錘式破碎機(jī)機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)【含12張CAD圖紙和說明書】

錘式破碎機(jī)機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)【含12張CAD圖紙和說明書】,含12張CAD圖紙和說明書,破碎,機(jī)械,畢業(yè)設(shè)計(jì),12,十二,cad,圖紙,以及,說明書,仿單 商 丘 工學(xué)院 2015-JXLW 專業(yè)代碼-編號(hào) 本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 錘式破碎機(jī)設(shè)計(jì) 學(xué) 院 小三號(hào)黑體居中（下同） 專 業(yè) 學(xué) 號(hào) 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 提交日期 年 月 日 誠　信　承 諾 書 本人鄭重承諾和聲明: 我承諾在畢業(yè)論文撰寫過程中遵守學(xué)校有關(guān)規(guī)定,恪守學(xué)術(shù)規(guī)范,此畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))中均系本人在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下獨(dú)立完成,沒有剽竊、抄襲他人的學(xué)術(shù)觀點(diǎn)、思想和成果,沒有篡改研究數(shù)據(jù),凡涉及其他作者的觀點(diǎn)和材料,均作了注釋,如有違規(guī)行為發(fā)生,我愿承擔(dān)一切責(zé)任,接受學(xué)校的處理,并承擔(dān)相應(yīng)的法律責(zé)任。 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）作者簽名：　　　　　　　 　　　　　年　　　月　　　日　 35 摘 要 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，錘擊部分和反擊部分;錘擊部分由錘頭架和活動(dòng)錘頭構(gòu)成,反擊部分由三層不同曲面的反擊板構(gòu)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，實(shí)現(xiàn)物料的中碎;錘擊的物料沖擊到安裝在破碎腔內(nèi)的反擊板上，又經(jīng)過物料與反擊板、物料與物料的互相沖擊,從而實(shí)現(xiàn)了物料的細(xì)碎。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 Abstract Partially broken by the hammer crusher main portion and a counter unit composed of two parts, part of hammering and counter part; in part by hammering hammer frame and hammer events constituted in part by three different surfaces counterattack counterattack plate. Material from the feed inlet into the crushing chamber, after the impact hammer, cut, split pieces, broken, broken implementations material; material impact hammer to install in the crushing cavity counterattack plate, and after the material and counterattack plate material and the material impact of each other, in order to achieve a finely divided materials. And subsequent installation of the whole working process and to check all aspects of the work after taking into account the problem of maintenance, insurance and other aspects of the device, the last on the machining accuracy of two main parts, the tolerance selected for analysis to ensure that the crusher the final design of the economy and reliability. Key Words：Hammer type breakers hammer intensity tolerance 目 錄 第1章 緒論 1 1.1 破碎機(jī)課題的研究意義 1 1.2 破碎機(jī)的分類 1 1.3 破碎理論的發(fā)展 2 1.3.1 面積學(xué)說 2 1.3.2 體積學(xué)說 2 1.3.3 裂縫學(xué)說 2 第2章 錘式破碎機(jī)的工作原理 4 2.1 錘式破碎機(jī)的工作原理 4 2.2 錘式破碎機(jī)的破碎實(shí)質(zhì) 4 2.2.1 破碎的目的和意義 4 2.2.2礦石的力學(xué)性能與錘式破碎機(jī)的選擇 5 2.2.3破碎過程的實(shí)質(zhì) 5 第3章 錘式破碎機(jī)的總體及主要參數(shù)設(shè)計(jì) 6 3.1 錘式破碎機(jī)的總體方案設(shè)計(jì) 6 3.2 該型號(hào)破碎機(jī)的工作參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算 7 3.2.1 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的計(jì)算 7 3.2.2 生產(chǎn)率的計(jì)算 7 3.2.3 電機(jī)功率的計(jì)算 7 3.3 該種破碎機(jī)的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算 7 第4章 錘式破碎機(jī)的主要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 9 4.1 錘頭設(shè)計(jì)與計(jì)算 9 4.2 圓盤的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算 9 4.3 主軸的設(shè)計(jì)及強(qiáng)度計(jì)算 9 4.3.1 軸的材料的選擇 10 4.3.2 軸的最小直徑和長度的估算 10 4.3.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性檢驗(yàn) 10 4.3.4 軸的彎扭合成強(qiáng)度計(jì)算 12 4.3.5 軸的疲勞強(qiáng)度條件的校核計(jì)算 15 4.4軸承的選擇 17 4.4.1材料的選擇 17 4.4.2軸承類型的選擇 17 4.4.3 軸承的游動(dòng)和軸向位移 18 4.4.4 軸承的安裝和拆卸 18 第5章 破碎機(jī)的傳動(dòng)裝置 20 5.1飛輪所需的質(zhì)量的計(jì)算 20 5.2帶式傳動(dòng)的計(jì)算 21 5.3 飛輪的設(shè)計(jì)與計(jì)算 24 5.4 棘輪的選擇 25 5.5 蓖條位置調(diào)整彈簧的選擇 25 5.6 箱體結(jié)構(gòu)以及其相關(guān)設(shè)計(jì) 25 5.6.1鑄造方法 26 5.6.2截面形狀的選擇 26 5.6.3 肋板的布置 26 第6章 錘式破碎機(jī)的主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 27 6.1 機(jī)架 27 6.2 打擊板 27 6.3 圓盤錘架 27 6.4 滾動(dòng)軸承 27 第7章 錘式破碎機(jī)的操作與維護(hù) 29 7.1 錘式破碎機(jī)的操作方法 29 7.1.1 啟動(dòng)前錘式破碎機(jī)應(yīng)做好的準(zhǔn)備工作 29 7.1.2 啟動(dòng)后操作的事項(xiàng) 29 7.1.3 停車時(shí)的注意事項(xiàng) 29 7.2 錘式破碎機(jī)的使用與維護(hù) 29 結(jié) 論 31 致 謝 32 參考文獻(xiàn) 33 第1章 緒論 第1章 緒論 1.1 破碎機(jī)課題的研究意義 隨著經(jīng)濟(jì)的增長，各種金屬與非金屬礦、水泥廠、建筑、砂石冶金等行業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，其加工設(shè)備——破碎機(jī)在其發(fā)展中占有十分重要的地位和作用，成為行業(yè)的支柱設(shè)備。近日，國家為了扶持破碎機(jī)的國產(chǎn)化趨勢，推動(dòng)破碎機(jī)械——破碎機(jī)的發(fā)展，發(fā)布了《關(guān)于促進(jìn)深部找礦工作指導(dǎo)意見》，以促進(jìn)我國固體礦產(chǎn)勘查向深部拓展。顯示出礦山機(jī)械設(shè)備將面臨著新一輪的行業(yè)需求，預(yù)示著礦山機(jī)械設(shè)備股的行業(yè)景氣度有望繼續(xù)高漲且延續(xù)。另外，隨著近幾年的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，重工成為我國的棟梁行業(yè)，政府為了扶持破碎機(jī)行業(yè)的發(fā)展，幫助其順利的度過金融危機(jī)，規(guī)定財(cái)政部對(duì)大型非公路礦用自卸車及其關(guān)鍵零部件和原材料進(jìn)口稅收政策進(jìn)行調(diào)整。對(duì)進(jìn)口核心零部件的進(jìn)口關(guān)稅和進(jìn)口環(huán)節(jié)增值稅實(shí)行先征后退，用于企業(yè)新產(chǎn)品的研制生產(chǎn)以及自主創(chuàng)新能力建設(shè)。從目前的經(jīng)濟(jì)形勢分析，越來越多的礦山開始使用機(jī)械化作業(yè)，提升礦山的開采率，尤其是在煤炭、銅礦、鋅礦等礦山的機(jī)械化程度已大大提升，而這些產(chǎn)業(yè)對(duì)成品的質(zhì)量和成型的粒度要求也在不斷的提高。 目前國內(nèi)外利用目標(biāo)規(guī)劃設(shè)計(jì)破碎機(jī)研制符合新型層壓破碎工作原理的破碎機(jī)，基于總體平衡模型和散體物料運(yùn)動(dòng)學(xué)特性，提出破碎機(jī)破碎腔型分層研究模型和腔型優(yōu)化設(shè)計(jì)新方法，提出破碎機(jī)生產(chǎn)率計(jì)算新方法和破碎機(jī)操作模型，建立破碎機(jī)腔型優(yōu)化方法，結(jié)合破碎機(jī)設(shè)計(jì)研發(fā)過程中所存在的實(shí)際問題，通過分析破碎機(jī)動(dòng)錐單次擺動(dòng)過程中下落物料的總量，推導(dǎo)并建立針對(duì)曲線腔形破碎機(jī)的生產(chǎn)率計(jì)算模型：基于總體平衡理論，對(duì)破碎機(jī)破碎腔分層情況加以分析、深入研究。 破碎機(jī)在采礦領(lǐng)域使用廣泛。但目前其控制方法基本采用手動(dòng)，生產(chǎn)效率較低。能源浪費(fèi)大，針對(duì)這一問題．國內(nèi)提出了一種對(duì)破碎機(jī)進(jìn)行自動(dòng)控制的具體設(shè)計(jì)方案。方案中系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了排礦口的自動(dòng)調(diào)整和主電機(jī)的恒功率控制，提高了設(shè)備的生產(chǎn)率和自動(dòng)化水平。破碎過程是選礦過程的一道重要工藝．其能耗非常大．破碎產(chǎn)品粒度直接影響后續(xù)磨礦作業(yè)．且破碎效率影響整個(gè)選礦廠的生產(chǎn)效率．從而影響選礦廠的經(jīng)濟(jì)效益。為研制符合新型層壓破碎工作原理的破碎機(jī)，基于總體平衡模型和散體物料運(yùn)動(dòng)學(xué)特性，提出破碎機(jī)破碎腔型分層研究模型和腔型優(yōu)化設(shè)計(jì)新方法．提出破碎機(jī)生產(chǎn)率計(jì)算新方法和破碎機(jī)操作模型，建立破碎機(jī)腔型優(yōu)化、生產(chǎn)率優(yōu)化和破碎產(chǎn)品粒度分布 優(yōu)化的計(jì)算模型．研究分析基于層壓破碎原理的破碎腔型、生產(chǎn)率和破碎產(chǎn)品粒度之間的相互耦合關(guān)系模型，建立破碎機(jī)的多目標(biāo)規(guī)劃模型，能夠?yàn)樽灾餮兄崎_發(fā)新型、高效、節(jié)能的現(xiàn)代高能破碎機(jī)奠定理論基礎(chǔ)。 1.2 破碎機(jī)的分類 1.顎式破碎機(jī)：工作部分由固定顎板和活動(dòng)顎板組成，當(dāng)活動(dòng)顎板周期性的接近固定顎板時(shí)，借壓碎作用破碎物料。 2.圓錐破碎機(jī)：工作部分由固定的外錐和活動(dòng)的內(nèi)錐組成。內(nèi)錐以一定的偏心半徑繞外中心線做偏心運(yùn)動(dòng)，物料在兩錐體之間被壓碎和折斷。 3.錘式破碎機(jī)：工作部分是鉸接在圓盤上的錘頭。物料被高速旋轉(zhuǎn)的錘頭沖擊破碎并被帶到下面的箅條篩，從篩孔排出。 4.反擊式破碎機(jī)：工作部分是固定在轉(zhuǎn)盤上的板錘。物料被高速旋轉(zhuǎn)的板錘沖擊破碎并拋射到反擊板再次破碎，同時(shí)形成快料之間的撞擊破碎，最后從集體下部排出。 5.立軸破碎機(jī)：分立軸錘式破碎機(jī)和立軸反擊式破碎機(jī)，其工作部分基本與錘式反擊式破碎機(jī)相似，原理也基本一樣。物料從上部進(jìn)料斗經(jīng)第一級(jí)轉(zhuǎn)子破碎后落到第二級(jí)轉(zhuǎn)子后在進(jìn)行第二次破碎，產(chǎn)品有機(jī)體下部自由排出。 6. 沖擊式制砂機(jī)：工作部分是高速旋轉(zhuǎn)的葉輪。物料從中心給料筒落到葉輪中心，然后沿葉輪的流道被拋射到襯板上撞碎。碎后的產(chǎn)品沿葉輪與襯板圓周空間自由排出。 7.輥式破碎機(jī)：工作部分是做相向旋轉(zhuǎn)的兩個(gè)棍子。物料給在兩棍之間，隨著棍子旋轉(zhuǎn)將物料拉入棍間后被擠壓破碎。這種破碎機(jī)是強(qiáng)制排料的。 1.3 破碎理論的發(fā)展 破碎過程，必須是外力對(duì)被破碎物料做功，克服它內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)間的內(nèi)聚力，才能發(fā)生破碎。當(dāng)外力對(duì)其做功，使它破碎時(shí)，物料的潛能也因功的轉(zhuǎn)化而增加。因此，功率消耗理論實(shí)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,許多學(xué)者從不同的角度提供了若干個(gè)不同形式的破碎功耗學(xué)說。目前公認(rèn)的有：面積學(xué)說，體積學(xué)說，裂縫學(xué)說。 1.3.1 面積學(xué)說 1867年，Rittinger提出的，粉碎物料所消耗的能量與物料新生成的表面積成正比。 1.3.2 體積學(xué)說 1874年，俄國基爾皮切夫與1885年的基克先后獨(dú)立提出，外力作用于物體發(fā)生變形，外力所做的功儲(chǔ)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(yīng)力與應(yīng)變并不嚴(yán)格遵從胡克定律。變形能儲(chǔ)至極限就會(huì)破裂?？梢赃@樣敘述：在相同的條件下，幾何形狀相似的物料粉碎成相似的成品時(shí)，所消耗的能量與物料體積或質(zhì)量成正比。 1.3.3 裂縫學(xué)說 1952年，Bond和中國留美學(xué)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(diǎn)，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(kuò)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(gè)學(xué)說各有一定的適用范圍，Hukki實(shí)驗(yàn)研究表明：粗碎時(shí)，體積學(xué)說比較準(zhǔn)確，裂縫學(xué)說與實(shí)際相差很大。細(xì)碎時(shí)， 面積學(xué)說比較準(zhǔn)確，裂縫學(xué)說計(jì)算的數(shù)據(jù)較小。粗碎、細(xì)碎之間的較寬的范圍，裂縫學(xué)說較符合實(shí)際。只要正確的運(yùn)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2章 錘式破碎機(jī)的工作原理 第2章 錘式破碎機(jī)的工作原理 2.1 錘式破碎機(jī)的工作原理 物料進(jìn)入破碎機(jī)中，立即受到高速回轉(zhuǎn)的錘頭的沖擊而粉碎。破碎了的物料，從錘頭處獲得動(dòng)能，以高速向機(jī)殼內(nèi)壁的襯板和篦條上沖擊而第二次破碎。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碎，在物料破碎的整個(gè)過程中，物料之間也相互沖擊粉碎。 錘式破碎機(jī)主要靠錘子的沖擊作用破碎物料。物料進(jìn)入錘子的工作區(qū)后，被高速回轉(zhuǎn)的錘子沖擊破碎。被破碎的物料從錘頭處獲得動(dòng)能，以高速向破碎版和箅條篩上沖擊而被第二次破碎。此后小于箅條篩縫隙的物料，便從縫隙中排出，而力度較大的物料，彈回到襯板和箅條上的粒狀物料，還將受到錘頭的附加沖擊破碎，在物料整個(gè)破碎過程中，物料之間也相互沖擊粉碎，破碎機(jī)示意圖如圖2-1所示。 圖 2-1 錘式破碎機(jī)示意圖 1.箅條篩 2.錘頭 3.錘架 4主軸 2.2 錘式破碎機(jī)的破碎實(shí)質(zhì) 2.2.1 破碎的目的和意義 ⑴、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(jī)進(jìn)行加工處理，如在選礦廠，為使礦石中的有用礦物達(dá)到單體分離，就需要用破碎機(jī)將原礦破碎到磨礦工藝所要求的粒度。磨機(jī)再將破碎機(jī)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，然后在將熟料用磨機(jī)磨成水泥。另外，在建筑和筑路業(yè)，需要用破碎機(jī)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(jī)械將原料破碎到下一步作業(yè)要求的粒度。 ⑵、意義：在化工、電力部門，破碎粉磨機(jī)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(xué)反應(yīng)的時(shí)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(jī)械進(jìn)行破碎。因此，破碎機(jī)械在許多部門起著重要作用。 2.2.2礦石的力學(xué)性能與錘式破碎機(jī)的選擇 礦石都由許多礦物組成，各礦物的物理機(jī)械性能相差很大，故當(dāng)破碎機(jī)的施力方式與礦石性質(zhì)相適應(yīng)時(shí)，才會(huì)有好的破碎效果。對(duì)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(jī)件將遭受嚴(yán)重磨損。對(duì)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(xì)粉會(huì)增多。對(duì)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(qiáng)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(qiáng)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。 可根據(jù)礦物的物理機(jī)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(jī)械。 2.2.3破碎過程的實(shí)質(zhì) 破碎過程，必須是外力對(duì)被破碎物料做功，克服它內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)間的內(nèi)聚力，才能發(fā)生破碎。當(dāng)外力對(duì)其做功，使它破碎時(shí)，物料的潛能也因功的轉(zhuǎn)化而增加。因此，功率消耗理論實(shí)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(xué)者從不同的角度提供了若干個(gè)不同形式的破碎功耗學(xué)說。目前公認(rèn)的有：面積學(xué)說，體積學(xué)說，裂縫學(xué)說。我們只做簡單的介紹： 1．面積學(xué)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(xué)說： 1874年，俄國基爾皮切夫與18885年的基克先后獨(dú)立提出，外力作用于物體發(fā)生變形，外力所做的功儲(chǔ)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(yīng)力與應(yīng)變并不嚴(yán)格遵從虎克定律。變形能儲(chǔ)至極限就會(huì)破裂。可以這樣敘述：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(xué)說： 1952年，Bond和中國留美學(xué)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(diǎn)，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(kuò)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(gè)學(xué)說各有一定的適用范圍，Hukki實(shí)驗(yàn)研究表明：粗碎時(shí)，體積學(xué)說比較準(zhǔn)確，裂縫學(xué)說與實(shí)際相差很大。細(xì)碎時(shí)， 面積學(xué)說比較準(zhǔn)確，裂縫學(xué)說計(jì)算的數(shù)據(jù)較小。粗碎、細(xì)碎之間的較寬的范圍，裂縫學(xué)說較符合實(shí)際。只要正確的運(yùn)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3章 錘式破碎機(jī)的總體及主要參數(shù)設(shè)計(jì) 第3章 錘式破碎機(jī)的總體及主要參數(shù)設(shè)計(jì) 3.1 錘式破碎機(jī)的總體方案設(shè)計(jì) 本次設(shè)計(jì)的是錘式破碎機(jī)，由機(jī)殼、轉(zhuǎn)子、蓖條、打擊板、錘頭、支架、襯板等組成。 1.機(jī)殼由上機(jī)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(jìn)料口,內(nèi)部鑲有高錳鋼襯板，磨損后可以更換，機(jī)殼和軸之間漏灰現(xiàn)象十分嚴(yán)重，為了防止漏灰，設(shè)有軸封。機(jī)殼下部直接安放在混凝土基礎(chǔ)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(jī)體的前后兩面都開有一個(gè)檢修孔。為了便于檢修、更換錘頭方便，兩側(cè)壁也對(duì)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(gè)均勻分布的銷孔，通過銷軸將68個(gè)錘頭懸掛起來。為了防止圓盤和錘子的軸向竄動(dòng)。銷軸兩端用鎖緊螺母固定。轉(zhuǎn)子支承在兩個(gè)滾動(dòng)軸承上。此外，為了使轉(zhuǎn)子在運(yùn)動(dòng)中儲(chǔ)存一定的動(dòng)能，避免破碎大塊物料時(shí)，錘頭的速度損失不致過大和減小電動(dòng)機(jī)的尖峰負(fù)荷，在主軸的一端還裝有一個(gè)飛輪。 3.主軸是支承轉(zhuǎn)子的主要零件，沖擊力由它來承受。因此，要求其材質(zhì)具有較高的韌性和強(qiáng)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(gè)可以調(diào)整，一個(gè)是固定的。調(diào)整的一個(gè)靠的是安裝在箱體上的螺桿裝置。 5.錘頭是主要的工作部件。其質(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。因此，根據(jù)不同的進(jìn)料尺寸來選擇適當(dāng)?shù)腻N頭質(zhì)量。要破碎中等硬度的物料，可以采用如圖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，有的采用高鉻鑄鐵。 6.蓖條的排列形式是與錘頭的運(yùn)動(dòng)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(shí)，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(dòng)凸輪）。 8.給定的原始數(shù)據(jù)是： （1） 破碎能力為20到30噸。 （2） 破碎機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速在900和1100 之間 （3） 破碎機(jī)的最大物料給料粒度為：小于150 （4） 破碎機(jī)的最大排料粒度不能超過：10 （5） 破碎機(jī)的物料容許濕度小于9%。 （6） 破碎機(jī)的破碎程度為：中、細(xì)。 （7） 破碎機(jī)的應(yīng)用場所是：水泥廠、選煤廠、火力電廠等。 （8） 破碎機(jī)的破碎對(duì)象是：石灰石、煤塊、焦碳、石膏等軟物料 3.2 該型號(hào)破碎機(jī)的工作參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算 3.2.1 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的計(jì)算 錘式破碎機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速按所需的圓周速度計(jì)算，錘頭的圓周速度根據(jù)被破碎物料的性質(zhì)、破碎產(chǎn)品的粒度、錘頭的磨損等因素來確定。 按公式 來計(jì)算。 式中 ── 錘頭的圓周速度（m/s） ── 轉(zhuǎn)子的直徑（m） 一般中小型破碎機(jī)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(duì)機(jī)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(yīng)偏低選取。 3.2.2 生產(chǎn)率的計(jì)算 生產(chǎn)率與錘式破碎機(jī)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)。一般采用經(jīng)驗(yàn)公式： 式中 Q── 生產(chǎn)率() ── 物料的密度() ── 經(jīng)驗(yàn)系數(shù) 因?yàn)樵撔吞?hào)的破碎機(jī)破碎的是中、硬物料。取值在30到45之間。 3.2.3 電機(jī)功率的計(jì)算 電機(jī)功率的消耗取決于物料的性質(zhì)、給料的圓周速度。破碎比和生產(chǎn)率。目前，尚無一個(gè)完整的計(jì)算公式，一般根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行計(jì)算： 系數(shù)取值在0.1到0.15之間。 3.3 該種破碎機(jī)的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算 3.3.1轉(zhuǎn)子的直徑與長度： 錘式破碎機(jī)的規(guī)格用轉(zhuǎn)子的直徑D和長度L來表示，所以轉(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： 錘式破碎機(jī)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控制，而蓖條間隙由產(chǎn)品的粒度的大小來決定。對(duì)該破碎機(jī)來說，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(jì)算： 因?yàn)殂q接在轉(zhuǎn)子上，所以正確選擇錘頭質(zhì)量對(duì)破碎效率和能耗都有很大影響，如果錘頭質(zhì)量選得過小，則可能滿足不了錘擊一次就將物料破碎的要求。若選得過大，無用功耗過大，離心力也大，對(duì)其他零件會(huì)有影響并易損壞。 根據(jù)動(dòng)量定理計(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，若損失過大，就會(huì)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碎時(shí)物料很快恢復(fù)到正確工作位置。所以，要求錘頭打擊物料后的速度損失不宜過大。一般允許速度損失40%到60%（根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)）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(shè)物料碰撞之前的運(yùn)動(dòng)速度為0，根據(jù)動(dòng)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， 但是，只是錘頭的打擊質(zhì)量。實(shí)際質(zhì)量應(yīng)根據(jù)打擊質(zhì)量的轉(zhuǎn)動(dòng)順序和錘頭的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量求得， 式中 ── 錘頭打擊中心到懸掛點(diǎn)的距離(m) ── 錘頭質(zhì)心到懸掛點(diǎn)的距離 (m) 第4章 錘式破碎機(jī)的主要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 第4章 錘式破碎機(jī)的主要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 4.1 錘頭設(shè)計(jì)與計(jì)算 錘頭是主要工作零件，其設(shè)計(jì)主要是指結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。因?yàn)殄N頭的形狀、質(zhì)量、材質(zhì)與破碎機(jī)的生產(chǎn)能力有很大影響。尤其形狀對(duì)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(jì)及相關(guān)改進(jìn)在專題中有較詳細(xì)的論述。總之，其形狀、結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，對(duì)于其工作能力，對(duì)整個(gè)機(jī)器的生產(chǎn)能力。以及經(jīng)濟(jì)性等各方面有深遠(yuǎn)的影響。錘頭形狀大體分輕型、中型、重型。本型號(hào)的錘式破碎機(jī)主要是設(shè)計(jì)中型的 錘頭。其形狀如前面的圖3-1所示。并有相關(guān)的計(jì)算。 錘頭材料的選擇問題是很關(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?yàn)槠扑闄C(jī)要破碎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。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(xì)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(jī)器的生產(chǎn)能力、生產(chǎn)效率，還關(guān)系到各方面的經(jīng)濟(jì)性。 4.2 圓盤的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算 根據(jù)設(shè)計(jì)的要求，每根銷軸上需要有8個(gè)錘子。圓盤是用來懸掛錘頭的，一共需有9個(gè)圓盤，最兩側(cè)的兩個(gè)，共有的特點(diǎn)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(gè)圓盤均勻分布6個(gè)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(hù)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)子的直徑，轉(zhuǎn)子的直徑的大小是圓盤的設(shè)計(jì)大小的依據(jù)。因?yàn)?，該型?hào)的破碎機(jī)，光憑其型號(hào)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(qiáng)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(qiáng)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(shí)，保證圓盤的運(yùn)動(dòng)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(shè)計(jì)及強(qiáng)度計(jì)算 通常軸的設(shè)計(jì)包括兩個(gè)部分，一個(gè)是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，一個(gè)是工作能力計(jì)算。后者主要是指強(qiáng)度計(jì)算。 主軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(jì)算不僅指軸的強(qiáng)度計(jì)算，還有剛度、穩(wěn)定性等方面的計(jì)算，當(dāng)然大多數(shù)情況下，只需要對(duì)軸的強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算即可。因?yàn)槠涔ぷ髂芰σ话阒饕Q于軸的強(qiáng)度。此時(shí)只做強(qiáng)度計(jì)算，以防止或檢驗(yàn)斷裂和塑性變形。而對(duì)于剛度要求高的軸和受力大的細(xì)長軸，還應(yīng)該進(jìn)行剛度計(jì)算，防止產(chǎn)生過大的線性變形。對(duì)于高速運(yùn)轉(zhuǎn)的軸，還應(yīng)該進(jìn)行振動(dòng)穩(wěn)定性計(jì)算。以防止產(chǎn)生共振破壞。因此，對(duì)該破碎機(jī)的主軸來說，只需進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。 4.3.1 軸的材料的選擇 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(duì)應(yīng)力集中的敏感性較低，同時(shí)也可以用熱處理或化學(xué)熱處理的方法提高其耐磨性和抗疲勞強(qiáng)度的。故采用碳鋼制造軸尤為廣泛。最常用的是45號(hào)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?yàn)閷?duì)該主軸來說，其安裝順序?yàn)椋合劝惭b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(shí)，還通常不知道支反力的作用點(diǎn)，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(yīng)力來確定主軸的直徑。但是，在對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之前，通常能求出主軸的扭矩。所以，先按軸的扭矩初步估計(jì)所要的軸的直徑。并記此時(shí)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(biāo)準(zhǔn)直徑，比如安裝軸承的軸段，安裝標(biāo)準(zhǔn)件的部位的軸段，都應(yīng)取為相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)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(shí)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)通過設(shè)計(jì)計(jì)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。其草圖如下： 4.3.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性檢驗(yàn) 對(duì)于軸的結(jié)構(gòu)必須滿足： ⑴. 主軸和安裝在主軸上的零件要有準(zhǔn)確的工作位置； ⑵．軸上的零件便于安裝和拆卸、調(diào)整。 ⑶．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?yàn)橹鬏S是階梯軸，根據(jù)階梯軸的特點(diǎn)，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45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(biāo)準(zhǔn)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(gè)軸段有鍵槽，為了減少裝夾工件所需的時(shí)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(dòng)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(xì)地闡述一下，一些軸向和周向定位零件的使用及特點(diǎn)。 ⑴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。 ①．軸肩主要分為兩大類，定位軸肩和非定位軸肩。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(dǎo)致一個(gè)問題，那就是不可避免的使軸徑加大，而且軸肩處將因?yàn)榻孛嫱蛔兌饝?yīng)力集中。另外，軸肩也不利于加工。所以，在考慮軸的設(shè)計(jì)時(shí)，盡量避免過多的軸肩定位。而且，還有一點(diǎn)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(gè)滾動(dòng)軸承的軸肩，都有兩處，且都是定位軸肩。對(duì)這種定位軸肩來說，有一個(gè)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(jī)械設(shè)計(jì)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(zhǔn)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(yán)格的規(guī)定，一般可取為1到2毫米。 ②．在該主軸上，還采用了套筒定位，這種定位方式的特點(diǎn)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(huì)影響到軸的疲勞強(qiáng)度。所以，在兩個(gè)零件之間，且間距不大時(shí)，可以采用這種定位。同時(shí)，套筒定位還保證了兩個(gè)圓盤，或者，圓盤和錘頭（銷軸套筒）之間的軸向定位。當(dāng)然，若兩零件的間距太大，則不宜用套筒定位這種方式，因?yàn)?，那樣就?huì)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。 ③．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(huì)有較大的應(yīng)力集中，降低軸的疲勞強(qiáng)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(shí)候，就可以考慮采用圓螺母定位。 ④．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(dòng)軸承的外圈得到軸向定位。有時(shí)，整個(gè)軸的軸向定位也可以靠軸承端蓋來實(shí)現(xiàn)。 ⑵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(duì)運(yùn)動(dòng)。 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 。 軸的草圖如圖4-2所示。 4.3.4 軸的彎扭合成強(qiáng)度計(jì)算 在初步完成軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之后，對(duì)上面的草圖略加修改，即可進(jìn)行強(qiáng)度的校核計(jì)算了。前面提到過，多數(shù)情況下，軸的工作能力一般主要取決于軸的強(qiáng)度。此時(shí)只做強(qiáng)度計(jì)算，以防止或檢驗(yàn)斷裂和塑性變形。而對(duì)于剛度要求高的軸和受力大的細(xì)長軸，還應(yīng)該進(jìn)行剛度計(jì)算，防止產(chǎn)生過大的線性變形。對(duì)于高速運(yùn)轉(zhuǎn)的軸，還應(yīng)該進(jìn)行振動(dòng)穩(wěn)定性計(jì)算。以防止產(chǎn)生共振破壞。 在進(jìn)行軸的強(qiáng)度校核計(jì)算時(shí)，應(yīng)根據(jù)軸的具體載荷和應(yīng)力情況，采用相應(yīng)的計(jì)算方法，并恰當(dāng)?shù)倪x擇其許用應(yīng)力。根據(jù)計(jì)算原則，對(duì)于傳動(dòng)軸（僅僅或主要承受扭矩）按照扭矩強(qiáng)度條件進(jìn)行計(jì)算，對(duì)于心軸（只承受彎矩）應(yīng)該按照彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算，對(duì)于該主軸，既承受扭矩還承受彎矩，是一個(gè)轉(zhuǎn)軸，所以必須進(jìn)行彎扭合成強(qiáng)度條件進(jìn)行計(jì)算，需要時(shí)還應(yīng)該進(jìn)行疲勞強(qiáng)度的精確校核。 先按照彎扭合成強(qiáng)度條件進(jìn)行計(jì)算： 通過對(duì)該主軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，軸的主要結(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已經(jīng)確定。軸上的載荷可以求得，因此可以按彎扭合成強(qiáng)度條件對(duì)該主軸進(jìn)行強(qiáng)度的校核計(jì)算，其計(jì)算步驟如下： ①做出軸的計(jì)算簡圖（力學(xué)模型） 軸上受的載荷是由軸上的零件傳來的，所以，計(jì)算時(shí)，可以將軸上的分布載荷情況簡化為集中力。其作用點(diǎn)可以一律簡化，取為分布載荷的中點(diǎn)，作用在軸上的扭矩，一般從傳動(dòng)件輪轂寬度的中點(diǎn)算起，通常把當(dāng)作置于鉸鏈支座上的梁，支反力的作用點(diǎn)與軸承的類型和布置方式有關(guān)。 在做計(jì)算簡圖時(shí)，應(yīng)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做彎矩圖： 根據(jù)前面的簡圖，分別按水平面和垂直面計(jì)算各力產(chǎn)生的彎矩圖，并按計(jì)算結(jié)果分別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(dǎo)出總彎矩，并作出圖，如圖4-4所示。 ③作出扭矩圖，如圖4-3所示： ④作出計(jì)算彎矩圖 根據(jù)已經(jīng)作出的總彎矩圖和扭矩圖，求出計(jì)算彎矩，并做出圖。同時(shí)寫出其計(jì)算公式： = 上式中， ── 考慮扭矩和彎矩的加載情況以及產(chǎn)生應(yīng)力的循環(huán)特性差異的系數(shù)。 因?yàn)橥ǔＳ蓮澗禺a(chǎn)生的彎曲應(yīng)力是對(duì)稱循環(huán)的變應(yīng)力，故在求計(jì)算彎矩 時(shí)，必須計(jì)算這種循環(huán)特性差異的影響。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)， 當(dāng)扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為靜應(yīng)力時(shí)，取 ； 當(dāng)扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力時(shí)， ； 當(dāng)扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力時(shí)，取。 ⑤校核軸的強(qiáng)度 已知軸的計(jì)算彎矩后，即可針對(duì)某些危險(xiǎn)截面（即計(jì)算彎矩大而軸的直徑可能不足的截面）作強(qiáng)度校核計(jì)算。按第三強(qiáng)度理論，計(jì)算彎曲應(yīng)力 上式中， ── 軸的抗彎截面系數(shù)（）。 ── 軸的許用彎曲應(yīng)力（）。 由表可查 為60 Mpa 的計(jì)算公式，根據(jù)截面的不同而不同。對(duì)該主軸來說，其需要計(jì)算的截面，都帶有鍵槽，而且是單鍵槽。所以，其計(jì)算公式為： = 主軸的載荷分析圖如下圖4-4所示： ⑥求軸上的支反力及彎矩 根據(jù)以上確定的結(jié)構(gòu)圖可以確定出簡支梁的支承距離。據(jù)此可以求出下列各值，并列表如下，主要包括，載荷、支反力、彎矩、總彎矩、扭矩、計(jì)算彎矩等，相關(guān)的計(jì)算也往往是考慮最不理想的情況。 表4-1 計(jì)算彎矩的求法 綜上所述，按照彎扭合成強(qiáng)度條件進(jìn)行軸的強(qiáng)度校核計(jì)算： 載荷F 垂直面V 支反力R R=1000N（總重量按200Kg） 彎矩M 總彎矩M 扭矩T T=9550000×=396325 計(jì)算彎矩 進(jìn)行具體的校核計(jì)算時(shí)，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(xiǎn)剖面）的強(qiáng)度。 按教材中表10.1，對(duì)于的碳鋼，在承受對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力時(shí)的許用應(yīng)力。故安全。 4.3.5 軸的疲勞強(qiáng)度條件的校核計(jì)算 1.對(duì)主軸進(jìn)行疲勞強(qiáng)度計(jì)算，不妨設(shè)外力為單向不穩(wěn)定變應(yīng)力，則根據(jù)已經(jīng)知道的條件和公式： 主軸的材料為45號(hào)鋼。經(jīng)過調(diào)質(zhì)后的性能為，，= 5×?，F(xiàn)用此材料做試件，進(jìn)行強(qiáng)度試驗(yàn)，以對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力作用次，，作用次。 根據(jù)這些條件，試計(jì)算該主軸在此條件下的計(jì)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，可以保證主軸不出問題。其實(shí)，這也等于估算主軸的使用壽命。 根據(jù)公式 再根據(jù)教材書上的公式（7-3.9），則該主軸的計(jì)算安全系數(shù)為： 又根據(jù)式子（7-9.a），有 由以上的計(jì)算，顯然可以得知，若要使主軸破壞，則由教材中式子（7-34），得 =1 所以，可求出， 可以得出結(jié)論，該主軸在正常工作，同時(shí)考慮到不同工況，估計(jì)，在對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力的作用下，尚可承受次的應(yīng)力循環(huán)。 當(dāng)然，事實(shí)上，該主軸可以再工作的循環(huán)次數(shù)并不會(huì)準(zhǔn)確的等于以上所求的數(shù)值。如果按的范圍計(jì)算，則所求的的值將分別等 于0.50710和2.832。 2.再介紹一下提高主軸的疲勞強(qiáng)度的途徑： 在零件的設(shè)計(jì)階段，除了采取提高其強(qiáng)度的一般措施之外，還可以通過以下一些設(shè)計(jì)措施來提高其疲勞強(qiáng)度： ①盡可能的降低該主軸上的應(yīng)力集中的影響。這是提高其疲勞強(qiáng)度的首要措施和主要的途徑。而主軸的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸的突變（比如軸肩）是應(yīng)力集中的結(jié)構(gòu)根源，因此，為了降低應(yīng)力集中，應(yīng)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(yīng)盡可能的小等等。 在不可避免的要產(chǎn)生較大的應(yīng)力集中的結(jié)構(gòu)處，可采用減荷槽來降低應(yīng)力集中的影響。 ②選用疲勞強(qiáng)度高的材料和規(guī)定能夠提高材料疲勞強(qiáng)度的熱處理方法和強(qiáng)化工藝。 ③提高主軸的表面質(zhì)量。比如將處在應(yīng)力較高區(qū)域的主軸表面加工得較為光潔?；蛘?，如果，有的軸段，工作在腐蝕性介質(zhì)中，則要對(duì)該軸段規(guī)定適當(dāng)?shù)谋砻姹Ｗo(hù)。 ④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，對(duì)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，對(duì)于重要的軸段，在設(shè)計(jì)圖紙上應(yīng)規(guī)定出嚴(yán)格的檢驗(yàn)方法和要求。 ⑤降溫、減載荷，對(duì)于發(fā)熱摩擦副的軸頸采取降溫設(shè)計(jì)，也可顯著提高其疲勞壽命。因?yàn)橹鬏S是一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)件，所以，在低應(yīng)力下運(yùn)轉(zhuǎn)一定周數(shù)后，再逐步提高到設(shè)計(jì)的應(yīng)力水平。 4.4軸承的選擇 因?yàn)檩S承，尤其是常用的一些軸承，主要是指一些滾動(dòng)軸承，絕大數(shù)都已標(biāo)準(zhǔn)化，因而，我們需要進(jìn)行一部分設(shè)計(jì)內(nèi)容，根據(jù)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(shè)計(jì)，它包括安裝、調(diào)整、潤滑、密封等一系列內(nèi)容的設(shè)計(jì)。 4.4.1材料的選擇 軸承的內(nèi)圈、外圈、滾動(dòng)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，所以其通常的工作溫度不高于120度，此時(shí)，硬度不會(huì)下降。 4.4.2軸承類型的選擇 軸承的類型有很多種，主要根據(jù)其承載情況和調(diào)心等要求，進(jìn)行選擇。因?yàn)樵撔吞?hào)的破碎機(jī)，其轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速在900到1100之間。所以主軸上軸承的轉(zhuǎn)速很高，負(fù)荷很大，且工作時(shí)間很長，最主要的是，經(jīng)過很長時(shí)間工作后，會(huì)因?yàn)殄N頭的不均勻磨損而產(chǎn)生不平衡附加作用力（當(dāng)錘頭的不均勻磨損嚴(yán)重時(shí)，此力就成為總負(fù)荷中的主要部分）。軸承間距大，軸會(huì)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4-5 軸承 4.4.3 軸承的游動(dòng)和軸向位移 軸承在實(shí)際工作時(shí)，工作前后的溫差大，為了適應(yīng)軸和外殼不同熱膨脹的影響，防止軸承卡死。可以使一端的軸承軸向固定（比如用圓螺母）另一端使之可以軸向位移。這樣，軸承在內(nèi)外圈的軸向相對(duì)位置有不大的變化時(shí)，仍然可以正常工作。也可以使外圓與座孔配合較松，以保證外圓相對(duì)于座孔能做軸向竄動(dòng)。 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，這樣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4-6 軸承安裝圖 第5章 破碎機(jī)的傳動(dòng)裝置 第5章 破碎機(jī)的傳動(dòng)裝置 為了使破碎機(jī)中儲(chǔ)存一定的動(dòng)能，避免破碎大物料時(shí)，錘頭的速度損失不致過大，減小電動(dòng)機(jī)的尖峰負(fù)荷。在主軸的一端應(yīng)配置飛輪或者采用帶輪與電動(dòng)機(jī)相連。 本次采用的是帶輪與電動(dòng)機(jī)相連，考慮到本次設(shè)計(jì)的是一中型破碎機(jī)，其帶輪本身儲(chǔ)存的動(dòng)能不會(huì)太大，如果一個(gè)帶輪滿足不了條件，則采用在主軸的另一端加一個(gè)飛輪。如果飛輪的質(zhì)量不大，則直接用大帶輪代替飛輪。首先計(jì)算飛輪所需的質(zhì)量，然后進(jìn)行傳動(dòng)裝置的選擇。 本次選取電動(dòng)機(jī)的功率為110kw.轉(zhuǎn)速為1490r/min. 5.1飛輪所需的質(zhì)量的計(jì)算 設(shè)破碎機(jī)在空行程期間內(nèi)的功率消耗為,在壓碎物料期間內(nèi)的消耗功率位,電動(dòng)機(jī)額定功率為P,并且。 在期間，多余的功率使飛輪角速度從增加到；在期間，功率不足，使飛輪角速度從減少到，同時(shí)飛輪放出能量，增加破碎物料的有效功率，提高破碎機(jī)的破碎效率。 能量方程式： （5-1） （5-2） 飛輪的儲(chǔ)存能量為： 磨檫損失的機(jī)械效率： 飛輪所得的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量： 從理論力學(xué)可知： 飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量： G-飛輪的質(zhì)量，kg D-飛輪的直徑，m J-轉(zhuǎn)動(dòng)慣量， 求的飛輪的質(zhì)量G(kg): （5-3） 機(jī)械效率。 大帶輪既是傳動(dòng)件又是飛輪，所以在設(shè)計(jì)大帶輪時(shí)，同時(shí)還得滿足飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的要求。 5.2帶式傳動(dòng)的計(jì)算 5.2.1計(jì)算功率 （5-4） -工況系數(shù)，由表可知，破碎機(jī)的載荷變動(dòng)很大，每天工作10-16h, 空載啟動(dòng)，=1.4.如下表5-1. 由公式5-4得: 工況 KA 空載、輕載啟動(dòng) 重載啟動(dòng) 每天工作小時(shí)數(shù) <10 10~16 >16 <10 10~16 >16 載荷變動(dòng)較大 斗式提升機(jī) 磨粉機(jī) 振動(dòng)篩 1.2 1.3 1.4 1.4 1.5 1.6 載荷變動(dòng)很大 破碎機(jī) 磨碎機(jī) 1.3 1.4 1.5 1.5 1.6 1.8 5.2.2選定帶型 表5-1 電動(dòng)機(jī)空載啟動(dòng)的系數(shù)KA 根據(jù)Pc=154kw,n=950r/min.有查表可知選擇V帶SPB型。 5.2.3確定帶輪的直徑 小帶輪的直徑：由查表選取 大帶輪的直徑：由公式可得： （5-5） 誤差小于5%，所以帶輪的選擇符合要求。 5.2.4驗(yàn)算帶速 （5-6） 5.2.5初定軸間距 （5-7） 所以取=1000mm 5.2.6所需帶的基準(zhǔn)長度 （5-8） 由表查得：選取窄V帶的基準(zhǔn)長度為 5.2.7實(shí)際軸間距a （5-9） 5.2.8小帶輪的包角 （5-10） 5.2.9單根V帶的基本額定功率 根據(jù)帶型號(hào)、 當(dāng)傳動(dòng)比時(shí)，單根V帶額定功率增量,根據(jù)帶型，和，查表得=1.54kw。 5.3.0 V帶的根數(shù) （5-12） 表5-2 小帶輪包角修正系數(shù)Ka 小帶輪包角 Ka 小帶輪包角 Ka 180 1 165 0.96 175 0.99 160 0.95 170 0.98 155 0.93 5.3.1單根V帶的預(yù)緊力 （5-13） 5.3.2作用在軸上的力 （5-14） 5.3.3帶輪的結(jié)構(gòu)和尺寸 帶輪應(yīng)有足夠的強(qiáng)度，良好的結(jié)構(gòu)工藝性，質(zhì)量分布均勻，帶輪材料常用灰鑄鐵，鋼鋁合金或工程塑料等，灰鑄鐵應(yīng)用最廣，當(dāng)帶速。帶輪的槽型結(jié)構(gòu)如圖5-1所示，結(jié)構(gòu)是尺寸如表5-3，帶輪示意圖如圖5-2所示。 圖5-1基準(zhǔn)寬度制v帶輪輪槽尺寸 圖5-2 大帶輪示意圖 表5-3 帶輪的結(jié)構(gòu)尺寸圖 項(xiàng)目 基準(zhǔn)寬度 基準(zhǔn)線上槽深 基準(zhǔn)線下槽深 槽間距 槽邊距 最小輪緣厚 外徑 符號(hào) bd 槽型 SPB 14 3.5 10.8 14.0 11.5 7.5 5.3 飛輪的設(shè)計(jì)與計(jì)算 飛輪的作用是，是轉(zhuǎn)子在運(yùn)動(dòng)中儲(chǔ)存一定的動(dòng)能，避免破碎大塊或較影的物料時(shí)，速度損失不致過大和減小電機(jī)的尖峰負(fù)荷。其結(jié)構(gòu)采用腹板式。 其具體的尺寸可以采用常見的類型。只要較好的實(shí)現(xiàn)其功能即可。如圖4-8。 5.4 棘輪的選擇 蓖條與錘頭端部的間隙由兩個(gè)裝置來實(shí)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(shí)現(xiàn)的。而彈簧用來進(jìn)行“微調(diào)”，當(dāng)手柄操作不能達(dá)到滿意的位置時(shí)，需要用彈簧進(jìn)行再調(diào)整。 凸輪的運(yùn)動(dòng)是由棘輪來實(shí)現(xiàn)的, 棘輪也因?yàn)橐呀?jīng)基本標(biāo)準(zhǔn)化，所以，只需要根據(jù)具體的條件和要求，進(jìn)行選擇。因?yàn)槠涑叽绲拇_定是比較自由的，所以，棘輪只需要根據(jù)凸輪的工作狀況，實(shí)現(xiàn)其驅(qū)動(dòng)功能即可。另外，考慮經(jīng)濟(jì)性和可能性，穩(wěn)定性，做合理的選擇。 棘輪機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，運(yùn)動(dòng)可靠。而且，棘輪軸每次轉(zhuǎn)動(dòng)角度的大小可以在較大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。這些都是它的優(yōu)點(diǎn)。其缺點(diǎn)是工作時(shí)有較大 的沖擊和噪聲，而且運(yùn)動(dòng)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(dòng)爪等組成: 彈簧用來使止動(dòng)爪和棘輪保持接觸。同樣，可在搖桿和棘爪之間設(shè)置彈簧，以維持棘爪與棘輪的接觸。 棘輪固定在機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)軸上，而搖桿則是空套在傳動(dòng)軸上。當(dāng)搖桿逆時(shí)針擺動(dòng)時(shí)，棘爪便插入到棘輪的齒間，推動(dòng)棘輪轉(zhuǎn)過一個(gè)角度。當(dāng)搖桿順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，止動(dòng)爪阻止棘輪順時(shí)針運(yùn)動(dòng)，同時(shí)，棘爪從棘輪的齒背上滑過，所以此時(shí)，棘輪靜止不動(dòng)。這樣，當(dāng)搖桿連續(xù)往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，棘輪便得到了單向的間歇運(yùn)動(dòng)。 5.5 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.控制運(yùn)動(dòng)方向。 2.緩沖和吸振 3.儲(chǔ)存能 4.測力的大小。 在這里，它實(shí)現(xiàn)的是第一個(gè)功能。根據(jù)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。根據(jù)所要求的工作狀況。只需要承受拉伸。所以，應(yīng)該選擇拉伸彈簧。 在常用的彈簧當(dāng)中，根據(jù)其應(yīng)用特點(diǎn)和范圍，我們可以選用普通的圓柱螺旋彈簧。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(yīng)用最廣泛。無特殊要求時(shí)，可以選右旋。 彈簧的選擇的一個(gè)關(guān)鍵是，對(duì)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。 5.6 箱體結(jié)構(gòu)以及其相關(guān)設(shè)計(jì) 一臺(tái)機(jī)器的總重量當(dāng)中，機(jī)座和箱體等零部件的重量占很大的比例。同時(shí)在很大程度上影響著機(jī)器的工作精度以及抗振性能。所以，正確合理的選擇機(jī)座和箱體的材料，并且正確合理的選擇其結(jié)構(gòu)形式和尺寸，是減小機(jī)器質(zhì)量、節(jié)約金屬材料。提高工作精度等重要途徑。 5.6.1鑄造方法 根據(jù)有關(guān)資料，機(jī)座（機(jī)架和基板等）和箱體（包括機(jī)殼等）的形式很多。按構(gòu)造形式可以分為機(jī)座類、機(jī)架類等。 本次設(shè)計(jì)到的錘式破碎機(jī)，是固定式重型機(jī)器。而且，機(jī)座和箱體的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，剛度要求也較高，因此，通常都是鑄造。鑄造材料常用便于施工而又便宜的鑄鐵。（包括普通灰鑄鐵、球墨鑄鐵等）。而且該破碎機(jī)的機(jī)座，屬于大型機(jī)座的制造，所以，常采用分零鑄造，然后焊成一體的辦法。 5.6.2截面形狀的選擇 因?yàn)榻^大數(shù)的機(jī)座和箱體受力情況較為復(fù)雜，因此要產(chǎn)生振動(dòng)，彎曲等變形。所以，當(dāng)受到彎曲或扭轉(zhuǎn)時(shí)，截面形狀對(duì)其剛度和強(qiáng)度的影響很大。所以，正確設(shè)計(jì)出合理的機(jī)座和箱體的截面