時，例如為了便于砂型的安裝和清除，以及需要在機座內(nèi)部安裝其他的機件等，往往需要把機座設計成兩面放開的，或者至少在某些部位開出比較大的孔洞（確實是該機器中的檢修孔）。由于如此做，必定大大削弱了機座的剛度，因此，加設肋板是必需的。其結(jié)構(gòu)形狀必須考慮到各種重要因素，要緊有工藝、成本、重量等。同時還要隨具體的應用場合以及不同的工藝要求（如鑄造、焊接等）而設計成不同的結(jié)構(gòu)形狀。第5章專題部分錘頭結(jié)構(gòu)改造及耐磨性研究摘要本文從理論上對錘頭結(jié)構(gòu)的改進進行了分析，并指出了其應用中體現(xiàn)的改進的效果?？紤]分析并總結(jié)了錘頭壽命的各種因素，并著重從理論到應用分析了錘頭材料的改進、研制，提高耐磨性，同時從理論上、應用上對最大破裂力、錘頭的合理調(diào)配進行了具體的研究。通過對這幾種因素的較詳細的分析，體現(xiàn)了延長錘頭使用壽命的可行性和方法方式的多樣性。關(guān)鍵詞：改性高錳鋼中碳多元合金鋼破裂機中錘頭（板錘）是最易磨損的零件，由于錘頭是靠高速回轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的沖擊能來擊碎物料的，因而，錘頭自身也受到物料的撞擊和研磨作用而磨損。錘頭（板錘）的磨損與錘頭本身的材料、錘頭制造質(zhì)量、所破裂物料的特性、給料粒度的大小及水分、轉(zhuǎn)子的圓周速度和處理量等因素有關(guān)。為充分利用錘頭的材質(zhì)。提高錘頭的使用壽命，板錘可設計成對稱形式。5.1錘頭結(jié)構(gòu)的改進問題5.1.1改進的介紹在厚度上增加了15mm，其端部寬度增加了20mm，懸掛孔到端部的長度增加了10mm,懸掛處外圓的半徑由90mm變?yōu)?5mm.5.1.2改進的效果1．對物料的沖擊力增加了。因為錘頭的重心在回轉(zhuǎn)半徑徑向上外移，錘頭在運轉(zhuǎn)中線速度加大。錘頭對物料的沖擊功增加了，從而改善了破裂效果。2．錘頭的有效磨損量增加了。錘頭單重一般按27千克算，有效磨損量占三分之一，即9千克。改進后的結(jié)構(gòu)總重量變化小，有效磨損量達16千克。改進后一套的錘頭相當于改進前的兩套，降低了使用成本。3．降低了出料粒度，提高了臺時產(chǎn)量。改進后，懸掛孔到錘頭端部長度由350毫米到360毫米，回轉(zhuǎn)直徑大約1250到1270毫米，錘頭到殼板間隙由25毫米減小到15毫米。故可使出料粒度，由原來的20毫米以下，25%的粉狀物，變?yōu)?—10毫米，60%的粉狀物，大大改進了破裂機的破裂效果，從而提高了臺時產(chǎn)量。4．改善了粉磨效果。石灰石等物料經(jīng)二次破裂后，要從能量消耗和效率上研究，破裂比研磨效率高，電耗小。因此，要求并希望石灰石多破裂，少研磨。出料粒度8—10毫米，60%的粉狀物，極大改善了粉末機的生產(chǎn)效果。產(chǎn)量由每小時12噸提到每小時16噸，降低了生料的生產(chǎn)成本。5.2延長錘頭使用壽命的研究下面重點討論一下錘頭耐磨性提高，使用壽命延長的問題。決定一個板錘的使用壽命，有以下幾個因素來評定：1．工作是否可靠。在板錘與物料沖擊過程中，不準板錘飛離轉(zhuǎn)子，或因板錘的緊固不良，引起其他的機械故障，故板錘的固定是個值得注意的問題。否則，無“壽命”可言。2．板錘的裝卸是否方便，尤其再生產(chǎn)現(xiàn)象，在工作一段時刻后，機器的各部件必不能按理想狀況進行，比如偏心、局部磨損等，需要及時調(diào)整。能否快速裝卸是一個專門重要的指標。3．板錘的金屬利用率是否合理。因板錘的磨損是不可幸免的，一塊重量一定的板錘，使其不能利用的質(zhì)量最小，即板錘的形狀及空間尺寸如何選擇為最佳是值得考慮的問題。4．減少無謂的磨損，以提高板錘的使用壽命，要充分利用轉(zhuǎn)子的能量，提高破裂比，就必須研究最大破裂力，同時也具有專門大的理論價值。5．板錘的及時合理調(diào)配特不關(guān)鍵。破裂機在使用中運行不穩(wěn)，震動大，要緊緣故是，板錘磨損后，原有的平衡狀況被破壞，未用科學的方法合理調(diào)配所致。6．板錘的材質(zhì)，是解決錘頭耐磨性，使用壽命的最核心的因素?，F(xiàn)今應用比較廣泛，也經(jīng)受了實踐的考驗。比如有改性高錳鋼板錘和錘頭，中碳多元合金鋼錘頭。下面就后三種因素，做一些具體的分析：5.2.1錘式破裂機中單顆粒物料的最大破裂力研究錘式破裂機具有破裂效率高、破裂能耗少等優(yōu)點，它在礦山、建材、環(huán)保等行業(yè)中得到了廣泛應用。到目前為止，該機型的最大破裂力還沒有一個理想的公式進行計算。國外有人依照碰撞理論和破裂力呈線性變化的觀點，提出了最大破裂力等于二倍平均破裂力的公式。但在破裂機實際破裂過程中，最大破裂力與平均破裂力并不是呈線性變化，因而，有必要對該機型的最大破裂力做進一步的探討。=1\*GB2⑴錘式破裂機對物料的破裂過程建立的力學模型為了便于研究，其碰撞過程要做以下幾點假設：=1\*GB3①．在破裂過程中，物料與錘頭的碰撞是彈性正碰撞。=2\*GB3②．在碰撞前，錘頭與轉(zhuǎn)子同速轉(zhuǎn)動。=3\*GB3③．在碰轉(zhuǎn)前，物料水平速度是零。=4\*GB3④．在碰撞處，忽略摩擦力和風阻等阻礙。依照這些假設和碰撞理論，能夠列一系列方程。需要的物理量有，，，。它們分不表示的意思是：──碰撞后，第i塊物料的質(zhì)量。──錘頭的質(zhì)量。──第i塊物料碰撞后的分速度。──碰撞前錘頭質(zhì)心處的線速度。依照物理知識，還有公式如下 =cos, －=(－),要求出碰撞前錘頭質(zhì)心處的線速度，即V的值，還需要明白以下的物理量：，，，，，。它們分不表示的意思是：──轉(zhuǎn)子系統(tǒng)對O軸的轉(zhuǎn)動慣量──錘頭對其質(zhì)心軸的轉(zhuǎn)動慣量──第塊物料碰撞后的分速度──與碰撞方向的夾角──錘頭打擊點到錘頭質(zhì)心的距離──錘頭打擊點到銷軸軸心的距離另外，還需要有一些輔助的物理量：，。它們分不表示的意思是：──錘頭與物料間的碰撞沖量──錘頭銷軸間的碰撞反沖量再依照牛頓的恢復系數(shù)定義以及沖量定理，能夠得出，最大破裂力=/×──錘頭對銷軸的最大反沖擊力/──在破裂過程中，與時刻無關(guān)的常數(shù)=2\*GB2⑵單顆粒物料破裂時最大破裂力的實驗研究為了測出單顆粒物料破裂時的最大破裂力，對單排錘式破裂機，在其轉(zhuǎn)子軸中部對稱地粘貼了4個電阻應變片，并通過導線組成全橋測試電路。依照上述測試方法，就能夠得到，單顆粒物料破裂時，轉(zhuǎn)子軸上的彎曲應變曲線。并依照實測分析，曲線上的應力最大值確實是錘頭對銷軸的最大反沖擊力所引起的線應變。另外，依照電測原理和轉(zhuǎn)子軸上的受力特點，能夠得到轉(zhuǎn)子軸上測試處的彎矩，因此需涉及到一些相關(guān)的物理量：，，，，。Wn──轉(zhuǎn)子軸測試處的抗彎截面膜量──轉(zhuǎn)子軸測試處的直徑──實驗模型中兩圓盤間的距離──轉(zhuǎn)子軸上二軸承間的距離──轉(zhuǎn)子軸材料的彈性膜量依照電學和物理學的公式，在單顆粒物料破裂時，逐次改變電機轉(zhuǎn)速和分不加入砂巖、鋼球、麻石、石灰?guī)r等不同物料進行了破裂實驗，得出了一系列的數(shù)據(jù)。=3\*GB2⑶數(shù)據(jù)處理和結(jié)論從實驗得出的一系列的數(shù)據(jù)，能夠發(fā)覺，最大破裂力與平均破裂力并不是呈線性變化，為了了解其變化規(guī)律，利用計算機對這兩個值的比值進行數(shù)據(jù)處理：包括均值、方差計算和正態(tài)性檢驗等，其結(jié)果十分明顯，是一個正態(tài)分布曲線圖。依照圖中的數(shù)理統(tǒng)計結(jié)果，可得如下結(jié)論：=1\*GB3①．依照所獲得數(shù)據(jù)能夠發(fā)覺，最大破裂力與平均破裂力的比值并不呈線性變化。由數(shù)理統(tǒng)計原理可知，比值落在區(qū)間[ū-3s，ū+3s]的概率為99.7%，置信度為1-ɑ=95%。=2\*GB3②．因為ū-3s=2.045，ū+3s=3.128依照概率論的觀點，得到實驗公式=（2.045～3.128），為平均破裂力。5.2.2錘頭合理調(diào)配的研究與應用錘式破裂機在使用中的運行不穩(wěn)，振動大的緣故是，除了個不的是由于主機制造質(zhì)量、平衡校正質(zhì)量、安裝質(zhì)量、基礎質(zhì)量不佳所致外，絕大多數(shù)是由于板錘磨損后，原有的平衡狀況被破壞，未用科學的方法合理調(diào)配所致。就合理調(diào)配問題，必須引起重視。1．配錘模型的建立一般錘式破裂機的錘頭分布能夠歸納為：沿主軸軸線方向的組數(shù)用等表示，每組錘頭在回轉(zhuǎn)圓周上的母線分布及數(shù)量，可用阿拉伯數(shù)字來表示，此外還要有一個組間角。因此要表示一臺錘式破裂機的錘頭分布狀況，可用組數(shù)、每組個數(shù)、組間角來表述。而要表示某一位置的錘頭，則可用組號加圓周分布的母線序號表示，以1212型高效細碎機為例，該機錘頭共六組，每組三只，組間角六十度。為了便于理論分析，需作以下假設：=1\*GB3①．每只錘頭為一理想的質(zhì)點。=2\*GB3②．各質(zhì)點離主軸回轉(zhuǎn)中心的距離為一定值。=3\*GB3③．錘頭按理想狀況均勻分布。2．配錘表的編制=1\*GB2⑴錘頭分布表表5.1GXP1212型高效細碎機的錘頭分布表皮帶輪ABCDEF飛輪1B1D1F12A2C2E23B3D3F34A4C4E45B5D5F56A6C6E6=2\*GB2⑵錘頭的磨損規(guī)律及配置表編制依照GXP1212型高效細碎機在某廠的運行一段時刻后的錘頭狀況，如下表：由表5.2可見，假如原來的個體差異忽略不記，則磨損量從大到小的排序為：。一般地，物料由破裂機的進料溜子導入，總是中部的料多余邊部，因此，錘頭磨損量存在于中間組向邊上組遞減的規(guī)律。這一規(guī)律在設計配錘方案時，必須予以考慮。為了尋求一種適合大多數(shù)情況的錘頭排列方案，不妨先假設1套按等差規(guī)律制作的錘頭，并找出這套錘頭的最佳排列方案。將該機錘頭按單只重進行排序，設以最重的為1號，依次至最輕的為18號。在制作那個方案時，除了要運用磨損規(guī)律外，同時考慮到為減小偏心振動，每組錘頭的各錘重量最好要差不多。在組序的排列先后上，按磨損規(guī)律及沿回轉(zhuǎn)軸的中截面兩側(cè)均勻分布的原則。一般，能夠按或的規(guī)律排列。表5.2運行一段時刻后錘頭剩余質(zhì)量皮帶輪ABCDEF飛輪121.721.522.465.6221.5323.021.822.467.2422.621.524.768.8521.220.622.063.8622.221.023.166.366.365.964.763.970.966.8W432165組序確定后再排列每組的3只錘頭。在組的3只錘頭首先按由重到輕的順序排定的情況下，其余各組可按“輕重相濟”的原則排列。所謂“輕重相濟”，能夠理解為“重中—輕，重輕—中，中輕—重”的配錘法則。比如講，在排列組時，組的錘為重錘，組為中錘，則在組的C2錘應是輕錘。按此類推，排列如下表，并用軸向偏心矩和徑向偏心矩來表征配錘方案的優(yōu)劣。正確排列后可運用方案的評價方法進行計算與評定。由因此按等差規(guī)律制作的錘頭，因此上表的錘頭號數(shù)就能夠作為該錘頭重的代表值來進行計算和評價，其評價效果和結(jié)論與事實是等效的。取每組的等差和、按組間距為1，按軸中截面取矩計算：=（51－42）×2.5+（24-33）×1.5+（15-6）×0.5=13.5。為求的值，引入分布圓的概念。=3\*GB2⑶分布圓引入分布圓是為了明了地找到偏重的母線或配重的母線，并在量值上得到確定。表5.3按“輕重相濟”的原則排列的配錘方案皮帶輪ABCDEF飛輪17113212186123638214244164103059315276175113351241563342將表5.3中最后一列數(shù)依次填入，按母線數(shù)量均勻分布在圓上，即得分布圓及其簡化圖。按照力學原理，分布圓的簡化事實上專門簡單，只要在對稱位置同減一數(shù)其平衡性質(zhì)不變。分布圓的簡化規(guī)律為：=1\*GB3①同一直徑線上的2數(shù)同減其最小數(shù)，分布圓性質(zhì)不變；=2\*GB3②同一個等邊三角形內(nèi)的三個數(shù)同減去其最小數(shù)，分布圓性質(zhì)不變；=3\*GB3③相鄰三數(shù)的，兩邊數(shù)分不加上中間數(shù)，在使中間數(shù)為0，分布圓性質(zhì)不變；（相鄰兩數(shù)的，可設邊上的數(shù)字為0來處理）。分布圓簡化到只剩相間2個數(shù)或1個數(shù)（或全部為0）為止，即得最簡分布圓。如圖5-2，5-3，5-4。分布圓的簡化規(guī)律均來自于對稱平衡規(guī)律。一般的講，各質(zhì)點相關(guān)于回轉(zhuǎn)中心對稱布置，質(zhì)量相等，則系統(tǒng)就平衡，否則，不平衡。規(guī)律中的“性質(zhì)不變”指的是平衡性不變，這包括兩重意思，一是原來是平衡的，簡化后仍是平衡的，反之，不平衡。二是指其量值上的不變。規(guī)律中的“減”確切地講是同時減去一個數(shù)，因此那個數(shù)能夠是正數(shù)，也能夠是負數(shù)。由最簡分布圓能夠看出，=0，可見上面的表是一個完全平衡的配錘方案。但事實上，一套錘頭的各只錘頭不可能是會呈等差分布規(guī)律的，因此在現(xiàn)實情況下，按上述方案配置的錘頭就不一定是平衡的，上述方案配置的錘頭就不一定是最佳的，在實際應用中還要對配錘方案進行調(diào)整。3．GXP1212型高效細碎機錘頭的配置由GXP1212型高效細碎機運行一段時刻后錘頭剩余質(zhì)量表，能夠計算出磨損后錘頭的軸向偏心矩M2=（66.3-66.8）×2.5+（65.9-70.9）×1.5+（64.7-63.9）×0.5=-8.35分布圓及其簡化圖如下圖所示，依照分布圓就能夠作出方案的評價。從上圖的最簡分布圓能夠看出，依照分布圓的簡化規(guī)律，在在最左側(cè)的母線上假如配重4kg，即可差不多實現(xiàn)平衡要求，我們把那個數(shù)記作的值。，的值均專門大，這講明該破裂機錘頭的配置狀況會產(chǎn)生專門大的不平衡力，也必定會產(chǎn)生破裂機的大幅度振動。顯然，，的值越大，不平衡力矩越大，這因此是我們不希望出現(xiàn)的。因此，不但更換錘頭時要注意用科學的方法進行配置，錘頭運行了一個時期以后，其原有的平衡狀況也會隨著錘頭的磨損的不均勻而破壞，這時更要作好錘頭的重新配置工作。4.結(jié)論1．由上圖的最簡分布圓可知，在正三角形最右側(cè)的母線上配重0.85kg，即可差不多實現(xiàn)平衡的要求。顯然，M徑、M軸的值減小了，按該方案重新配錘后，破裂機運行情況得到明顯的改善，設備振動已差不多消除，產(chǎn)量已有較大提高。錘式破裂機的配錘關(guān)于確保破裂機的正常運行起著特不重要的作用，必須引起寬敞企業(yè)的重視。2．本文所提供的配錘圖表是基于每組3只錘頭的和偶組數(shù)模型，關(guān)于其他結(jié)構(gòu)類的錘式破裂機，須依照本文所提供的方法作出變通處理。3．本文提供的配錘思路是一種基于靜態(tài)平衡的理想狀況，實際情況將更復雜，有待于進一步探討。5.2.3錘頭材質(zhì)的選擇及改性這是解決關(guān)于提高錘頭耐磨性，延長其使用壽命問題的最要緊、最全然的方式。下面要緊介紹以下這種：改性高錳鋼板錘和錘頭的研制。錘式破裂機的關(guān)鍵部件是板錘和錘頭，其安全性、可靠性、耐磨性和使用壽命等性能，直接阻礙破裂機的安全生產(chǎn)、正常運行及生產(chǎn)成本。有一個例子，曾有一個工廠所用的破裂機是1600×1600錘式破裂機，試用過專門多廠家提供的高錳鋼板錘和錘頭，但有的使用時出現(xiàn)掉塊和斷裂，有的工作表面出現(xiàn)嚴峻的犁溝和流變，只能使用1到3個月。為此，該廠與一家有限公司合作，共同開發(fā)研制了一種改性高錳鋼板錘和錘頭。并通過幾年的使用證明，這種板錘和錘頭能夠有效幸免上述問題，使用壽命和抗磨損能力較以往所用的一般高錳鋼產(chǎn)品提高了一倍以上。=1\*GB2⑴高錳鋼板錘和錘頭的缺點高錳鋼板錘和錘頭的鑄態(tài)組織是奧氏體和碳化物，通過水韌處理后為單一的奧氏體組織，具有較高的韌性，在強烈的沖擊工況條件下，其表面能夠產(chǎn)生加工硬化層，從而使其具有較好的耐磨性。但因石灰石硬度較低，在中低沖擊應力下，高錳鋼板錘和錘頭表面不能形成足夠的加工硬化層，因此其工作表面硬度不夠高，磨損較快。另外，高錳鋼在三百度以下時，其內(nèi)部組織的晶界周圍會產(chǎn)生炭化物的重新析出，使比較完整致密的機體被碳化物割裂開。如此，硬度低于碳化物的機體先被磨損，從而使碳化物凸現(xiàn)出來；而凸現(xiàn)出來的碳化物被劃傷、擊碎或脫落，又失去了對機體的愛護作用，使機體進一步磨損。如此循環(huán)往復，致使高錳鋼板錘和錘頭被專門快磨損，使用壽命短。=2\*GB2⑵改性高錳鋼板錘和錘頭材質(zhì)元素的選擇高錳鋼的耐磨性要緊取決于其工作表面的加工硬化能力。據(jù)此，我們在設計改性高錳鋼板錘和錘頭的化學成分時，加入了鉻（）、鉬（）、鈦（）、釩（）和稀土元素，以降低奧氏體的穩(wěn)定性，使其機體上形成大量微小的第二相質(zhì)點，阻止位錯運動，從而，強化了基體；同時在奧氏體上彌散析出球狀炭化物，凈化晶界，改善夾雜物的形態(tài)和分布，實現(xiàn)綜合強化。從而使改性高錳鋼板錘和錘頭具有高韌性、高強度和良好的抗磨損性能。=1\*GB3①碳含量碳是阻礙鋼的各種性能的主導元素。在一定范圍內(nèi)，碳含量增加，鋼的硬度、破壞強度、屈服強度和耐磨性能都增加。但當大于1.4%時，鋼的韌性就會降低，并出現(xiàn)粗大的沿晶界分布的炭化物，給消除炭化物的固溶處理帶來困難。因此應操縱碳含量在1.1～1．2%。=2\*GB3②/