2425 錘式制磚原料粉碎機的設(shè)計

2425 錘式制磚原料粉碎機的設(shè)計,錘式制磚,原料,粉碎機,設(shè)計 UNIVERSITY本 科 畢 業(yè) 論 文（設(shè) 計）題目： 錘式制磚原料粉碎機的設(shè)計 學(xué) 院：工學(xué)院姓 名： 學(xué) 號： 專 業(yè)：機械設(shè)計制造及其自動化年 級：2008 級指導(dǎo)教師：XXXXXXX 職 稱：教授 二○一二 年 五 月I摘要制磚原材料的粉碎是磚坯生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵工序，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，以及市場需求的變化，各行各業(yè)也起著日新月異的變化，錘式粉碎機可將制磚用原材料經(jīng)過粉碎后達(dá)到制磚粒度的要求。本設(shè)計提出的錘式制磚原料粉碎機適用于頁巖、煤矸石等制磚原材料的粉碎精選處理。我所設(shè)計的制磚原料粉碎機是在原通用設(shè)備的基礎(chǔ)上通過革新改進(jìn)、現(xiàn)場觀察后完善研制而成的一種新型粉碎設(shè)備。其特點是：結(jié)構(gòu)合理，性能可靠，錘頭采用高耐磨性和韌性的高錳材料鑄造并經(jīng)熱處理工藝，可調(diào)整使用最大四次角面。主軸密封性良好。篩體采用破碎軸形式單獨設(shè)計，更換方便、維修便利、出料利落、不易賭塞，可確保整條生產(chǎn)線其他設(shè)備正常工作，達(dá)到機械設(shè)備設(shè)計產(chǎn)量要求，是磚瓦生產(chǎn)過程中的理想配套設(shè)備。這次我所設(shè)計錘式粉碎機是單轉(zhuǎn)子的、不可逆的、多排的、帶鉸接錘頭的粉碎機。關(guān)鍵詞：制磚原料、錘式、轉(zhuǎn)子、粉碎機IIAbstractBrick making raw material grinding is the key procedure of brick production, along with the continuous development of science and technology, as well as the change of market demand, all trades and professions also plays a change rapidly changes, hammer crusher can be for brick-making raw materials through crushing to brick size requirements.The design of the hammer type crusher is suitable for raw material for making brick shale, coal gangue brick making raw material crushing selection processing.I designed the brick raw material mill is in the original universal equipment on the basis of innovation, through on-site observation after the perfect development of a new type crushing equipment.Its characteristics are: reasonable structure, reliable performance, hammer with high wear resistance and toughness of high manganese cast material and the heat treatment process, can be adjusted using the maximum four angle face.Main shaft seal of good.The sieve body adopts the crushing shafts form a separate design, convenient replacement, repair facilities, discharging agile, not easy to jam, can ensure that the entire production line and other equipment was working properly, achieves the machinery and equipment design and production requirements, is the brick and tile production process equipment supporting the ideal.This time I design a hammer crusher is a single rotor, irreversible, multiple rows, with a hinged hammer crusher.Key words: Raw material for making brick、Hammer type、Rotor 、PulverizerIII目錄第 1 章 緒論 ............................................................................................................................................11.1 錘式粉碎機的工作原理及其應(yīng)用 ..............................................................................................11.1.1 錘式粉碎機的工作原理 ...................................................................................................11.1.2 錘式粉碎機的應(yīng)用 ......................................................................................................- 1 -1.2 錘式粉碎機的類型 ...............................................................................................................- 2 -1.3 粉碎機的特點 ............................................................................................................................- 2 -1.3.1 粉碎機的優(yōu)點 .................................................................................................................- 2 -1.3.2 錘式粉碎機的缺點 .........................................................................................................- 2 -第 2 章 錘式粉碎機的主體構(gòu)造 ..................................................................................................- 2 -2.1 機架 .......................................................................................................................................- 2 -2.2 轉(zhuǎn)子 .......................................................................................................................................- 3 -2.3 破碎軸 ...................................................................................................................................- 3 -2.4 托板和襯板 ...........................................................................................................................- 3 -2.5 密封防塵裝置 .........................................................................................................................- 3 -第 3 章 錘式粉碎機的結(jié)構(gòu)參數(shù)和工作參數(shù)的選擇和計算 ..............................................- 4 -3.1 基本結(jié)構(gòu)參數(shù)的計算與選擇 ...............................................................................................- 4 -3.1.1 轉(zhuǎn)子的直徑和長度 ......................................................................................................- 4 -3.2 主要工作參數(shù)的計算 ...........................................................................................................- 4 -3.2.1 轉(zhuǎn)子速度 ......................................................................................................................- 4 -3.2.2 生產(chǎn)率 ..........................................................................................................................- 5 -3.2.3 電機功率 ......................................................................................................................- 5 -3.2.4 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與錘頭重量 ..................................................................................................- 6 -第 4 章 錘式粉碎機主要零件的設(shè)計計算 ..............................................................................- 8 -4.1 主軸的相關(guān)設(shè)計、計算與校核 ...........................................................................................- 8 -4.1.1 主軸的設(shè)計 ..................................................................................................................- 8 -4.1.2 主軸的強度校核 ........................................................................................................- 11 -4.1.3 鍵的強度校核 ............................................................................................................- 14 -4.2 錘架 .......................................................................................................................................- 14 -4.3 錘頭 .......................................................................................................................................- 15 -4.4 錘頭的打擊平衡計算 ..............................................................................................................- 16 -4.5 飛輪的計算與設(shè)計 .............................................................................................................- 19 -4.5.1 飛輪 ..........................................................................................................................- 20 -4.6 破碎軸的計算與設(shè)計 .........................................................................................................- 20 -4.6.1 破碎軸 ......................................................................................................................- 21 -4.7 軸承計算與選擇 .................................................................................................................- 21 -第 5 章 錘式破碎機的主體結(jié)構(gòu)設(shè)計 .....................................................................................- 22 -5.1 機架 .....................................................................................................................................- 22 -5.2 反擊板 .................................................................................................................................- 23 -IV5.3 圓盤錘架 .............................................................................................................................- 24 -5.4 滾動軸承 .............................................................................................................................- 24 -第 6 章 錘式粉碎機的操作和維修 ..........................................................................................- 25 -6.1 錘式粉碎機的基本操作法 .................................................................................................- 25 -6.1.2 啟動操作的注意事項 ................................................................................................- 25 -6.1.3 停車注意事項 ............................................................................................................- 26 -6.2 安全操作技術(shù) .....................................................................................................................- 26 -6.2.1 保持保護(hù)裝置和報警裝置的完好 ............................................................................- 26 -6.2.2 操作和檢修時應(yīng)注意事項 ........................................................................................- 26 -6.3 錘式破碎機的維修保養(yǎng)法 .................................................................................................- 27 -6.3.1 潤滑 ............................................................................................................................- 27 -6.3.2 巡回檢查和日常維護(hù) ................................................................................................- 27 -結(jié) 論 ................................................................................................................................................- 27 -參考文獻(xiàn) ................................................................................................................................................- 28 -致謝 ........................................................................................................................................................- 29 -1第1章 緒論1.1 錘式粉碎機的工作原理及其應(yīng)用1.1.1 錘式粉碎機的工作原理錘式粉碎機的基本結(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)粉碎機的規(guī)格和物料徑?jīng)Q定的。錘頭在錘架上能擺動大約 120°的角度。為保護(hù)機殼，其內(nèi)壁嵌有襯板，在機殼的下半部裝有破碎軸 4，以卸出粉碎合格的物料。主軸、錘架和錘頭組成的回轉(zhuǎn)體稱為轉(zhuǎn)子。物料進(jìn)入錘式粉碎機中，即受到高速旋轉(zhuǎn)的錘頭 3沖擊而被粉碎，粉碎的礦石從錘頭處獲得動能以高速向機殼內(nèi)壁沖擊，向破碎軸、反擊板沖擊而受到第二次粉碎，同時還有礦石之間的相互碰撞而受到進(jìn)一步的粉碎。粉碎合格的礦石物料通過破碎軸 4排出，較大的物料在破碎軸 4上繼續(xù)受到錘頭的沖擊、研磨而粉碎，達(dá)到合格粒度后即從縫隙中排出。為了避免破碎軸縫的堵塞，通常要求物料含水量不超過 10%。1-軸；2-錘架；3-錘頭；4-破碎軸圖1-1 錘式粉碎機示意圖1.1.2 錘式粉碎機的應(yīng)用- 2 -錘式粉碎機是利用高速回轉(zhuǎn)的錘頭沖擊礦石，使礦石沿其自然裂隙，層理面和節(jié)理面等脆弱部分而破裂。它適應(yīng)于脆性，中硬，含水量不大的物料的粉碎。在建材工廠中，它主要用來粉碎石灰石，煤，頁巖，白堊，石膏及石棉礦石等。一般錘頭重，錘數(shù)較少，轉(zhuǎn)速較慢，有破碎軸以及采用錘盤結(jié)構(gòu)的錘式粉碎機，可進(jìn)入較大粒徑的物料，宜作為中碎或者一定范圍的細(xì)碎。1.2 錘式粉碎機的類型錘式粉碎機的種類很多，根據(jù)結(jié)構(gòu)特征的不同，可進(jìn)行如下分類：按回轉(zhuǎn)數(shù)的數(shù)目可分為單軸式（或單轉(zhuǎn)子）和雙軸式（或雙轉(zhuǎn)子）；按錘頭的排數(shù)可分為單排式和多排式；按轉(zhuǎn)子的回轉(zhuǎn)方向可分為定向式和可逆式；按錘頭的裝置方式不同，還可分為固定錘式和活動錘式兩種。錘式粉碎機的規(guī)格，是以回轉(zhuǎn)體的外端直徑和其長度尺寸表示的。1.3 粉碎機的特點1.3.1 粉碎機的優(yōu)點⑴ 構(gòu)造簡單、尺寸緊湊、自重較小，單位產(chǎn)品的功率消耗小。⑵ 生產(chǎn)率高，破碎比大（單轉(zhuǎn)子式的粉碎比可達(dá) i=10～15）,產(chǎn)品的粒度小而均勻，呈立方體，過度粉碎現(xiàn)象少。⑶ 工作連續(xù)可靠，維護(hù)修理方便。易損零部件容易檢修和拆換。1.3.2 錘式粉碎機的缺點⑴ 主要工作部件，如：破碎軸 、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。⑵ 粉碎腔中落入不易粉碎的金屬塊時，易發(fā)生事故。⑶ 含水量﹥12%的物料，或較多的粘土，出料破碎軸堵塞使生產(chǎn)率下降，并增大能量損耗，以至加快了易損零部件的磨損。第 2 章 錘式粉碎機的主體構(gòu)造本次所設(shè)計的是一臺 PCΦ1000X800 毫米的單轉(zhuǎn)子，不可逆，多排鉸接錘頭的錘式粉碎機。該粉碎機適應(yīng)于頁巖、煤矸石的粉碎，被粉碎物料的表面不超過 8%的水分。這種粉碎機主要由傳動裝置、轉(zhuǎn)子、破碎軸、襯板和機架等幾部分組成的。2.1 機架機殼由下機體、后上蓋襯板和右襯板組成，各部分用螺栓連接成一體。上部開一個加料口，機殼兩壁全部鑲以錳鋼襯板，襯板磨損后可以更換。下機體由 20和 40毫米普通鋼板焊接而成，兩側(cè)為了安放軸承以支持轉(zhuǎn)子，用鋼板焊接了軸承支座。機殼和軸之間，漏灰現(xiàn)象十分嚴(yán)重，為了防止漏灰，在機殼上通常都會安置一種叫軸封的- 3 -裝置。機殼的下部直接安放在混泥土的基礎(chǔ)上，并用地腳螺栓固定（螺栓規(guī)格M8×1000，數(shù)量為 12）。為了便于檢修調(diào)整和換破碎軸，下架體的前后兩面均開有一個檢修孔。左側(cè)壁、右側(cè)壁和后上蓋，也都用鋼板焊接而成。為了防止漏灰，和下機體一樣，在與主軸接觸的地方，兩側(cè)壁也都設(shè)有軸封裝置。為了檢修時更換錘頭方便，兩側(cè)壁對稱地開有檢修孔。2.2 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子是錘式粉碎機的主要工作部件，轉(zhuǎn)子是由主軸，錘架組成。錘架上用錘頭軸將錘頭分了三排懸掛在錘架之間，為了防止錘架和錘頭的軸向竄動，錘架的兩端用壓緊錘盤和鎖緊螺母固定。轉(zhuǎn)子支承在調(diào)心滾子軸承上，軸承用螺栓固定在下機架的支座上，除螺栓外，還有兩個定位銷釘固定著軸承的中心距。此外，為了使轉(zhuǎn)子在運轉(zhuǎn)中儲存一定的動能，在主軸的一端裝有飛輪。2.3 破碎軸錘式粉碎機的破碎軸的排列方式是與錘頭運動方向垂直，與轉(zhuǎn)子的回轉(zhuǎn)半徑有一定的間隙的圓弧狀。合格的產(chǎn)品可以通過破碎軸縫，大于破碎軸縫的物料由于不能通過軸縫而在破碎軸上再受到錘頭的沖擊和研磨作用繼續(xù)被粉碎，如此循環(huán)直至體積減少到可以通過破碎軸縫。破碎軸和錘頭一樣，受到很大的沖擊和磨損，是主要的容易磨損的零件之一。破碎軸受到硬物料塊或金屬塊的沖擊，容易彎曲和折斷。如圖所示，Φ1000×800 錘式破碎機的破碎軸，其形狀是圓斷面，材質(zhì)為 ZGMn13的高錳鋼，具有較高的耐磨性，能承受一定的沖擊負(fù)荷。2.4 托板和襯板錘式粉碎機用錘頭高速錘打礦石，在瞬間礦石具有了極大的速度，為了防止機架的磨損，在機架的內(nèi)壁裝有錳鋼襯板。由托板和襯板等部件組裝而成了打擊板。托板是用普通鋼板焊接而成的，上面的襯板都是高錳鋼鑄件的，與錘頭和破碎軸的材質(zhì)相同。組裝好后用兩根軸架于粉碎機的架體上，其進(jìn)料的角度，可用調(diào)整絲杠進(jìn)行調(diào)整，磨損嚴(yán)重時可進(jìn)行更換，以保證產(chǎn)品的質(zhì)量。含鉬 2%的高錳鋼，用于高屈服強度而又不降低韌性的高錳鋼鑄件，如初次破碎的護(hù)板，經(jīng)彌散處理的含鉬 2%的高錳鋼，具有足夠的韌性，其使用壽命比常規(guī)的熱處理的含鉬 2%的高錳鋼要高 25%。但是彌散處理生產(chǎn)成本高，限制了它的使用。含鉬1%，含碳 0.8～1.0%的高錳鋼具有較高的韌性和強度，采用正火加表面淬火的熱處理成本不高。因此，在本次設(shè)計中我選用含鉬 1%，含碳 0.8～1.0%的高錳 鋼作為襯板。- 4 -2.5 密封防塵裝置密封的目的在于防止灰塵，水分等進(jìn)入軸承和相對運動的部件之間，如齒輪滾子齒嚙合處，同時又起到防止?jié)櫥土魇У淖饔?。密封的好與壞直接影響到滾2.6.給定的原始數(shù)據(jù)是：（1） 粉碎能力為 25 到 45 噸。（2） 粉碎機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速在 900 和 1100 r/min 之間（3） 粉碎機的最大物料給料粒度為：小于 150mm（4） 粉碎機的最大排料粒度不能超過：10mm（5） 粉碎機的物料容許濕度小于 9%。（6） 粉碎機的破碎程度為：中、細(xì)。（7） 粉碎機的應(yīng)用場所是：制磚廠。（8） 粉碎對象：頁巖、煤矸石。第 3 章 錘式粉碎機的結(jié)構(gòu)參數(shù)和工作參數(shù)的選擇和計算3.1 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 Φ1000×800 錘式粉碎機為中型粉碎機，所以直徑與給礦塊尺寸之比取 6.5，而加工物料粒度≤150 毫米。所以轉(zhuǎn)子直徑 D=6.5×150=975mm，取 D=1000mm（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 Φ1000×800 錘式粉碎機加工的礦物為頁巖、煤矸石這樣一些中低等硬度的礦石，所以比值取 0.8。則轉(zhuǎn)子長度 L=D×0.8=1000×0.8=800mm， 取 L=800mm。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，錘式粉碎機不設(shè)變速箱。因此粉碎機轉(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)速用錘頭的圓周速度來控制。轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速是錘式式粉碎機的重要參數(shù)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速可按下式進(jìn)行計算： [2]n=60v/3.14D （3-1）式中 v----轉(zhuǎn)子的圓周速度；D----轉(zhuǎn)子的直徑；由于上式?jīng)]有反映出粉碎比這一因素，所以按上式計算的轉(zhuǎn)子圓周速度只作- 5 -為轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的參考。目前，錘式粉碎機的轉(zhuǎn)子圓周速度的使用范圍是 15～80m/s，通常，粗碎時取 15～40m/s，細(xì)碎時取 40～80m/s。雖然轉(zhuǎn)子速度越高，粉碎比越大，但錘頭磨損也越快，功耗也大。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 （由于是細(xì)碎此處 v 取 52m/s）=60×52/3.14×1=993.63r/min考慮到功率損耗取n=980r/min 3.2.2 生產(chǎn)率目前，錘式粉碎機還沒有一個考慮了各種因素的理論計算公式，因此我們選用經(jīng)驗公式來計算。我們以粉碎中低等硬度物料來計算錘式粉碎機的生產(chǎn)率：經(jīng)驗公式：Q=（30-45）DLδ （3-2）式中：D-----轉(zhuǎn)子的直徑，單位：m ；L-----轉(zhuǎn)子的長度，單位：m ；δ----礦石的松散比重，單位：t/m 3由于本次設(shè)計中 D=1000mm=1m；L=800mm=0.8m；礦石的松散比重 δ取 1.48；公式中的系數(shù)取中間值 35；則 Q=35×1×0.8×1.48=41.44 噸/小時。根據(jù)計算結(jié)果，我們可以確定出 Φ1000×800 錘式破碎機的生產(chǎn)率為 40 噸/ 小時左右。3.2.3 電機功率錘式粉碎機的功率消耗與很多因素有關(guān)，但主要取決于礦石的性質(zhì)，轉(zhuǎn)子的圓周速度，粉碎比和生產(chǎn)能力。目前，錘式粉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)實踐或者實驗數(shù)據(jù)而采用經(jīng)驗公式選擇破碎機的電動機功率。根據(jù)生產(chǎn)實踐的實際來選擇電動機功率N=KQ （3-3）式中：Q---機器的生產(chǎn)能力，噸 /小時- 6 -K---比功耗，千瓦/噸，比功耗視待粉碎物料的性質(zhì)、機器的結(jié)構(gòu)特點和粉碎比而定。對中低等硬度的頁巖錘式粉碎機取K=1.4～2。粗碎時偏小取，細(xì)碎時偏大取。本次設(shè)計要求將礦物細(xì)碎，因此比功耗偏大選?。ㄈ?K=1.9 千瓦/噸） ，Q=41.44 噸/小時；則 N=KQ=41.44×1.85=76.664 靠近 75 KW。根據(jù)計算電動機功率的結(jié)果，綜合各種要求，查表選擇 Y 系列（IP23）三相異步電動機（JB/T 5271—1991、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)子轉(zhuǎn)速與錘頭重量錘式粉碎機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速 n和錘頭的重量 m是互相關(guān)聯(lián)的。錘式粉碎機不是靠回轉(zhuǎn)不見的全部能量來粉碎物料的，而僅是靠錘頭的動能做的功來完成物料的粉碎。錘頭的動能 E 為： E = mv2/2 (3-4)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=(πD n)/60 (3-5)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（3-5 ）代入式（3-4 ）中， 得E=（mπ 2D2n2）/7200 （3-6）錘頭動能的大小與錘頭的重量成正比，即錘頭越重，錘頭的動能越大，粉碎效率越高，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)該過重也不應(yīng)該過輕，要適中。正確的選擇錘頭的重量對粉碎效果和能量消耗有很大的影響。所以選擇的錘頭重量一定要滿足錘擊一次性使物料塊粉碎，并使無用功率消耗達(dá)到最小，同時，還必須- 7 -不使錘頭向后偏倒。為此，必須使錘頭運動起來產(chǎn)生的動能等于粉碎物料所需要的打擊功。如公式（3-6 ）所示：轉(zhuǎn)子上全部錘頭每轉(zhuǎn)一次所產(chǎn)生的動能 Ea 為Ea=k1k2E=( mπ2D2n3k1k2)/7200 （3-7）式子中 k1--------轉(zhuǎn)子圓周方向的錘頭排數(shù)k2--------轉(zhuǎn)子橫向每排錘頭的個數(shù)轉(zhuǎn)子每分鐘 n 轉(zhuǎn)時全部錘頭所產(chǎn)生的動能 Na 為： Na = (nEa)/(1000×60) = ( mπ2D2n3 k1k2)/(1000×60×7200)kw (3-8)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（3-8）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 是由電動機直接供給的，故使式（3-8）與電動機每分鐘所發(fā)出的功率 N 相等，即可認(rèn)為全部錘頭所產(chǎn)生的打擊能夠擊碎加工物料。亦即:7206113??knDmNag?(3-9)2135048kg式子中：N g…………錘式粉碎機的電動機功率，kw （ Ng 取 75kw） ；D…………錘式粉碎機的轉(zhuǎn)子直徑，m， （D =1m） ；k1…………轉(zhuǎn)子圓周方向的錘頭排數(shù) ,k1=3；k2…………轉(zhuǎn)子橫向每排錘頭的個數(shù) ,k2=6；n…………錘式粉碎機的轉(zhuǎn)速，n=980 r/min。將上述數(shù)據(jù)代入，則：kg194.0639817540438225????kDNmg公式（3-9 ）還只是考慮全部錘頭運動起來產(chǎn)生的動能能夠粉碎物料，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- 8 -錘頭饒自己的懸掛軸回轉(zhuǎn)而不破碎物料，因而會降低錘式粉碎機的生產(chǎn)能力和增加無用功。當(dāng)然，錘頭的打擊物料產(chǎn)生的偏斜由于離心力而能夠恢復(fù)到原來的位置，但必須在第二次打擊物料前恢復(fù)正常位置。所以，錘頭打擊物料后只能允許速度損失40%～ 60%，據(jù)動量定理，可得：m1v1=（m 1+m2）v 2 v2=[m1/(m1+m2)]v (3-10)式中：m 1----錘頭重量，kg M2------最大物料塊的重量， kgv-----錘頭打擊開始所具有的圓周線速度，m/s公式（3-10）的系數(shù)等于 0.6～0.4 即v2=（0.6～0.4）v 1 m/s （3-11）由式（3-10 ）得：m1v1=m1v2+m2v2（3-21??12）把式子（3-11）代入（3-12）中21121 m5.0-7)4.0~6(.m）（）（ ???vv其中，最大物料塊質(zhì)量 m=ρv=2.55×15 =8606.25g=8.606Kg3 (查表頁巖的密度為 2.55-2.65 此處密度 ρ取 2.55g/cm )3 錘頭重量 m1=（0.7-1.5 ）m 2=6.0242-12.909kgm1取 8kg第 4 章 錘式粉碎機主要零件的設(shè)計計算4.1 主軸的相關(guān)設(shè)計、計算與校核4.1.1 主軸的設(shè)計對于只傳遞轉(zhuǎn)距的圓截面軸，其強度條件為：- 9 -τ=T/ZP=[(9.55×106P)/0.2d3n]≤[τ] （4-1)式中：τ—軸的扭切實力，N/mm 2 T—轉(zhuǎn)距 N/mm2 Zp—為極截面系數(shù)，d 3 對圓截面軸：Zp=πd3/16≈0.2 d3 P—傳遞的功率，kwn—主軸轉(zhuǎn)速。r/min[τ]—許用扭切應(yīng)力，N/mm 2T=9550000p/n=9550000×75/980≈730867 N.mm （4-2）對于既傳遞轉(zhuǎn)距又承受彎距的軸，可用上式初步估算軸的直徑；但必須把軸的許用扭切應(yīng)力[τ]適當(dāng)降低，以補償彎距對軸的影響。將降低后的許用應(yīng)力代入上式，并改寫為設(shè)計公式（4-3）333.][2.0159npAd????式中 A=98～107 因為本設(shè)計中主軸的材料為 35SiMn，且承受大載荷，大彎距。所以A 取 107又因為 P=75KW n=980r/min 所以 mm50987103???d考慮到破碎機所承受的轉(zhuǎn)矩變化和沖擊載荷變化很大，則取軸的最細(xì)處 dmin=100mm而細(xì)軸處的強度條件為：τ= = =3.654N/mm2ndP362.0159?980.75136?查表得 35SiMn 許用扭切應(yīng)力 [τ]=40～52 N/mm 2 τ=3.654N/mm2﹤[τ]即細(xì)軸 100mm處的強度符合要求的強度條件。- 10 -圖4-1 錘式粉碎機軸示意圖圖4-2 錘式粉碎機主軸圖 主軸是錘式粉碎機支撐轉(zhuǎn)子的主要部件，承受來自轉(zhuǎn)子、錘頭的重量、沖擊力，因此要求主軸的材質(zhì)具有較高的強度和韌性，設(shè)計中采用的是 35 號硅錳鋼鍛造。主- 11 -軸的端面為圓形，最大的直徑為 120 毫米，軸承處為 110 毫米。錘架用b×h×L=32×18×750 毫米的平鍵與軸連接。4.1.2 主軸的強度校核 首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖作出軸的計算簡圖，由于錘式粉碎機在工作中承受沖擊載荷，而這種沖擊載荷主要集中在打擊物料的錘頭處，為了計算方便，現(xiàn)將載荷簡化為作用于轉(zhuǎn)子上的均布載荷。假設(shè)物料以某一角度與錘頭碰撞（α =980 r/min。故滿ax12lim0.75620168/minfnr???ax足。第 5 章 錘式破碎機的主體結(jié)構(gòu)設(shè)計- 23 -5.1 機架一臺機器的結(jié)構(gòu)對機器很重要，好的結(jié)構(gòu)設(shè)計可以提高機器的生產(chǎn)率，延長機器的壽命等等。機架是一臺機器的骨架，它支持著所有的零件進(jìn)行工作。由于錘式粉碎機是很容易磨損零件的機器，它需要經(jīng)常更換零部件。所以我們采用上下機架的結(jié)構(gòu)。而上下機架又分別用鋼板焊接而成，然后再用螺栓將上下機架聯(lián)結(jié)起來。上機架的上方留有一個給礦口，給礦口應(yīng)該向反擊板一邊靠近。因為這樣可以使物料進(jìn)入機體后便能在錘頭和反擊板的作用下迅速的破碎。由于轉(zhuǎn)子是在旋轉(zhuǎn)下工作的，所以，礦物也會磨損機架，那么我們就給機架的內(nèi)壁加上襯板，襯板是用螺栓聯(lián)結(jié)在機架內(nèi)壁上的。如下圖所示，這樣磨損嚴(yán)重的襯板就可以得到更換。最后在設(shè)計中，還在上下機架的兩側(cè)靠了兩個檢查門，便于檢修，調(diào)整和更換破碎軸。圖 5-1 襯板示意圖5.2 反擊板反擊板和錘頭一樣都是錘式粉碎機中的工作部件。由于它承受著礦石的沖擊，所以很容易磨損。所以選擇材料時也應(yīng)該用 ZGMn13高錳鋼。反擊板在粉碎礦物時，應(yīng)該和下落的礦物有一定的角度，這樣更有利于礦石的粉碎。因為如果反擊板和礦物下落速度方向一致，則礦物最多只受錘頭打擊以及錘頭和反擊板的擠壓，粉碎不足。而粉碎板有了一定的角度后，礦石的粉碎就充分多了。此外反擊板傾斜后，機內(nèi)的容量增大，提高了生產(chǎn)率。當(dāng)然，傾斜角度不易過大，根據(jù)- 24 -經(jīng)驗傾斜角度一般為 30度，反擊板本身不厚，但是為了防止反擊板斷裂在下面加固了一層厚的鑄鐵。5.3 圓盤錘架錘架是用來懸掛錘頭的，它不起粉碎物料的作用。但粉碎機在運轉(zhuǎn)時，錘架要和物料接觸造成磨損，所以錘架的材質(zhì)也要求有一定的耐磨性，本設(shè)計中采用的是優(yōu)良的鑄鋼 ZG35B，該材質(zhì)有較好的焊接性，局部出現(xiàn)磨損時，可進(jìn)行補焊。錘架在轉(zhuǎn)子上起著連接主軸和錘頭的作用。錘架是裝在主軸上的，它是通過平鍵與軸剛性地聯(lián)在一起。圓盤錘架間裝有間隔套、為了防止圓盤錘架的軸向竄動，兩端用圓螺母固定。銷軸兩端用開口銷定位。每根銷軸上裝有 6個錘頭，所以錘頭總數(shù)為18。為防止錘頭軸向竄動，錘頭用錘靶連接。整個組成一個轉(zhuǎn)子。另外，主軸、錘頭、錘架、錘頭軸、飛輪以及壓緊錘盤和滾動軸承組成了轉(zhuǎn)子。如下圖所示圖 5-2 轉(zhuǎn)子示意圖5.4 滾動軸承滾動軸承一般由內(nèi)圈、外圈、滾動體和保持架四部分組成，內(nèi)圈裝在軸徑機座或零件的軸承孔內(nèi)。內(nèi)外圈上有滾道，當(dāng)內(nèi)外圈相對旋轉(zhuǎn)時，滾動體將沿著滾道滾動。- 25 -保持架的作用是把滾動體均勻地隔開。滾動體與內(nèi)外圈的材料應(yīng)具有高的硬度和接觸疲勞強度，良好的耐磨性和沖擊韌性。一般用合金鋼制造。經(jīng)熱處理后硬度可達(dá) HRC61—65，工作表面須經(jīng)磨削和拋光。保持架一般用低碳鋼板沖壓制成，高速軸承多采用有色金屬或塑料保持架。與滑動軸承相比，滾動軸承具有摩擦阻力小，啟動靈敏，效率高、潤滑簡便和易于互換等優(yōu)點。所以本設(shè)計我們選用滾動軸承。它的缺點是抗沖擊能力較差、高速時出現(xiàn)噪音，工作壽命也不及有液體潤滑的滑動軸承。接觸角是滾動軸承的一個主要參數(shù)，軸承的受力分析和承載能力等都是與接觸角有關(guān)。滾動軸承與套圈接觸處的法線與軸承徑向平面 l垂直于軸承軸心的平面 l之間的夾角稱為公稱接觸角。徑向平面于經(jīng)軸承套拳傳遞給滾動體的合力作用線之間的夾角稱為接觸角。公稱接觸角越大，軸承承受軸向載荷的能力越大。滾動軸承按其承受載荷的方向或公稱接觸角的不同，可分為：（1）向心軸承，主要用于承受徑向載荷，其公稱接觸角從 0 oC到 45 oC；（2）推力軸承，只要用于承受軸向載荷，其公稱接觸角從大于 45oC到 90 oC。按照滾動體形狀，可分為球軸承和滾子軸承。滾子軸承又分為圓柱滾子、圓錐滾子、球面滾子和滾針等。按照工作時能否調(diào)心，可分為剛性軸承和調(diào)心軸承。能阻抗?jié)L道間軸心線不準(zhǔn)位的軸承稱為剛性軸承。一滾道是球面型的，能適應(yīng)兩滾道軸心尖的角偏差及角運動的軸承稱為調(diào)心軸承。設(shè)計中我們使用的是調(diào)心滾子軸承。從而查表得到型號為 22316 GB/T 5868—2003。為了保證軸承在惡劣的工作環(huán)境下正常工作，用兩個軸承箱體將軸承密封，在裝配時為了保證兩個箱體的同軸度，可以用一組薄鋼墊片調(diào)節(jié)。在相同外型尺寸下，滾子軸承的承載能力為球軸承的 1.5—3倍。所以，在載荷較大或有沖擊載荷時應(yīng)選用滾子軸承。由于接觸角的存在，角接觸軸承可同時承受徑向載荷和軸向載荷。第 6 章 錘式粉碎機的操作和維修6.1 錘式粉碎機的基本操作法6.1.1 啟動錘式粉碎機前應(yīng)做好的準(zhǔn)備工作：1、粉碎機的主要零件：如錘頭、反擊板、檢查門以及緊固螺栓是否完好。松動。2、認(rèn)真檢查輔助設(shè)備如喂料設(shè)備、皮帶、電機等設(shè)備是否完好。- 26 -3、粉碎腔有無雜物、若在粉碎腔中發(fā)現(xiàn)有塊狀物或金屬物，應(yīng)清除。4、進(jìn)行潤滑油量檢查。5、做好上述工作后，發(fā)出開車信號，取得下一步工序同意后方能開機。6.1.2 啟動操作的注意事項1、在做好以上準(zhǔn)備工作后，就可以啟動粉碎機及電機，這時應(yīng)控制好電流。2、粉碎機運轉(zhuǎn)正常后，就可以開動喂料設(shè)備，向破碎機送入物料，并要根據(jù)料塊的大小和粉碎機運轉(zhuǎn)情況，調(diào)節(jié)喂料機的喂料量，如料塊大，粉碎機中物料較多時，喂料量則要適當(dāng)減少，反之可增加喂料量，通常粉碎腔中物料高度不要超過粉碎腔高度的 2/3。3、 操作中必須注意均勻喂料，這樣有利于粉碎產(chǎn)量的提高，同時物料的尺寸不能太大，它們應(yīng)該控制在 150mm以下，這樣不會造成錘頭失速。4、喂料過程要防止尖硬的金屬物進(jìn)入粉碎腔，以免造成錘頭和破碎軸等零件的損壞。5、電器設(shè)備自動跳閘后，若原因不明，嚴(yán)禁強行連續(xù)啟動。6、設(shè)備運轉(zhuǎn)中要實行巡回檢查，如發(fā)現(xiàn)以下情況，應(yīng)立即停止工作A 軸承溫度高于 70oCB 發(fā)現(xiàn)不正常聲音。6.1.3 停車注意事項必須按生產(chǎn)流程停車，即先停止喂料，然后等物料全部破碎后停止粉碎機的工作。停機后要作好清理和檢查機器的各個部分的工作，認(rèn)真作好設(shè)備生產(chǎn)記錄。6.2 安全操作技術(shù)6.2.1 保持保護(hù)裝置和報警裝置的完好一類是保護(hù)人生安全，如飛輪和傳動裝置的安全罩及護(hù)柵，進(jìn)料口周圍的欄桿。另一類是保護(hù)機器本身用的，所以常稱為錘式粉碎機的保險裝置。6.2.2 操作和檢修時應(yīng)注意事項1、嚴(yán)格按照啟動順序啟動設(shè)備。2、動前應(yīng)先檢查設(shè)備的情況，周圍有無閑雜人員。3、開車前必須發(fā)出啟動信號。4、設(shè)備運轉(zhuǎn)時，嚴(yán)禁越過入料口欄桿。5、設(shè)備運轉(zhuǎn)時，不得觸摸轉(zhuǎn)動、擺動部件。- 27 -6、設(shè)備運轉(zhuǎn)時，不要離開崗位或干其它事。7、濕手禁止操作電器設(shè)備，電器設(shè)備均應(yīng)接地線。8、檢修時必須切斷電源，并掛牌表示。9、起吊重物時，下面嚴(yán)禁站人。10、處理粉碎機堵塞時，禁止人站在物料上用手去扒大塊物料，最好用棍子或?qū)Ｓ描F鉤等。11、檢修完后，移動或撤除的安全裝置應(yīng)還原后才能開車。6.3 錘式破碎機的維修保養(yǎng)法6.3.1 潤滑潤滑能減少摩擦阻力，降低零部件的磨損，加強設(shè)備的潤滑是設(shè)備維護(hù)的十分重要的途徑。對于軸承的潤滑則應(yīng)每工作八小時后，往軸承內(nèi)加注一次潤滑油。每三個月更換一次潤滑油。換油時，應(yīng)先用潔凈的煤油清洗軸承。6.3.2 巡回檢查和日常維護(hù)1、檢查軸承的發(fā)熱情況，溫度不超過 70oC。2、檢查軸承，是否需要加油換油。3、檢查螺栓、飛輪連接是否松動。4、檢查潤滑系統(tǒng)工作是否正常，若發(fā)現(xiàn)油量不夠，應(yīng)及時補加。5、經(jīng)常保持設(shè)備的清洗，尤其在潤滑部件及潤滑系統(tǒng)。6、定期用汽油清洗潤滑油的過濾器，清洗后要等完全晾干后才能繼續(xù)使用。7、定期更換潤滑油，可每三個月更換一次。結(jié) 論在這次設(shè)計的三個月時間里，我從不了解到深刻的理解錘式粉碎機的設(shè)計課題，對我們大學(xué)四年所學(xué)到的知識，特別是對機械設(shè)計、機械原理、以及機械制圖方面的知識有了更深的理解和提高。并且從中培養(yǎng)了自己對問題的獨立思考能力以及分析問題的能力，對資料和文獻(xiàn)的檢索能力，也培養(yǎng)了我們將所學(xué)基礎(chǔ)理論與專業(yè)知識運用解決實際問題的能力。對培養(yǎng)我們的獨立工作能力和創(chuàng)新精神具有很重要的作用。當(dāng)然，在這些過程中也存在許多沒有解決好的并有待改進(jìn)和提高的問題。雖然在設(shè)計中難免有不足之處，但是通過這次的鍛煉對我今后在事業(yè)上的成功奠定了堅實的基礎(chǔ)。- 28 -這次的設(shè)計之所以能夠順利完成，這是與張老師的細(xì)心指導(dǎo)是分不開的，同時在設(shè)計的過程中還得到了其他老師和同學(xué)的熱心幫助，在此非常感謝他們，特別是要感謝張老師在這幾個月來對我的細(xì)心指導(dǎo)使我順利完成這次畢業(yè)設(shè)計。當(dāng)然這次的設(shè)計肯定有不足之處，請老師加以指正。參考文獻(xiàn)[1] 武漢建材工業(yè)學(xué)院、華南工學(xué)院和遼寧建筑工業(yè)學(xué)院合編.建筑材料機械及設(shè)備[M].中國建筑工業(yè)出版社，1980.[2] 許林發(fā).建筑材料機械設(shè)計[M].武漢工業(yè)大學(xué)出版社，1990.[3] 鄭文緯、吳克堅.機械原理[M].高等教育出版社，1997.[4] 楊可楨、程光蘊.機械設(shè)計基礎(chǔ)[M].高等教育出版社，1989.[5] 周恩浦.礦山機械[M].冶金工業(yè)出版社，1979.[6]《機械設(shè)計手冊》聯(lián)合組.機械設(shè)計手冊[S].化學(xué)工業(yè)出版社，1979.[7] 張恩廣.篩分破碎及脫水設(shè)備[M].煤炭工業(yè)出版社，1994.[8]《破碎粉磨機械》編寫組.破碎粉磨機械[M].機械工業(yè)出版社，1978