錘式破碎機(jī)

畢業(yè)設(shè)計(jì) (論 文 ) GRADUATE DESIGN (THESIS) 設(shè)計(jì)（論文）題目 pc-800× 600 錘式破碎機(jī)的設(shè)計(jì) 學(xué) 生 學(xué)習(xí)中心 專 業(yè) 指導(dǎo)教師 二〇 一四 年 六 月 九 日 東 北 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 論 文 ） 東 北 大 學(xué) 繼 續(xù) 教 育 學(xué) 院 教 務(wù) 處 摘要 錘式破碎器大量應(yīng)用于水泥廠、電廠等各個(gè)部門，所以， 它的設(shè)計(jì)有著廣泛的前景和豐富的可借 鑒的經(jīng)驗(yàn)。其設(shè)計(jì)的 實(shí)質(zhì)是，在完成總體的設(shè)計(jì)方案以后，就指各個(gè)主要零部件 的設(shè)計(jì)、安裝、定位等問題，并對(duì)個(gè)別零件進(jìn)行強(qiáng)度校核和 試驗(yàn)。并在相關(guān)專題中，對(duì)錘頭的壽命延長進(jìn)行比較詳細(xì)的 分析。在各個(gè)零部件的設(shè)計(jì)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(qiáng)度的校核是，要運(yùn)用的相關(guān)公式，進(jìn)行 危險(xiǎn)部位的分析、查表、作圖和計(jì)算等。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， 以保證破碎器最終設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì) 性和可靠性。 關(guān)鍵詞 錘式破碎器 錘頭 強(qiáng)度 公差 目 錄 第 1 章 緒論 ........................................................................................................ 1 1. 1 破碎機(jī)的發(fā)展史 ............................................................................................1 1.2 錘式破碎器的簡介 ： ..................................................................................... 2 1.2.1 錘式破碎機(jī)的工作原理 ....................................................................... 2 1.2.2 錘式破碎器的優(yōu)缺點(diǎn) ..........................................................................3 1.2.3 錘式破碎機(jī)的破碎實(shí)質(zhì) ......................................................................4 1.2.4 錘式破碎機(jī)的主體構(gòu)造 ......................................................................4 1.2.5 礦石的力學(xué)性能與錘式破碎機(jī)的選擇 ..............................................8 1.3 設(shè)計(jì)的任務(wù)書和設(shè)計(jì)內(nèi)容的意義 ................................................................. 9 第 2 章 錘式破碎器的總體及 主要參數(shù)設(shè)計(jì) .................................................. 12 2.1 型號(hào)為 pc-800× 600 錘式破碎器的總體方案設(shè)計(jì) .................................... 12 2.2 該種破碎器的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算 ....................................................... 13 2.2.1 轉(zhuǎn)子的直徑與長度： ......................................................................... 13 2.2.2 給料口的寬度和長度： ..................................................................... 13 2.2.3 排料口的尺寸 ..................................................................................... 13 2.2.4 錘頭質(zhì)量的計(jì)算： ............................................................................. 13 第 3 章 pc-800× 600 錘式破碎器的主要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ....................................... 14 3.1 錘頭設(shè)計(jì)與計(jì)算 ............................................................................................ 15 3.2 圓盤的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算 ................................................................................ 15 3.3 主軸的設(shè)計(jì)及強(qiáng)度計(jì)算 ................................................................................ 16 3.3.1 軸的材料的選擇 ................................................................................ 16 3.3.2 軸的最小直徑和長度的估算 ............................................................ 16 3.3.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性檢驗(yàn) .................................................................... 17 3.3.4 軸的彎扭合成強(qiáng)度計(jì) 算 .................................................................... 19 3.3.5 軸的疲勞強(qiáng)度條件的校核計(jì)算： .................................................... 23 3.4 傳動(dòng)方式的選擇與計(jì)算（ V 帶傳動(dòng)計(jì)算） ............................................... 24 3.5 箱體結(jié)構(gòu)以及其相關(guān)設(shè)計(jì) ............................................................................ 25 3.5.1 鑄造方法 ............................................................................................. 26 3.5.2 截面形狀的選擇 ................................................................................. 26 3.5.3 肋板的布置 ...................................................................................... 26 第 4 章 錘頭結(jié)構(gòu)的改進(jìn)問題 ............................................................................ 28 4.1 改進(jìn)的介紹 ................................................................................................... 28 4.2 改進(jìn)的效果 ................................................................................................... 28 第五章 破碎機(jī)的注意事項(xiàng) ................................................................................29 結(jié)論 ...................................................................................................................... 30 致謝 ...................................................................................................................... 31 參考文獻(xiàn) .............................................................................................................. 32 1 第 1 章 緒論 1.1 破碎機(jī)的發(fā)展史 第一 代的破碎機(jī)械是在蒸汽機(jī)和電 動(dòng)機(jī)等動(dòng)力機(jī)械逐漸完善和 推廣之后相繼創(chuàng)造出來的。 1806 年出現(xiàn)了用蒸汽機(jī)驅(qū)動(dòng)的輥式破碎 機(jī)； 1858 年，美國的布 萊克發(fā)明了破碎巖石的顎式破碎機(jī)； 1878 年 美國發(fā)展 了具有連續(xù)破碎動(dòng)作的旋回破碎機(jī)，其生產(chǎn)效率高于作間歇 破碎動(dòng)作的顎式破碎機(jī)； 1895 年，美國的威廉發(fā)明能耗較低的沖擊 式破碎機(jī)。 美國人 E.W.布萊克（ B lack）設(shè)計(jì)制造的世界上第一臺(tái)顎式破碎 機(jī)。其結(jié)構(gòu)形式為雙肘板式（簡單擺動(dòng)式）顎式破碎機(jī)。由于顎式破 碎機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、工作可靠、維護(hù)方便，體積和高度較 小等優(yōu)點(diǎn)。至今仍然被廣泛應(yīng)用于破 碎堅(jiān)硬、中硬、軟質(zhì)礦石和各種 物料，如各種礦石、溶劑、爐渣、建筑石料、大理石等。 通常使用的顎式破碎機(jī)的破碎機(jī)為 4~6，而小型顎式破碎機(jī)有時(shí) 可達(dá)到 10.大、中型破碎機(jī)的給料力度可達(dá) 1000~2000mm，其產(chǎn)品 粒度可達(dá) 20~250mm，小型破碎機(jī)和新型細(xì)碎用顎式破碎機(jī)所得產(chǎn)品 可以更細(xì)一些。顎式破碎機(jī)即可用于粗碎作業(yè)，也可用于中、細(xì)作業(yè)。 特別是被用于井下破碎作業(yè)和中、小型移動(dòng)式破碎裝置。 顎式破碎機(jī)的工作原理是借助于活動(dòng)顎板周期性地靠近或離開 固定顎板的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)，使進(jìn)入破碎腔的物料受到擠壓、劈 裂、彎曲和 沖擊作用而破碎。破碎后的物料靠自重或顎板擺動(dòng)時(shí)的向下推力從排 料口排出。按照其顎板的運(yùn)動(dòng)軌跡、結(jié)構(gòu)形式、動(dòng)顎懸掛以及動(dòng)顎肘 板支撐方式不同，顎式破碎機(jī)是利用兩顎板對(duì)物料的擠壓和彎曲作 用 ，粗碎或中碎各種硬度物料的破碎機(jī)械。其破碎機(jī)構(gòu)由固定顎板 和可動(dòng)顎板組成，當(dāng)兩顎板靠近時(shí)物料即被破碎，當(dāng)兩顎板離開時(shí)小 于排料口的料塊由底部排出。它的破碎動(dòng)作是間歇進(jìn)行的。這種破碎 機(jī)因有結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠和能破碎堅(jiān)硬物料等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于 選礦、建筑材料、硅酸鹽和陶瓷等工業(yè)部門。 到 20 世紀(jì) 80 年代，每小時(shí)破碎 800 噸物料的大型顎式破碎機(jī)的 給料粒度已達(dá) 1800 毫米左右。常用的顎式破碎機(jī)有雙肘板的和單肘 板的兩種。前者在工作時(shí)動(dòng)顎只作簡單的圓弧擺動(dòng)，故又稱簡單擺動(dòng) 2 顎式破碎機(jī)；后者在作圓弧擺動(dòng)的同時(shí)還作上下運(yùn)動(dòng)，故又稱復(fù)雜擺 動(dòng)顎式破碎機(jī)。 鄭州一帆機(jī)械設(shè)備有限公司（由山德技術(shù)（北京）有限公司控股） 作為國內(nèi)領(lǐng)先的破碎篩分設(shè)備成套設(shè)備制造商及骨料加工全面方案 提供者，潛心研究出的一種高效，節(jié)能的破碎設(shè)備。其中大中型顎式 破碎機(jī)是我公司的拳頭產(chǎn)品之一，尤其在設(shè)計(jì)和生產(chǎn)大型顎式破碎機(jī) 方面，在國內(nèi)外已處于絕對(duì)領(lǐng)先水平。 顎式破碎機(jī)是工礦生產(chǎn)中最常 用的破碎設(shè)備之一，主要用于抗壓強(qiáng)度不超過 320 兆帕的各種物料的 中碎、粗碎作業(yè)，具有破碎比大、產(chǎn)量高、產(chǎn)品粒度均勻、結(jié)構(gòu)簡單、 工作可靠、維修簡便、運(yùn)營費(fèi)用經(jīng)濟(jì)等特點(diǎn)。 近年來，一帆機(jī)械公司開發(fā)的移動(dòng)式破碎站、高性能立式?jīng)_擊破 碎機(jī)（制砂機(jī)）、液壓圓錐破碎機(jī)、大型顎式破碎機(jī)、大型反擊式破 碎機(jī)等產(chǎn)品已達(dá)到國際先進(jìn)水平，獲得幾十項(xiàng)國家專利，國家、省市 科技獎(jiǎng)項(xiàng)。產(chǎn)品已被廣泛應(yīng)用于礦山、建材、冶金、交通、水電、煤 炭、化工、環(huán)保等領(lǐng)域。 我國破碎機(jī)械制造業(yè)總體規(guī)模已進(jìn)入國際生產(chǎn)大國行列，但總體 競爭和發(fā)展后勁仍無法與發(fā)達(dá)國家相抗衡，目前國內(nèi)高端用戶和 出 口產(chǎn)品配套的基礎(chǔ)零部件主要依靠進(jìn)口，隨著出口貿(mào)易磨擦的加大， 勢必要受到國 外競爭對(duì)手和供應(yīng)商的制約。因此破碎機(jī)械今后振興 發(fā)展的重心應(yīng)放到基礎(chǔ)技術(shù)和基 礎(chǔ)部件上來，提高自主開發(fā)水平。 大型機(jī)械設(shè)備，其中錘式破碎機(jī) ,破石機(jī) , 顎式破碎機(jī) ,大型磨粉機(jī)等 設(shè)備已經(jīng)遠(yuǎn)銷哥倫比亞 ,美國 ,沙特等地區(qū)取得了客戶的 好評(píng)，特別是 制砂機(jī)，碎石機(jī)設(shè)備得到了外 商的大力贊賞。目前，我國破碎制造 行業(yè)市場非常廣泛，包括化工、礦山、建筑、水利、冶金、煤礦 、 玻 璃等各個(gè)行業(yè)。在中國最重 要的應(yīng)用領(lǐng)域是水泥行業(yè)、鋪路和礦山， 應(yīng)用在 這兩個(gè)行業(yè)的破碎機(jī)各約占整個(gè)行業(yè)的 30%左右。 1.2 錘式破碎器的簡介 ： 1.2.1 錘式破碎機(jī)的工作原理 錘式破碎機(jī)的基本結(jié)構(gòu)如下圖 1-1 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(jī)的規(guī)格和物料徑?jīng)Q定的。錘頭在錘架 上能擺動(dòng)大約 120°的角度。為保護(hù)機(jī)殼，其內(nèi)壁嵌有襯板，在機(jī)殼的下半部裝 有篦條 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(jìn)入錘式破碎機(jī)中，即受到高速旋轉(zhuǎn)的錘頭 3 沖擊而被破碎，破碎的礦石從 錘 頭處獲得動(dòng)能以高速向機(jī)殼內(nèi)壁沖擊，向篦條、破碎板沖擊而受到第二次破碎， 3 同時(shí)還有礦石之間的相互碰撞而受到進(jìn)一步的破碎。破碎合格的礦石物料通過篦 條 4 排出，較大的物料在篦條 4上繼續(xù)受到錘頭的沖擊、研磨而破碎，達(dá)到合格 粒度后即從縫隙中排出。為了避免篦縫的堵塞，通常要求物料含水量不超過 10%。 圖 1-1 1.2.2錘式破碎機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn) 錘式破碎機(jī)的優(yōu)點(diǎn) 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)子式的破碎比可達(dá) i=10～ 15） ,產(chǎn)品的粒度 小而均勻， 成 立方體，過度破碎現(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。 錘式破碎機(jī)的缺點(diǎn) ⑴ 、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(duì)象十分堅(jiān)硬時(shí)，磨損更快。 ⑵ 、破碎腔中落入不易破碎的金屬塊時(shí)，易發(fā)生事故。 ⑶ 、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。 錘式破碎機(jī)的規(guī)格和型號(hào) 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，如ф 1000mm× 1200mm 的錘式破碎機(jī)，表示轉(zhuǎn)子的直徑 D=1000mm，轉(zhuǎn)子的長度 L=1200mm。常見的型號(hào) 有： 不可逆式的：ф 800mm× 600mm，ф 1000mm× 800mm，ф 1300mm× 1600mm，ф 1600mm× 1600mm，ф 2000mm× 1200mm。 可逆式的：ф 1430mm× 1000mm，ф 1000mm× 1000mm。 軸 ； 2 - 錘 架 ； 3 - 錘 頭 ； 4 - 篦 條 圖 1 - 1 錘 式 破 碎 機(jī) 示 意 圖 4 1.2.3 錘式破碎 器的破碎實(shí)質(zhì) 錘式破碎機(jī)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破碎。 在建材工廠中，它主要用來破碎石灰石，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，有上篦條以及采用錘盤結(jié)構(gòu)的錘式破碎機(jī)， 可進(jìn)入較大粒徑的物料，宜作為中碎或者一定范圍的粗碎；反之，則宜于作中、 細(xì)碎。 1.2.4 錘式破碎機(jī)的主體構(gòu)造 機(jī)架 機(jī)殼由下機(jī)體、后上蓋、左側(cè)壁和右側(cè)壁組成，各部分用螺栓連接成一體。 上部開一個(gè)加料口，機(jī) 殼內(nèi)壁全部鑲以錳鋼襯板，襯板磨損后可以更換。下機(jī)體 由 20 和 40 毫米普通碳 素結(jié)構(gòu)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(jī)殼和軸之間 ，如果沒有防護(hù)措施，漏灰現(xiàn)象是十分嚴(yán)重 的。為了防止漏灰，在機(jī)殼上 通常都會(huì)安置一種叫軸封的裝置。機(jī)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） [4] 。 為了便于檢修調(diào)整和更換篦條，下架體的前后兩面均開有一個(gè)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(jī)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(shí)更換錘頭方便，兩側(cè)壁對(duì) 稱地開有檢修孔。 轉(zhuǎn)子 轉(zhuǎn)子是錘式破碎機(jī)的主要工作部件， 轉(zhuǎn)子是由主軸，錘架組成。錘架上 用錘頭銷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 5 動(dòng)，錘架的兩端用壓緊錘盤和鎖緊螺母固定。轉(zhuǎn)子支承在兩個(gè)滾動(dòng)軸承上， 軸承用螺栓固定在下機(jī)架的支座上，除螺栓外，還有兩個(gè)定位銷釘固定著軸 承的中心距。此外，為了使轉(zhuǎn)子在運(yùn)轉(zhuǎn)中儲(chǔ)存一定的動(dòng)能，在主軸的一端裝 有飛輪。下面把轉(zhuǎn)子的幾個(gè)主要部件的構(gòu)造，材質(zhì)和用途分別加以介紹： 2.2.2 錘架 錘架是用來懸掛錘頭的，它不起破碎物料的作用，但錘式破碎機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過 程中，錘架還是要受到礦石沖擊和摩擦而造成磨損，所以錘架也要求有一定的耐 磨性。下圖所示的錘架是用較優(yōu)質(zhì)的鑄鋼 ZG35B 制作，該材質(zhì)具有較好的焊接性， 局部出現(xiàn)磨損時(shí)，可以進(jìn)行焊補(bǔ)。該錘架的結(jié)構(gòu)比較簡單，容易制作，檢修和更 換比較方便。 錘架上的錘架銷軸孔共有 12 個(gè)，分成了兩組，分別布置在直徑為 490 毫米 和 520 毫米的圓周上。新?lián)Q的錘頭可以先掛在直徑為 490 毫米的軸孔上，當(dāng)錘頭 磨損后還可以繼續(xù)使用，把這種有些磨損的錘頭掛在 直徑為 520 毫米的軸孔上又 可以繼續(xù)用了，這樣做，既可以延長錘頭的使用壽命，又能保持錘式破碎機(jī)的破 碎效果，減少維修費(fèi)用。 圖 2-2 錘架示意圖 錘頭 錘頭是錘式破碎機(jī)的主要工作零件。錘頭的重量、形狀和材質(zhì)對(duì)破碎機(jī)的生 產(chǎn)能力有很大影響。錘頭動(dòng)能的大小與錘頭的重量成正比，即錘頭越重、錘頭的 動(dòng)能、越大破碎效率越高。但是錘頭的重量越大，旋轉(zhuǎn)起來產(chǎn)生的離心力也越大， 對(duì)錘式破碎機(jī)轉(zhuǎn)子的其他零件，都要產(chǎn)生影響和損壞，因此，錘頭的重量要適中。 錘頭重量大的有幾十公斤，小的只有幾公斤，一般不超過 80公斤。 合理選擇錘頭的材質(zhì)是很重要的，普通碳素鋼制作錘頭用來破碎石灰石，幾 ? 5 2 0 ? 4 9 0 ? 1 3 0 32 6 ? 30 6 ? 30 3 . 2 6 . 3 3 . 2 +0.20 0 0+0.20 0 +0.20 1 3 7 6.3 3 . 2 ? 5 9 0 ? 2 2 5 27 1 1 0 6 天之內(nèi)就會(huì)磨損掉，而用高錳鋼鑄造錘頭，經(jīng)過熱處理，使它的表面硬化，則可 以使用較長時(shí)間。本次設(shè)計(jì)所用的錘頭材質(zhì)為 ZGMn13 的高錳鋼 ,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(xué)成分為： 碳 (%) 0.9-1.3 錳 (%) 11.0-14.0 硅 (%) 0.3-0.8 磷 (%) ≤ 0.10 硫 (%) ≤ 0.05 機(jī)械性能： 抗拉強(qiáng)度（ kg/mm2 ） ≥ 56 屈服強(qiáng)度（ kg/mm2 ） ≥ 30 延伸率 (%) ≥ 15 收縮率 (%) ≥ 15 布氏硬度 179-229 HBS 沖擊值（ kg.m/mm2 ） 3 錘頭上的軸孔，如圖。 因?yàn)楦咤i鋼的機(jī)械加工性較差，所以在鑄造時(shí)，需事先放 以φ 30× 5毫米的無縫鋼管，如果澆鑄誤差不大，不經(jīng)加工就可以安置在錘架上。 若偏差較大，可以經(jīng)過加工再使用，一般不需要再加工。本次設(shè)計(jì)的錘頭形狀對(duì) 稱，所以當(dāng)一面磨損之后，可以翻面使用。但是當(dāng)錘頭磨損得很厲害時(shí)，難以修 復(fù)，因此，多采用磨損后更換新錘頭來維持破碎機(jī)正常生產(chǎn)。此外，如果有個(gè)別 錘頭磨損得比較厲害，轉(zhuǎn)子會(huì)失去平衡，破碎機(jī)的工作不穩(wěn)定，還會(huì)導(dǎo)致軸瓦的 過早磨損。因此，生產(chǎn)中應(yīng)該經(jīng)常注意錘頭的磨損情況，及時(shí)檢查，定期更換新 錘頭。 篦條 錘式破碎機(jī)的篦條的排 列方式是與錘頭運(yùn)動(dòng)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)品可以通過篦條縫，大于篦縫的物料由于不能通 過篦條縫而在篦條上再受到錘頭的沖擊和研磨作用繼續(xù)被破碎，如此循環(huán)直至體 積減少到可以通過篦條縫。篦條和錘頭一樣，受到很大的沖擊和磨損，是主要的 容易磨損的零件之一。篦條受到硬物料塊或金屬塊的沖擊，容易彎曲和折斷。如 圖所示，Φ 800× 900 錘式破碎機(jī)的篦條，其形狀基本是梯形斷面，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。篦條的縫隙是由篦凸出 7 部分形成。 圖 2-5 篦條示意圖 托板和襯板 錘式破碎機(jī)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(jī)架的磨損，在機(jī)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，與錘頭和篦條的材質(zhì)相同。組裝好后用兩根軸架于 破碎機(jī)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(shí)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(qiáng)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(qiáng)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(jì)中我選用含鉬 1%，含碳 0.8～ 1.0% 的高錳 鋼作為襯板。 過載保護(hù)裝置 金屬物對(duì)錘式破碎機(jī)是極大的威脅，為了防止金屬物進(jìn)入破碎機(jī) 造成事故，一般錘式破碎機(jī)都有安全保護(hù)裝置。在錘式破碎機(jī)的主軸上裝有安全 銅套，皮帶輪套在銅套上，銅套與皮帶輪則用安全銷連接，當(dāng)錘式破碎機(jī)內(nèi)進(jìn)入 金屬物或過負(fù)載時(shí)，銷子即被剪斷而起保護(hù)作用。本 次設(shè)計(jì)采用的是剪切銷安全 聯(lián)軸器，當(dāng)破碎機(jī)嚴(yán)重超載影響到其性能時(shí)，聯(lián)軸器上的銷釘即被剪斷而起到保 護(hù)作用。 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(duì)運(yùn)動(dòng)的部件之間， 如齒輪滾子齒嚙合處，同時(shí)又起到防止?jié)櫥土魇У淖饔谩Ｃ芊獾暮门c壞直接影 響到滾動(dòng)軸承和齒輪滾子的使用壽命，從而影響到整臺(tái)機(jī)器的工作效率。 3.2 6.3 A-A A A 8 由于錘式破碎機(jī)工作環(huán)境的惡劣，需要采用密封好的密封裝置，傳統(tǒng)的毛 氈式密封裝置已經(jīng)不能滿足使用要求了，本次設(shè)計(jì)采用的是迷宮式的密封方 法，軸向間隙為 2.5 毫米，徑向?yàn)?0.5 毫米，并在迷宮通路 內(nèi)壓入油脂，以 提高密封效果。 1.2.5 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。 9 1.3 設(shè)計(jì)的任務(wù)書和設(shè)計(jì)內(nèi)容的意義 本次對(duì) 800*600 錘式破碎器的整體結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)如下： （ 1） 額定工作功率為 55kw，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為 980r∕ min。 （ 2） 轉(zhuǎn)子直徑為 D=800mm，長度了 L=600mm。 （ 3） 給料口寬度 B和長度 D關(guān)系為 B>2Dmax 本次通過對(duì)該型號(hào)破碎器的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，首先得確定破碎器的主要參數(shù) 破碎機(jī)主參數(shù)的確定 1、 功率的確定 至今仍無比較準(zhǔn)確的公式用于單段錘式破碎機(jī)的功率計(jì)算。試驗(yàn)和生產(chǎn)表明，在 正常工作狀態(tài)下裝機(jī)功率的大小與破碎機(jī)的生產(chǎn)能力成正比。目前國內(nèi)外通行的 設(shè)計(jì)原則是根據(jù)大量的單位電耗統(tǒng)計(jì)資料來確定破碎機(jī)功率 的。然而，單純按上 述選擇往往會(huì)潛伏失敗因素破碎機(jī)功率的選擇必須考慮以下因素綜合判定。 ①應(yīng)能滿足正常工作情況下的破碎機(jī)額定功率的需要。②保證錘式破碎機(jī)空載條 件下正常起動(dòng)。因?yàn)殄N式破曦機(jī)轉(zhuǎn)子體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大，加速轉(zhuǎn)矩亦大以及全回轉(zhuǎn)錘 頭在啟動(dòng)階段回轉(zhuǎn)質(zhì)量的非對(duì)稱性，見圖 4。⑧能夠適應(yīng)過大塊物料進(jìn)入破碎腔 后迅速被破碎并排出。因?yàn)殄N式破碎‘機(jī)是不能在布滿給料條件下工作的 錘式破碎機(jī)屬于沖擊式破碎機(jī) ,利用高速回轉(zhuǎn)的錘頭與礦石發(fā)生劇烈的撞擊 , 使礦石發(fā)生破碎的同時(shí) ,還獲得一定的運(yùn)動(dòng)速度 ,進(jìn)而與襯板發(fā)生碰撞 ,或礦石彼 此之間發(fā)生 碰撞 ,多次碰撞后得到合格產(chǎn)品排出機(jī)外。 破碎比的分配 單段錘式破碎機(jī)的破碎機(jī)理是沖擊式加輥式。從入料粒度的分布曲線上可以 型號(hào)規(guī)格 給料粒度 (mm) 出料粒度 (mm) 產(chǎn)量 (t/h) 電機(jī)功率 (kw) 機(jī)重 (kg) PC800×600 ≤12 0 ≤15 20-35 55 3100 10 看出 (圖 5)， 小于粒徑 d 的料塊 (陰影部分 A)．其重量小于錘頭能夠破碎的能量，落入錘 頭工作區(qū)內(nèi)，基本上受到錘頭對(duì)準(zhǔn)料塊質(zhì)心的正打擊而破碎，如圖 6 所示。一部 分大于 d 的料塊，落入錘擊區(qū)，錘擊點(diǎn)在質(zhì)心下方時(shí)，只能從料塊周邊上敲落下 來 (圖 7)，同時(shí)邊往咬入?yún)^(qū)滾動(dòng)．最終由錘盤與反擊板構(gòu)成的單輥破碎機(jī)輥壓破 11 碎 (圖 5 中面積 A)。改變反擊板的傾角 n．即可對(duì)沖擊式和輥式破碎所占比例進(jìn) 行調(diào)節(jié)。 2、 轉(zhuǎn)子部 轉(zhuǎn)子部是破碎機(jī)的靈魂，它直接影響到破碎機(jī)的效率和工作的可靠性，轉(zhuǎn)子 部首先應(yīng)該進(jìn)行力學(xué)設(shè)計(jì)完成力學(xué)設(shè)計(jì)后．可進(jìn)行轉(zhuǎn)子部的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ① 在滿足破碎功能的情況下，錘頭的排數(shù)越少越好，能選三排的不要選四排， 因?yàn)榍罢邤?shù)量比后者少 25．從而降低金屬消耗量和生產(chǎn)費(fèi)用。 ② 錘頭重量確定后，錘頭寬有利于強(qiáng)化破碎效果，但錘盤之間間隙大． 被破 碎的物料料流會(huì)由此通道短路．降低細(xì)粉比例，惡化磨損。因此， 須對(duì)其進(jìn)行綜 合分析優(yōu)化選擇。 ③ 錘盤、錘頭的固定與更換要方便．錘盤要在交接班時(shí)不打開機(jī)殼能緊固 3、 傳動(dòng)系統(tǒng) 傳動(dòng)系統(tǒng)的功能是 驅(qū)動(dòng)靜轉(zhuǎn)矩小、加速轉(zhuǎn)矩大的轉(zhuǎn)子體。實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)功能的方 案比較多．必須對(duì)其認(rèn)真分析加以選擇。 ①電機(jī)同破碎機(jī)轉(zhuǎn)子體直聯(lián)．這種設(shè)計(jì)簡潔．占地小，但要選用多極電機(jī)， 而多極電機(jī)價(jià)格昂貴，不予采用。 ②電機(jī)高速端設(shè)有限矩型液力偶合器．可增大過鐵的安全度，提高電機(jī)的起 動(dòng)轉(zhuǎn)矩。由于液力偶合器一般都是與鼠籠型電機(jī)配套使用．而鼠籠型電機(jī)起動(dòng)電 流瞬間可 5～ 6I．故變壓器容量必須相應(yīng)增大．否則會(huì)影響本設(shè)備的正常起動(dòng)。 同時(shí)錘式破碎機(jī)采用全回轉(zhuǎn)錘頭．本身已具備了一定的過鐵適應(yīng)性．故不予采用。 ③繞線電機(jī)一皮帶輪一轉(zhuǎn)子軸．這種傳動(dòng)可以通過 更換皮帶輪，改變傳動(dòng)比 實(shí)現(xiàn)對(duì)破碎不同物料的需要，采用帶傳動(dòng)既可吸振，又有一定程度的過載能力．同 時(shí)大皮帶輪兼起飛輪作用。是錘式破碎機(jī)較為經(jīng)濟(jì)合理的傳動(dòng)方式。 本次設(shè)計(jì)遵循結(jié)構(gòu)簡單，工作效率與質(zhì)量統(tǒng)一高效的原則。因?yàn)?高速轉(zhuǎn)動(dòng)的 錘體與物料碰撞破碎物料 ，需要產(chǎn)生很大的破碎比。所以在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速合理的 情況下，通過合適的傳動(dòng)系統(tǒng)將能量最大限度的傳遞給錘頭去破碎物料，從 而提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，節(jié)約了操作成本。 12 第 2 章 錘式破碎器的總體及主要參數(shù)設(shè)計(jì) 2.1 型號(hào)為 pc-800× 600 錘式破碎器的總體方案設(shè)計(jì) 本次設(shè)計(jì)的是 單轉(zhuǎn)子、多排錘、不可逆式錘式破碎器，型號(hào)為 pc- 800× 600。 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 6× 8 個(gè)錘頭掛起來。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)破碎器的生產(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 2-1 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）。 13 圖 3 - 1 錘 頭 形 狀 圖 2-1 8.給定的原始數(shù)據(jù)是： （ 1） 破碎能力為 10 到 50 噸。 （ 2） 破碎器轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速在 980 min/r （ 3） 破碎器的最大物料給料粒度為 ：小于 150mm （ 4） 破碎器的最大排料粒度不能超過： 10mm 2.2 該種破碎器的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算 2.2.1 轉(zhuǎn)子的直徑與長度： 錘式破碎器的規(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=600mm 。 2.2.2 給料口的寬度和長度 ： 錘式破碎器的給料口的長度與轉(zhuǎn)子的相同。其寬度 B 2 maxD 。 2.2.3 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 碎器來說，產(chǎn)品的平均粒度為間隙的 1/5 到 1/3。 2.2.4 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 14 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： 12 )6.04.0( VV 式中 2V ── 錘頭打擊物料后的圓周線速度 (m/s) 1V ── 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： 221 vmmvmv m (3-1) 由上式可知， mmm mvv 12 式中 m ── 錘頭折算到打擊中心處的質(zhì)量 (kg) mm ── 最大物料塊的質(zhì)量 (kg) 綜上所述， 5.17.0 m mm 但是， m 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， 20 2 0 r mrm 式中 r ── 錘頭打擊中心到懸掛點(diǎn)的距離 (m) 0r ── 錘頭質(zhì)心到懸掛點(diǎn)的距離 (m) 15 第 3 章 pc-800× 600 錘式破碎器的主要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3.1 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)與破碎器的生產(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?？? 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 碎器主要是設(shè)計(jì)中型的 錘頭。其形狀如前面的圖 2-1 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)槠扑槠饕扑榈氖鞘?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。 3.2 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) 的破碎器，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 16 位）。 圓盤的結(jié)構(gòu)，如圖 3-2所示。 圖 4 - 1 圓 盤 的 結(jié) 構(gòu) 圖 3-2 3.3 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 為其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。因此，對(duì)該 破碎器 的主軸來說，只需進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。 3.3.1 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。 3.3.2 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(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 17 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 mind 。然后再按 照主軸的裝配方案和定位要求，從 mind 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。 3.3.3 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。 18 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 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(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)椋?那樣就會(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)。 19 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 3-3-3所示。 3.3.4 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， 20 圖 4 - 2 圖 3-3-3 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 HM 圖和垂直面上的彎矩圖上 FM ，然后 按照后面的公式推導(dǎo)出總彎矩，并作出 M 圖，如圖 4-4 所示。 22 VH MMM ③ 作出扭矩圖，如圖 3-3-4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 cM ，并做出 cM 圖。 同時(shí)寫出其計(jì)算公式： cM = 22 TM 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)， 圖 3-3-4 當(dāng)扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為靜應(yīng)力時(shí)，取 3.0 ； 21 當(dāng)扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力時(shí)， 6.0 ； 當(dāng)扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力時(shí)，取 1 。 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， W ── 軸的抗彎截面系數(shù)（ 3mm ）。 1 ── 軸的許用彎曲應(yīng)力（ Mpa ）。 由表可查 1 為 60 Mpa W 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： W = TWdd tdbtd 323 1.0232 主軸的載荷分析圖如下圖 3-3-4-1 所示： M C α T α T M R V1 R V2 F1 F F2F 圖 4 - 4 圖 3-3-4-1 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。 22 表 中 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： 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。 載荷 F 垂直面 V 支反力 R R 21 VV R =1000N（總重量按 200Kg） 彎矩 M v mmNM v 240001 4 2 6 0 0 04 5 0 0 0 02 4 0 0 02 VM mmN 總彎矩 M mmNM 240001 mmNM 4260002 扭矩 T T=9550000× 10005.41 =396325 計(jì)算彎矩 CM 680000396325426000 22 1 CM 50000039632524000 222 CM 23 M p aWM Cc 8.61 0 06 8 0 0 0 0 對(duì)于 Mpa B 600 的 碳 鋼 ， 在 承 受對(duì) 稱 循 環(huán)變 應(yīng) 力 時(shí) 的 許 用應(yīng) 力 cMpa 55 。故安全。 3.3.5 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 Mpa3071 ， 9m ， 0N = 5 × 610 ?，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 Mpa5001 作用 410 次， Mpa4002 ，作用 510 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 Mpa3503 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 54.0 500 400 10 900 500 10 105 1 1 9 9 5 9 4 6 1 10 m z i m i is nNK 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： 14.1 50054.0 307 1 1 s c kS 又根據(jù)式子（ 7-9.a），有 6 9 6 1 101 100625.0500307105 mNN m NN 2 102 6 9 6 1047.04 003 07105 m NN 3 103 6 9 6 1055.1350307105 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 32 5 1 4 1010 N n NN =1 所以，可求出， 6 6 5 6 4 6 1097.0 1047.0 10 1006525.0 1011055.1 n 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 61097.0 次的應(yīng)力循環(huán)。 24 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 2.27.0 i iNn 的范圍計(jì)算，則所求的 n 的值將分別等 于 0.507 106 和 2.832 610 。 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。 3.4 傳動(dòng)方式的選擇與計(jì)算（ V帶傳動(dòng)計(jì)算） 該部分的設(shè)計(jì)主要體現(xiàn)在 V帶輪的設(shè)計(jì)上，帶輪的結(jié)構(gòu)型式，主要由帶輪的 基準(zhǔn)直徑選擇。其基準(zhǔn)直徑又與相連接的電動(dòng)機(jī)的型號(hào)有關(guān)。根據(jù)前面對(duì)電動(dòng)機(jī) 功率的計(jì)算，以及轉(zhuǎn)速的要求，可以采用 Y系列的三相異步電動(dòng)機(jī)，其額定功率 為 45KW。型號(hào)是 Y225M-2。滿載轉(zhuǎn)速 2970r/min，額定轉(zhuǎn)速 3000r/min。 因?yàn)橐蟮拇髱л喌霓D(zhuǎn)速在 900 r/min 到 1100 r/min 之間，所以，當(dāng)小帶 25 輪的直徑依據(jù)電動(dòng)機(jī)選擇 160mm 時(shí)，這樣大帶輪的基準(zhǔn)直徑依據(jù)傳動(dòng)比，可以求 出 475 左右，因?yàn)閹л喌幕鶞?zhǔn)直徑有標(biāo)準(zhǔn)系列，所以可取 475mm。 要求帶的根數(shù)，必須按以下的計(jì)算步驟： 1．先確定出帶的型號(hào)。 由表可查到，根據(jù)計(jì)算功率 P c 和小帶輪的轉(zhuǎn)速進(jìn)行選擇。 經(jīng)過查表得， pkp Ac 式中 p ── 名義傳動(dòng)功率。 Ak ── 工作情況系數(shù)。 再查表可知， Ak 取 1.4，則可以計(jì)算出計(jì)算功率 P c 為 63KW。再由表，可查 出帶的型號(hào)為 A 型。 2．需要確定單根 V帶的基本額定功率 0p 查表 13.4， （ 機(jī)械零件 ）可以知道，對(duì) A型帶，因?yàn)槠湫л嗈D(zhuǎn)速接近 2800 r/min，基準(zhǔn)直徑為 160mm 的情況下， 0p 為基本額定功率， 取 4.06KW。 lK 為長度系數(shù)， 取 0.99。 K 為包角系數(shù)， 取 0.935。 0p 為單根 V帶的基本額定功率的增量， 取 0.34KW。 其值由帶的 型號(hào)、小帶輪轉(zhuǎn)速以及傳動(dòng)比確定。 則帶的根數(shù) z 就可以用下式求出： kkpp pz lc 00 將上面的數(shù)據(jù)代入，就可以求出， 6z 。這樣，整個(gè)帶輪的尺寸的具體的 確定過程如下： 根據(jù)其參數(shù)，仍然由教材書上的表可查到 ef, 。 f ── 靠近兩端的槽中心到帶輪端部的距離。 e ── 相鄰槽間的距離。 另外，根帶的型號(hào)和其基準(zhǔn)直徑 D，可以確定出輪槽角的大小和 min ， pb ， minah ， minfh 。 min ── 輪槽的根部到帶輪鍵槽的最小要求距離。 pb ── 相鄰帶輪在中心線上的距離。 minah ── 齒頂高 的最小距離。 minfh ── 齒根高的最小距離。 其鍵槽可以由其寬度進(jìn)行選擇標(biāo)準(zhǔn)的長度。這樣，其他的尺寸也可以確定了。 26 3.5 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。 3.5.1 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)到的錘式破碎器，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）。而且該破碎器的機(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。 3.5.2 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)座和箱體的截面形狀，可以起到既不增大 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(qiáng)度和剛度。 在使用中，絕大數(shù)的機(jī)座和箱體都采用這種截面形狀，就是這個(gè)緣故。雖然 矩形截面的彎曲強(qiáng)度不及工字型截面，扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度不及圓形截面的，但是它的扭轉(zhuǎn) 剛度卻大得。而且采用矩形截面的機(jī)座和箱體的內(nèi)外壁比較容易裝設(shè)其他的機(jī)件。 所以，對(duì)機(jī)座和箱體來說，它是結(jié)構(gòu)性能較好的截面形狀。 3.5.3 肋板的布置 一般地說，增加壁厚固然可以增大機(jī)座和箱體的強(qiáng)度和剛度，但 不如加設(shè)肋板來得有利。因?yàn)榧釉O(shè)肋板時(shí)，增大強(qiáng)度和剛 度，又可以 增大壁厚的同時(shí)減小質(zhì)量；因?yàn)樵撈扑槠鞯臋C(jī)殼是鑄件，所以，對(duì)于 鑄件，由于不需要增加壁厚，就可以減少鑄造的缺陷；對(duì)于有些焊接 的部位，壁薄時(shí)更容易保證焊接的品質(zhì)。 在考慮到鑄造、焊接工藝時(shí)以及結(jié)構(gòu)要求時(shí)的限制時(shí)，例如為了 便于砂型的安裝和清除，以及需要在機(jī)座內(nèi)部安裝其他的機(jī)件等，往 27 往需要把機(jī)座設(shè)計(jì)成兩面敞開的，或者至少在某些部位開出比較大的 孔洞（就是該機(jī)器中的檢修孔）。由于這樣做，必然大大削弱了機(jī)座 的剛度，所以，加設(shè)肋板是必需的。其結(jié)構(gòu)形狀必須考慮到各種重要 因素，主要有工藝、成本、重量等。同時(shí)還要隨具體的 應(yīng)用場合以及 不同的工藝要求（如鑄造、焊接等）而設(shè)計(jì)成不同的結(jié)構(gòu)形狀。 28 第 4 章 錘頭結(jié)構(gòu)的改進(jìn)問題 4.1 改進(jìn)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)?75mm. 4.2 改進(jìn)的效果 1．對(duì)物料的沖擊力增加了。因?yàn)殄N頭的重心在回轉(zhuǎn)半徑徑向上外 移，錘頭在運(yùn)轉(zhuǎn)中線速度加大。錘頭對(duì)物料的沖擊功增加了，從而改 善了破碎效果。 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(jìn)后的結(jié)構(gòu)總重量變化小，有效磨 損量達(dá) 16 千克。改進(jìn)后一套的錘頭相當(dāng)于改進(jìn)前的兩套，降低了使 用成本。 3．降低了出料粒度，提高了臺(tái)時(shí)產(chǎn)量。改進(jìn)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)?8— 10 毫米， 60%的粉狀物，大大 改進(jìn)了破碎器的破碎效果，從而提高了臺(tái)時(shí)產(chǎn)量。 4．改善了粉磨效果。石灰石等物料經(jīng)二次破碎后，要從能量消耗 和效率上研究，破碎比研磨效率高，電耗小。所以，要求 并希望石灰 石多破碎，少研磨。出料粒度 8— 10 毫米， 60%的粉狀物，極大改善 了粉末機(jī)的生產(chǎn)效果。產(chǎn)量由每小時(shí) 12 噸提到每小時(shí) 16 噸，降低了 生料的生產(chǎn)成本。 29 第五章 破碎機(jī)的 使用注意事項(xiàng) 機(jī)體安裝基礎(chǔ)必須牢靠、平整，以防機(jī)體受力不均引起 破裂。 試車前必須檢查各緊固螺絲是否旋緊，用手轉(zhuǎn)動(dòng)皮帶輪 是否靈活，發(fā)現(xiàn)不正常應(yīng)以排除方可試車。 試車必須空載試車，空試時(shí)旋動(dòng)小手輪以檢查調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu) 是否靈活，空載半小時(shí)后無異?，F(xiàn)象方可使用。 破碎物料的硬度最好不要超過中等硬度，以免加快零件 的損壞減少壽命。 為了出料方便， 安裝時(shí)可適當(dāng)提高整機(jī)的安裝高度 每 2h檢查一次電機(jī)及軸承，確定運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常。電機(jī)溫 度不得超過 60℃ ，軸承溫度不得超過 70℃ 。檢查各部緊固螺 栓是否有松動(dòng)現(xiàn)象。 破碎機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，控制好物料的投入，嚴(yán)禁超負(fù)荷運(yùn) 行，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)停車處理。 檢查軸承的潤滑情況，推力板的連接處是否有足夠的潤 滑脂，保證潤滑完好。 30 結(jié) 論 對(duì)錘式破碎器的設(shè)計(jì)以及相關(guān)的研究 ,是我 對(duì)大學(xué)所學(xué)的知識(shí)進(jìn) 行整合和總結(jié) ,運(yùn)用的一個(gè)嘗試 ,這不僅提高了我的獨(dú)立思考 ,動(dòng)手實(shí) 踐 ,研究嘗新的能力 ,還培養(yǎng)了團(tuán)結(jié)協(xié)作 ,大膽嘗試等良好的習(xí)慣 . 一臺(tái)機(jī)器的完整設(shè)計(jì)是要涉及到各個(gè)方面的知識(shí)的 ,在大學(xué)最后 這段有限的時(shí)間 ,迅速積累 .充分準(zhǔn)備是很難的 .我們只有不懈的努力 , 盡力的改正不足 ,使其盡可能完善 ,在許許多多的零件中 ,即使是最小 的 ,哪怕是一個(gè)小小的螺釘 ,焊縫之類的 ,如果因?yàn)閺?qiáng)度不夠 ,材料選 取不當(dāng) ,壽命比較短 ,結(jié)構(gòu)工藝性方面有缺陷 ,配合不能滿足要求 .未 考慮拆卸 ,修整問題……最終都會(huì)使機(jī)器工作性能下降 ,出現(xiàn)故障甚 至報(bào) 廢 .所以 ,在這方面我做的工作還是很不夠的 . 另外 ,一臺(tái)機(jī)器真正推廣使用 ,還要對(duì)其成本 ,也即經(jīng)濟(jì)性 ,可行 性進(jìn)行分析 .還有外觀 ,對(duì)環(huán)境的污染 ,對(duì)工作環(huán)境的要求 ,維修的技 術(shù)難度 ,方便程度等等 ,所以 ,我的設(shè)計(jì)只能是理論上的一個(gè)嘗試 . 在具體的工作中 ,我除了需要借助最新的信息工具 -----網(wǎng)絡(luò)外 , 還需要查閱圖書 ,親身實(shí)踐 ,但最主要的 ,還是老師的指導(dǎo) .不僅僅是 具體內(nèi)容上 ,還有思路上的 ,認(rèn)識(shí)問題角度等各個(gè)方面 ,我都收益匪 淺 .3 年的大學(xué)生活最終以畢業(yè)設(shè)計(jì)的結(jié)束而告終 .所以 ,我一定要加 倍努力 ,畫一個(gè)圓滿的句號(hào) ,力求在畢業(yè)設(shè)計(jì) 的成果上更上一層樓 . 31 致謝 隨著經(jīng)濟(jì)的經(jīng)濟(jì)的發(fā)展 ,許多行業(yè)和部門都對(duì)破碎器的需求和要 求也日益提 高 .作為一種重要的農(nóng)業(yè)機(jī)械 ,它在國民經(jīng)濟(jì)中的基礎(chǔ)行 業(yè)中有著舉足輕重的的地位 .所以 ,對(duì)其設(shè)計(jì)和相關(guān)的研究是十分必 要和重要的 . 在大學(xué)學(xué)習(xí)的專業(yè)知識(shí)涉及面很寬 .這就需要在老師的幫助下 , 對(duì)相關(guān)的知識(shí)進(jìn)行整合與總結(jié) ,以便有進(jìn)一步的提高 .同時(shí) ,也深刻認(rèn) 識(shí)到 ,只憑大學(xué)所學(xué)的知識(shí) ,還不能滿足設(shè)計(jì)的需要 ,也必須依靠老師 的指導(dǎo) ,吸收新知識(shí) ,掌握新技能 ,拓寬新視野 ,對(duì)許多方面的知識(shí)加 以獵取和歸納 .所以 ,論文的起點(diǎn)和內(nèi)容才 會(huì)有一個(gè)好的升華 . 在具體的設(shè)計(jì)和學(xué)習(xí)的過程中 ,也離不開一些同學(xué)的幫助 ,尤其 是一些計(jì)算機(jī)基本操作 ,CAD中的一些技巧等 ,提高了我的計(jì)算機(jī)操作 能力 ,為了本論文能更完善和更成功 .各個(gè)老師都經(jīng)常悉心指導(dǎo) ,以及 熱切的關(guān)注 ,我對(duì)此深深地表示感謝 ,并加倍努力 ,提高論文的質(zhì)量 , 不辜負(fù)老師的期望 . 32 參考文獻(xiàn) [1] 鄭鳴皋，破碎器綜述 . 機(jī)械工業(yè)出版社， 2001： 1-3 [2] kanda Y, sano Y,Yashima Y.A consideration of grinding limit based on . frachure mechanics. 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