熟料破碎機的設(shè)計畢業(yè)設(shè)計

1、河北聯(lián)合大學(xué)成人教育畢業(yè)論文（設(shè)計說明書）設(shè)計（論文）題目：熟料破碎機的設(shè)計(一) 學(xué) 院：河北聯(lián)合大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院專 業(yè)：機電一體化班 級：機電四班姓 名： 指導(dǎo)教師： 2013年 12月 18 日熟料破碎機的設(shè)計摘 要本畢業(yè)設(shè)計內(nèi)容為一種錘式破碎機中的熟料破碎機。其工作原理為：電動機帶動轉(zhuǎn)子在破碎腔內(nèi)高速旋轉(zhuǎn)。物料自上部給料口給入機內(nèi)，受高速運動的錘頭的打擊、沖擊、剪切、研磨作用而破碎。在箱體的上、下部，設(shè)有襯板，破碎物料被錘頭擊中高速運動時撞擊到襯板，破碎的物料二次撞擊，使得破碎效果更為理想，成品從出料口排出。熟料破碎機的主要工作部件為帶有錘子（又稱錘頭）的轉(zhuǎn)子。轉(zhuǎn)子由主軸、圓盤、銷軸和

2、錘子組成。它具有結(jié)構(gòu)簡單，破碎比大，生產(chǎn)效率高等特點，可作干、濕兩種形式破碎，熟料破碎機適用于礦山、水泥、煤炭、冶金、建材、公路、燃化等部門，對中等硬度及脆性物料進行破碎，熟料破碎機可根據(jù)用戶要求是否加上蓖條和調(diào)整蓖條間隙，改變出料粒度，以滿足不同用戶的不同需求。關(guān)鍵詞：熟料破碎機 轉(zhuǎn)子 錘頭 襯板clinker crusher designabstractthe contents of graduates involved in the design for a hammer crusher in the clinker crusher. its working principle: mot

3、or driven rotor broken cavity in the high-speed rotation. material from the upper mouth to feed into the machine, the high-speed movement of the hammer blow, impact, cut, abrasive and broken. in the box on the bottom, with liner, the materials were broken hammers hit at high speed collision to the l

4、iner, broken secondary impact of materials, making crushing effect desirable, finished from discharging from the mouth . clinker crusher parts for the major work with a hammer (also known as the hammer) the rotor. from the main rotor, disc, composed of a hammer and pin. it is simple in structure, br

5、oken than large, high production efficiency, for dry and wet broken in two forms, clinker crusher apply to the mining, cement, coal, metallurgy, building materials, roads, fuel sectors such as the middle of the hardness and brittleness grinding materials clinker crusher can be added based on user re

6、quirements and the adjustment of the bi bi of the gap, to change the size expected to meet the different needs of different users.key words: clinker crusher； rotor； hammer；scaleboard目 錄1 引言12 破碎機22.1破碎機的定義和應(yīng)用范圍22.1.1破碎機介紹22.1.2破碎機應(yīng)用范圍22.2破碎機的分類及功能22.2.1破碎機種類22.2.2各種破碎機的功能22.3破碎力學(xué)原理52.3.1裂紋及其擴展52.3.2

7、破碎機械的施力作用63.熟料破碎機83.1熟料破碎機的功能83.2熟料破碎機的組成和原理83.3熟料破碎機的優(yōu)點83.4破碎過程分析84 基本結(jié)構(gòu)尺寸的確定114.1熟料破碎機的總體設(shè)計114.1.1 確定傳動方案114.1.2選擇電動機114.1.3 v帶傳動的設(shè)計124.2料口尺寸的設(shè)計154.3轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的理論值154.4設(shè)計破碎轉(zhuǎn)子的直徑與長度164.5破碎錘頭的確定174.6襯板的尺寸及數(shù)量184.7破碎主軸的尺寸及結(jié)構(gòu)設(shè)計194.7.1材料的選擇194.7.2確定軸上零件的位置和固定方式204.7.3主軸的校核204.8軸承的設(shè)計選擇224.9鍵的選擇224.10生產(chǎn)能力225 熟料

8、破碎機的主要零部件及其功能245.1轉(zhuǎn)子部分245.2錘 盤245.3錘 頭255.4長 鍵265.5襯 板265.6主軸組成275.7皮帶輪275.8箱 體295.9空氣密封圈296 結(jié) 論31謝辭32參考文獻33外文資料341 引言破碎機械是應(yīng)用機械力對固體物料進行破碎作業(yè)，使之變?yōu)樾K 、細粉或粉末的機械。破碎是礦物加工過程的首要工序，也是決定所生產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵工序，礦物只有被解離到一定要求的粒度后其有用成分才能被充分利用。因此設(shè)備的破碎粒度大小就成了評價一臺破碎機性能優(yōu)劣的重要指標。而破碎機械也是破碎機械和破磨機械的總稱。兩者通常安排料粒度的大小作大致的區(qū)分：排料中粒度大于3毫米的含

9、量占總排料量50%以上者稱為破碎機械；小于3毫米的含量占總排料量50%以上者則稱為粉磨機械。有時也將粉磨機械稱為破碎機械，這是破碎機械的狹義含意。 利用破碎機械進行破碎作業(yè)的特點是：能量消耗大、耐磨材料和研磨介質(zhì)的用量多，破塵嚴重和噪聲大等。本設(shè)計中我們在繼承熟料破碎機已有優(yōu)點的基礎(chǔ)上，經(jīng)過進一步的開發(fā)，欲實現(xiàn)新機型具有低耗能、低振動和低噪聲等功能，提高了破碎效率和產(chǎn)品的合格率，并且結(jié)構(gòu)簡單，占地面積小。可廣泛應(yīng)用于建材、化工、冶金、電力、煤炭、礦山等行業(yè)，對節(jié)能降耗和環(huán)境保護具有重要價值。從這一角度來看，這一研究具有較大的現(xiàn)實意義和開發(fā)價值。2 破碎機2.1破碎機的定義和應(yīng)用范圍2.1.1破

10、碎機介紹 破碎機是指排料中粒度大于三毫米的含量占總排料量50以上的破碎機械。破碎作業(yè)常按給料和排料粒度的大小分為粗碎、中碎和細碎。2.1.2破碎機應(yīng)用范圍 破碎機廣泛運用于礦山、冶煉、建材、公路、鐵路、水利和化學(xué)工業(yè)等眾多行業(yè)的破碎作業(yè)。 2.2破碎機的分類及功能2.2.1破碎機種類 常用的破碎機械有顎式破碎機、反擊式破碎機、旋回破碎機、圓錐破碎機、輥式破碎機、錘式破碎機和立軸沖擊式破碎機等幾種。2.2.2各種破碎機的功能（一）顎式破碎機 是利用兩顎板對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械。其破碎機構(gòu)由固定顎板和可動顎板組成，當兩顎板靠近時物料即被破碎，當兩顎板離開時小于排

11、料口的料塊由底部排出。它的破碎動作是間歇進行的。這種破碎機因有結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠和能破碎堅硬物料等優(yōu)點而被廣泛應(yīng)用于選礦、建筑材料、硅酸鹽和陶瓷等工業(yè)部門。 到二十世紀80年代，每小時破碎800噸物料的大型顎式破碎機的給料粒度已達1800毫米左右。常用的顎式破碎機有雙肘板的和單肘板的兩種。前者在工作時動顎只作簡單的圓弧擺動，故又稱簡單擺動顎式破碎機；后者在作圓弧擺動的同時還作上下運動，故又稱復(fù)雜擺動顎式破碎機。 另外，為滿足不同排料粒度的要求和補償顎板的磨損，還增設(shè)了排料口調(diào)整裝置，通常是在肘板座與后機架之間加放調(diào)整墊片或楔鐵。但為了避免因更換斷損零件而影響生產(chǎn)，也可采用液壓裝置來實現(xiàn)保險和調(diào)

12、整。有的顎式破碎機還直接采用液壓傳動來驅(qū)動顎板，以完成物料的破碎動作。這兩類采用液壓傳動裝置的顎式破碎機，常統(tǒng)稱為液壓顎式破碎機。（二）旋回式破碎機 是利用破碎錐在殼體內(nèi)錐腔中的旋回運動，對物料產(chǎn)生擠壓、劈裂和彎曲作用，粗碎各種硬度的礦石或巖石的大型破碎機械。裝有破碎錐的主軸的上端支承在橫粱中部的襯套內(nèi)，其下端則置于軸套的偏心孔中。軸套轉(zhuǎn)動時，破碎錐繞機器中心線作偏心旋回運動它的破碎動作是連續(xù)進行的，故工作效率高于顎式破碎機 。到70年代初期，大型旋回破碎機每小時已能處理物料5000噸，最大給料直徑可達2000毫米。 旋回破碎機用兩種方式實現(xiàn)排料口的調(diào)整和過載保險：一是采用機械方式，其主軸上端

13、有調(diào)整螺母，旋轉(zhuǎn)調(diào)整螺帽，破碎錐即可下降或上升，使排料口隨之變大或變小，超載時，靠切斷傳動皮帶輪上的保險銷以實現(xiàn)保險； 第二種是采用液壓方式的液壓旋回破碎機，其主軸座落在液壓缸內(nèi)的柱塞上，改變柱塞下的液壓油體積就可以改變破碎錐的上下位置，從而改變排料口的大小。超載時，主軸向下的壓力增大，迫使柱塞下的液壓油進入液壓傳動系統(tǒng)中的蓄能器，使破碎錐隨之下降以增大排料口，排出隨物料進入破碎腔的非破碎物(鐵器、木塊等)以實現(xiàn)保險。（三）圓錐破碎機 的工作原理與旋回破碎機相同，但僅適用于中碎或細碎作業(yè)的破碎機械。中、細碎作業(yè)的排料粒度的均勻性一般比粗碎作業(yè)要求的高，因此，在破碎腔的下部須設(shè)置一段平行區(qū)，同時

14、，還須加快破碎錐的旋回速度，以便物料在平行區(qū)內(nèi)受到一次以上的擠壓。 中細碎作業(yè)的破碎比較粗碎作業(yè)的大，故其破碎后的松散體積就有較大的增加。為防止破碎腔可能因此引起阻塞，在不增大排料口以保證所需的排料粒度的前提下，必須通過增大破碎錐下部的直徑來增大總的排料截面。圓錐破碎機的排料口較小，混入給料中的非破碎物更易導(dǎo)致事故，且因中、細碎作業(yè)對排料粒度要求嚴格，必須在襯板磨損后及時調(diào)整排料口，因而圓錐破碎機的保險和調(diào)整裝置較之粗碎作業(yè)更為必要。 西蒙式彈簧保險圓錐破碎機超載時，錐形殼體迫使彈簧壓縮而使其自身升高，以便增大排料口，排出非破碎物。排料口的調(diào)整靠調(diào)整套來進行，轉(zhuǎn)動固裝著殼體的調(diào)整套即可借助其外

15、圓上的螺紋來帶動殼體上升或下降，以改變排料口的大小。液壓圓錐破碎機的保險和調(diào)整方式與液壓旋回破碎機的相同。（四）輥式破碎機 是利用輥面的摩擦力將物料咬入破碎區(qū)，使之承受擠壓或劈裂而破碎的機械。當用于粗碎或需要增大破碎比時，常在輥面上做出牙齒或溝槽以增大劈裂作用。輥式破碎機通常按輥子的數(shù)量分為單輥、雙輥和多輥破碎機，適于粗碎、中碎或細碎煤炭、石灰石、水泥熟料和長石等中硬以下的物料。（五）錘式破碎機 是利用錘頭的高速沖擊作用 ，對物料進行中碎和細碎作業(yè)的破碎機械。錘頭鉸接于高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子上，機體下部設(shè)有篦條以控制排料粒度。送入破碎機的物料首先受到高速運動的錘頭的沖擊而初次破碎，并同時獲得動能，高速

16、飛向機殼內(nèi)壁上的破碎板而再次受到破碎。小于篦條縫隙的物料被排出機外，大于篦條縫隙的料塊在篦條上再次受到錘頭的沖擊和研磨，直至小于篦條縫隙后被排出。 錘式破碎機具有破碎比大、排料粒度均勻、過破碎物少、能耗低等優(yōu)點。但由于錘頭磨損較快，在硬物料破碎的應(yīng)用上受到了限制；另外由于篦條怕堵塞，不宜于用它破碎濕度大和含粘土的物料。這種破碎機通常用來破碎石灰石、頁巖、煤炭、石膏、白堊等中硬以下的脆性物料。 將錘式破碎機的錘頭換為鋼環(huán)的環(huán)式碎煤機，是錘式破碎機的變型。它利用高速沖擊和低速碾壓的綜合作用來破碎物料，因而可獲得更細的產(chǎn)品，主要用來為發(fā)電廠破碎煤炭，但也可用于石膏、鹽化工原料和一些中硬物料的破碎。

17、（六）反擊式破碎機 是利用板錘的高速沖擊和反擊板的回彈作用，使物料受到反復(fù)沖擊而破碎的機械。板錘固裝在高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子上，并沿著破碎腔按不同角度布置若干塊反擊板。 物料進入板錘的作用區(qū)時先受到板錘的第一次沖擊而初次破碎，并同時獲得動能，高速沖向反擊板。物料與反擊板碰撞再次破碎后，被彈回到板錘的作用區(qū)，重新受到板錘的沖擊。如此反復(fù)進行，直到被破碎成所需的粒度而排出機外。與錘式破碎機相比，反擊式破碎機的破碎比更大，并能更充分地利用整個轉(zhuǎn)子的高速沖擊能量。但由于板錘極易磨損，它在硬物料破碎的應(yīng)用上也受到限制，通常用來粗碎、中碎或細碎石灰石、煤、電石、石英、白云石、硫化鐵礦石、石膏和化工原料等中硬以下的

18、脆性物料。（七）立軸沖擊式破碎機（制砂機）本產(chǎn)品適用于軟或中硬和極硬物料的破碎、整形，廣泛應(yīng)用于各種礦石、水泥、耐火材料、鋁凡土熟料、金剛砂、玻璃原料、機制建筑砂、石料以及各種冶金礦渣，特別對碳化硅、金剛砂、燒結(jié)鋁礬土、美砂等高硬、特硬及耐磨蝕性物料比其它類型的破碎機產(chǎn)量功效更高。 立軸沖擊式破碎機（制砂機）工作原理：物料由機器上部垂直落入高速旋轉(zhuǎn)的葉輪內(nèi)，在高速離心力的作用下，與另一部分以傘狀形式分流在葉輪四周的物料產(chǎn)生高速撞擊與破碎，物料在互相撞擊后，又會在葉輪和機殼之間以物料形成渦流多次的互相撞擊、摩擦而破碎，從下部直通排出，形成閉路多次循環(huán)，由篩分設(shè)備控制達到所要求的成品粒度。2.3破

19、碎力學(xué)原理2.3.1裂紋及其擴展裂紋的擴展條件和擴展力斷裂的開始和裂紋的擴展受到兩個條件的控制，即力的條件和能的條件。作為力的條件，必須克服裂紋尖端分子之間的粘合力，也就是局部的拉應(yīng)力必須超過分子之間的粘合力。用拉伸斷裂試驗得到的抗拉強度通常比分子之間的粘合力小23個數(shù)量級，也即在裂紋尖端集中的拉應(yīng)力必須較宏觀試樣的抗拉強度大23個數(shù)量級。作為能的條件，必須供給裂紋擴展所需增加的能量。這些能量消耗于兩個方面：一是裂紋擴展時產(chǎn)生新表面能s(,裂紋擴展后形成兩個斷裂面)；二是因彈性形變而儲存于固體中的能量(,為拉應(yīng)力)。因此，如果載荷所施加的能量或物體由于斷裂或產(chǎn)生裂紋所釋放的彈性能足以支付產(chǎn)生表

20、面所需的表面能，那么從能量平衡的角度看，裂紋就有可能擴展，因此，裂紋擴展的條件可表示為 （2.1）其中，是裂紋的長度； (是表面張力或比表面能)； ,用表示，因此，上式也可表示為 （2.2）裂紋擴展的臨界應(yīng)力為 ) （2.3）裂紋的擴展速度與物料的破碎速度 裂紋尖端在外加擴展力的作用下，如果輸入能超過了斷裂擴展所需的表面能，余下的輸入能將轉(zhuǎn)化為動能，其擴展速度可用下式表示： (2.4)式中： 、-裂紋的長度， (裂紋開始擴展時的長度)； -固體中的聲速，=（為楊氏彈性模量，為物料的密度）。也可以用來代替，這里是表面能，是塑性變形能，是彈性能，這三個值都取自裂紋尖端。 定義為物料破碎時新生表面形

21、成的速度，單位為m2/m3s,它與物料中聲速的關(guān)系如下： (2.5)式中 -物料的密度； -與破碎條件和破碎設(shè)備有關(guān)的常數(shù)。產(chǎn)生單位表面積所需的能量u(即斷裂能)與v成反比： (2.6)式中，,在沖擊破碎時，粒度（體積）一定的顆粒每次沖擊產(chǎn)生的新裂紋表面為： (2.7)這里，；與沖擊能擴散到整個顆粒體積中所需的時間成正比，該公式?jīng)]有考慮晶格缺陷。這樣，沖擊能,也即單位體積的沖擊能為 如果沖擊能u與斷裂能u的比值對兩種不同的物料是同一值，則(常數(shù))，且有， (常數(shù)) (2.8)這樣，在開始時（）,新生表面形成的速度隨變化（與成反比）。2.3.2破碎機械的施力作用 破碎機械破碎工具（如棒板、錘頭、

22、鋼球、瓷球、鋯球等）或產(chǎn)生的高速氣流對物料施力使其破碎，施力的種類有壓碎、彎曲、剪切、劈碎、研磨、打擊或沖擊等，施力的作用很復(fù)雜，多數(shù)情況是若干種施力作用同時存在。由于脆性物料的抗拉和剪切強度大大低于抗壓強度，破碎時產(chǎn)生的裂紋往往順著施力方向，與施力方向成45角度或沿著顆粒內(nèi)部的脆弱面方向發(fā)展。在打擊或沖擊破碎時，破碎工具或顆粒的動能迅速轉(zhuǎn)變?yōu)槲锪系淖冃喂?，產(chǎn)生較大的英里集中導(dǎo)致物料破碎。物料在打擊或沖擊作用下，在顆粒內(nèi)部產(chǎn)生向四周傳播的應(yīng)力波，并在內(nèi)部缺陷裂紋晶體界面等處產(chǎn)生應(yīng)力集中，使物料首先沿著這些脆弱面破碎，而破碎產(chǎn)品的內(nèi)部微觀裂紋和脆弱面的數(shù)目也相對的減少了，破碎產(chǎn)品的強度較破碎前物

23、料強度高。對于組成不均勻或由多種成分組成的物料，在所謂自由破碎（顆粒破碎時有一定的自由伸展余地）的條件 ，裂紋或斷裂面將首先發(fā)生強度低的成分的表面及內(nèi)部。在破碎產(chǎn)品中，強度高的成分的粒度較大，強度低的成分的粒度較小，產(chǎn)生所謂選擇性破碎作用。歸納起來，施力種類因物料性質(zhì)、粒度及對破碎產(chǎn)品的粒度要求而異。 （1）粒度較大或中等硬度的物料壓碎、沖擊或打擊、彎曲等； （2）粒度較小的堅硬物料壓碎、沖擊、研磨、剪切等； （3）破狀或泥狀物料研磨、沖擊、壓碎等； （4）磨蝕性弱的物料沖擊、打擊、劈碎、研磨等； （5）磨蝕性較弱的物料以壓碎為主； （6）韌性物料剪切或高速沖擊； （7）建材工業(yè)的石料打擊、沖

24、擊或壓碎等； （8）多組分物料沖擊作用下的選擇性破碎。3.熟料破碎機3.1熟料破碎機的功能熟料破碎機用于破碎各種中硬且磨蝕性弱的物料。其物料的抗壓強度不超過100mpa，含水率小于15%。被破碎物料為水泥熟料、煤、鹽、白堊、石膏、磚瓦、石灰石等。還用于破碎纖維結(jié)構(gòu)、彈性和韌性較強的碎木頭、紙張或破碎石棉水泥的廢料以回收石棉纖維等等。3.2熟料破碎機的組成和原理熟料破碎機屬于錘式破碎機中的一種。熟料破碎機不僅可用于破碎生產(chǎn)線，也可在選礦生產(chǎn)線中替代圓錐式破碎機。 熟料破碎機的主要工作部件為帶有錘子（又稱錘頭）的轉(zhuǎn)子。轉(zhuǎn)子由主軸、錘盤、錘軸和錘頭組成。電動機帶動轉(zhuǎn)子在破碎腔內(nèi)高速旋轉(zhuǎn)。物料自上部給

25、料口給入機內(nèi)，受高速運動的錘子的打擊、沖擊、剪切、研磨作用而破碎。在轉(zhuǎn)子下部，設(shè)有篩板、破碎物料中小于篩孔尺寸的粒級 通過篩板排出，大于篩孔尺寸的粗粒級 阻留在篩板上繼續(xù)受到錘子的打擊和研磨， 最后通過篩板排出機外。3.3熟料破碎機的優(yōu)點1、結(jié)構(gòu)新穎、獨特、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)。2、能量消耗小、產(chǎn)量高、破碎比大。3、設(shè)備體積小，操作簡便、安裝和維修方便。4、具有整形功能、產(chǎn)品呈立方狀，堆積密度大。5、生產(chǎn)過程中，石料能形成保護底層，機身無磨損，經(jīng)久耐用。6、少量易磨損件用特硬耐磨材質(zhì)制成，體積小、重量輕、便于更換配件。3.4破碎過程分析熟料破碎機機的概述：熟料破碎機是利用高速旋轉(zhuǎn)的錘頭沖擊物料，使其沿物料

26、的自然裂隙、層理面和節(jié)理面等脆弱部分而破碎的破碎機械。熟料破碎機按其破碎作用的方式可以分為兩類：一類是高速機械式破碎機，依靠高速旋轉(zhuǎn)的工件（棒或錘等）沖擊或打擊顆粒，使其破碎，第二類是氣流磨，利用高速氣流或過熱蒸汽使顆粒加速、相互沖擊、碰撞或與器壁沖擊碰撞而被破碎設(shè)兩個質(zhì)量分別為、的顆粒，碰撞前后的速度分別為、和、根據(jù)力學(xué)原理有： = (3.1) = - (3.2)式中： p-沖擊力。由上面兩式可得： (3.3)在碰撞時，碰撞的顆粒因受到壓縮的作用要產(chǎn)生變形。對于理想的彈性體，它們最初變形是不損失能量；對于理想的剛性體，則要損失能量。對于脆性物料（大多數(shù)礦物是脆性物料），可以說碰撞的能量幾乎都

27、損失了，這一能量損失正是顆粒破碎的原因。如果碰撞的能量超過了破碎的能量，顆粒將被破碎。碰撞中的能量或者破碎能可以通過以下公式來計算，設(shè)計沖擊碰撞后，兩個顆粒具有相同的速度u，則有： (3.4)碰撞后，兩顆粒的動能為： (3.5)碰撞前的動能為： (3.6)能量損失，即破碎能為： (3.7)這里，旋轉(zhuǎn)葉輪的質(zhì)量相對于顆?？梢暈闊o限大（=），且被破碎顆粒的沖擊前的速度相對于高速旋轉(zhuǎn)葉輪來說可視為0（即=0）,則 (3.8)如前所述，顆粒的相對速度決定破碎能，礦物破碎的速度可通過下式來計算： （3.9）式中： e-楊氏模量； -破碎或破碎強度； -顆粒的密度； m-顆粒的質(zhì)量。 由上式得： (3.1

28、0) 引進材料中聲速的通用公式，得到： (3.11)由上式說明，能夠?qū)е骂w粒破碎的沖擊速度似乎與顆粒的大小無關(guān)。但是，實際情況是，顆粒的強度隨顆粒粒度的減小而增大，因此粒度減小后，顆粒中的缺陷減少，這一點在破碎中尤為重要。通過以上分析可知在破碎過程中，隨著破碎進程的深入，破碎粒度缺陷的減小，單位物料的破碎能耗在不斷增加。因此分級破碎不僅合理利用了破碎空間，而且由于轉(zhuǎn)子不同的線速度還可加速破碎效率。4 基本結(jié)構(gòu)尺寸的確定4.1熟料破碎機的總體設(shè)計4.1.1 確定傳動方案根據(jù)熟料破碎機的功能要求，和以往的設(shè)計經(jīng)驗，傳動方式選擇帶傳動。圖4-1為熟料破碎機帶傳動的機構(gòu)簡圖。圖4-1 熟料破碎機帶傳動

29、機構(gòu)簡圖4.1.2選擇電動機1、電動機功率的確定功率的計算主要根據(jù)破碎能耗類比計算得來的。破碎物料時，破碎工具對顆粒物料施力，當作用力超過顆粒之間的結(jié)合力時，導(dǎo)致破碎。外力做的功稱為破碎能耗。外力做的功主要消耗于以下幾方面： 破碎機械傳動中的能耗； 顆粒在破碎發(fā)生之前的變形能； 破碎產(chǎn)品新增表面積的表面能； 顆粒表面結(jié)構(gòu)發(fā)生變化所消耗的能，如錯位產(chǎn)生表面活性點，表面形成無定性層或氧化物層； 晶體結(jié)構(gòu)變化所消耗的能； 磨礦介質(zhì)之間的摩擦、振動及其它能耗。關(guān)于破碎能耗，迄今已提出了很多種理論和假說，其中最著名的有1867年雷廷格（rittinger）提出的表面積假說、1883年基克（kick）提出

30、的體積學(xué)說和1952年邦德（f.c.bood）提出的裂縫擴展學(xué)說。其中，表面積假說適用于細碎能耗，體積假說適用于粗中碎能耗，裂縫假說的適用范圍介于以上兩者之間。根據(jù)本設(shè)計的要求，利用表面積假說，破碎重量的能耗為： (4.1)=3.6210()10=3.5409610(j)式中： k-物料的破碎能耗；以325號水泥為例，屬于中硬物料，k0取3.62105j/kg;所以破碎功率可以近似計算，由公式：w=得 (4.2) w=98.36（kw）同時，根據(jù)相似的錘式破碎機的功率計算式為： (4.3)式中：系數(shù)，對于大型破碎機=0.150.20,中型破碎機取=0.15,小型破碎機取=0.10。-轉(zhuǎn)子直徑（

31、m）；-轉(zhuǎn)子長度（m）；-轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速（r/min）。（kw）查閱同類已經(jīng)生產(chǎn)的產(chǎn)品，其功率一般取110kw,故取電動機的功率為110kw。2、根據(jù)破碎機的特點和工作環(huán)境，選取yr315l2-8(ip44)型三相異步電動機額定功率：110kw 滿載轉(zhuǎn)速：115r/min 堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩：2.2nm最大轉(zhuǎn)矩：2.38nm 質(zhì)量：1210kg4.1.3 v帶傳動的設(shè)計1、帶傳動的特點帶傳動是利用張緊在帶輪上的柔性帶，借助它們之間的摩擦或嚙合，在兩軸（或多軸）間傳遞運動或動力的一種機械運動。其結(jié)構(gòu)簡單，傳動平穩(wěn)，能緩沖吸振，可在長距離間傳遞動力，不許潤滑，價格低廉以及維護榮毅等特點，在近代機械傳動中被廣泛應(yīng)用

32、。2、計算帶傳動：此傳動系統(tǒng)為降速帶傳動系統(tǒng) 確定計算功率工作情況為：載荷變動較大，軟啟動，每天工作16個小時以上。查表得：所以=1.5110=165(kw) (4.4) 選取窄v帶帶型窄v帶承載層為繩芯，帶高h與節(jié)寬比為0.9，楔角為40的環(huán)形帶除具有普通v帶的特點（當量摩擦系數(shù)大，工作面與輪槽的粘附性好，價廉等）外，能承受較大欲緊力，允許速度和曲線次數(shù)高，適用于大功率、高速而緊湊的傳動。窄v帶25n型節(jié)寬=8.5mm 頂寬 b=10mm 高度 h=6mm 楔角 =40帶傳動的效率：帶傳動在工作中，有下列幾種功率損失：（1）帶在帶輪兩邊的拉力差和相應(yīng)的變形差，將產(chǎn)生彈性滑動，導(dǎo)致帶和從動輪的

33、速度損失；（2）帶在輪上的撓曲和運行時的反復(fù)伸縮，帶將產(chǎn)生內(nèi)摩擦；（3）在高速傳動時的風(fēng)阻；（4）v帶在嵌入和脫出輪槽時的摩擦；（5）軸承的摩擦。帶傳動由于上述因素造成功率損失，其傳動效率一般約在80%98%范圍內(nèi)，根據(jù)帶的種類而定。窄v帶的傳動效率一般在90%95%，綜合以上各因素選擇窄v帶。有功率和轉(zhuǎn)速查表得：取25n型窄v帶 確定帶輪基準直徑由表取得：破碎部設(shè)有兩級破碎轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子以15m/s左右的線速度撞擊物料，并且能將物料以15m/s左右的速度撞向襯板，這樣破碎能力強，破碎能夠達到要求。因此由轉(zhuǎn)子線速度破碎轉(zhuǎn)子直徑，來確定破碎主軸轉(zhuǎn)速為294r/min。主動輪基準直徑=400mm 從動

34、輪基準直徑d= ixd=4001000mm驗算帶的速度v= (4.5)窄v帶v=3540m/sv=6.01m/s35m/s所以，帶的選擇合適。 初定窄v帶的軸間距由公式得： (4.6)0.7（400+1000） 2（400+1000） 即：980mm 2800mm取=1235mm 驗算小帶輪上的包角1由 (4.7)=180- 57.3=169.4120所以，小帶輪上的包角合理。 計算帶所需基準長度l=2a+ (4.8)l=2a+=21235+（400+1000）+=4816.8mm有表選擇相近的標準長度ld ，取ld=4830mm 實際軸間距a (4.9)所以，實際的中心距為：a =1235+

35、=1240mm 單根v帶傳遞的額定功率根據(jù)帶型、和查表得：=34.56(kw) 傳動比i1的額定功率增量根據(jù)帶型、和i查表得：=16.3（kw） 計算窄v帶根數(shù)z 由公式z=得： (4.10)-小帶輪包角修正系數(shù)，查表ka取0.96-帶長修正系數(shù)，查表kl取1.07z= =7.16取z=8根 計算預(yù)緊力f0由f=500(-1)+得： (4.11)f=500(-1)+0.076.012=2230.08n 計算帶輪所受的力f由公式 (4.12) =252230.08sin=21438.20n4.2料口尺寸的設(shè)計根據(jù)需要破碎的熟料尺寸和熟料破碎機的工作能力而定，進料口裝配上法蘭，由于本臺熟料破碎機為

36、水泥生產(chǎn)線上的其中一臺設(shè)備，因此生產(chǎn)線中的熟料破碎機的上臺設(shè)備和熟料破碎機中有管道和熟料破碎機的接口處的法蘭連接。其尺寸為4935mmx2424mm。4.3轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的理論值圖4.2 轉(zhuǎn) 子轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)參數(shù)主要有轉(zhuǎn)子直徑d和長度l。其直徑一般根據(jù)物料的尺寸來確定。通常轉(zhuǎn)子直徑與給料塊尺寸之比為1.25。大型破碎機取較小的比值。轉(zhuǎn)子的長度值視破碎機的生產(chǎn)能力而定。一般取轉(zhuǎn)子直徑與長度之比dl=0.72，物料抗，物料抗沖擊力較大時應(yīng)選取較大的比值。熟料破碎機的規(guī)格也用d/l確定。轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速是破碎機的重要工作參數(shù)，影響破碎機的破碎效率和生產(chǎn)能力。轉(zhuǎn)子的速度n= (4.13)式中 v 轉(zhuǎn)子的圓周速度，m/

37、s。轉(zhuǎn)子的圓周速可以根據(jù)待破碎物料的性質(zhì)，按式(5.2)計算 (4.14)式中 g 重力加速度，m/s2；y 物料密度，取7=2.66x103 kg/m；物料的抗壓強度，取 =3.9x107pa；e 物料的彈性模量，e=3.5x10pa。由于式(2)沒有反映出破碎比和錘頭質(zhì)量這2個因素，所以按上式計算的轉(zhuǎn)子圓周速度只能作為選取時參考。目前錘式破碎機的轉(zhuǎn)子圓周速度為1870m/s。一般中小型破碎機的轉(zhuǎn)速為7501 500 r/min；圓周速度為2570 m/s；大型破碎機的轉(zhuǎn)速為200350 r/min；轉(zhuǎn)子的圓周速度為1825 m/s。速度愈高，破碎產(chǎn)生的粒度愈小，錘頭及襯板、蓖條的磨損越大，

38、功率消耗也隨之增加。從設(shè)備制造角度來看，高轉(zhuǎn)速對機器零部件的加工、安裝精度要求也隨之增高，而且錘頭磨損與轉(zhuǎn)子圓周速度成正比，所以在滿足產(chǎn)品粒度要求的情況下，轉(zhuǎn)子圓周速度應(yīng)選取偏低值。轉(zhuǎn)子速度直接影響著物料破碎效果，在設(shè)計過程中要充分考慮物料性質(zhì)、破碎形式等方面的影響，參考已有設(shè)計經(jīng)驗，在保證高效、低能耗要求的前提下，綜合以上因素主軸轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速設(shè)計為294r/min。4.4設(shè)計破碎轉(zhuǎn)子的直徑與長度破碎轉(zhuǎn)子的圓周速度對破碎機的生產(chǎn)能力，產(chǎn)品細度，破碎比的大小起著絕對性的作用。實踐證明，隨著轉(zhuǎn)子圓周速度的提高，生產(chǎn)能力和破碎比都顯著提高，產(chǎn)品粒度也向著細化的方向發(fā)展，其中，進料塊度大的細度變化顯著。

39、但隨著轉(zhuǎn)子的速度的增大，功率消耗也增加，破碎塊的磨損也增加。在熟料破碎時，一般圓周速度為1530m/s，由此，可取破碎轉(zhuǎn)子即破碎盤的圓周線速度為15m/s。 由= (4.15) =120m/s時 =1299.88mm =150m/s時 =1949.82mm由此可知：破碎盤的直徑范圍為1299.881949.82mm因此，根據(jù)設(shè)計尺寸需要取破碎轉(zhuǎn)子直徑為1030mm。圓周速度（即錘緣線速度）取16m/s，符合熟料破碎機的設(shè)計要求和尺寸要求。4.5破碎錘頭的確定圖4.3 錘 頭由于錘式破碎機的錘頭是通過鉸接懸掛在錘盤上，所以正確地選擇錘頭對破碎效率和能量消耗都有很大作用。如果錘頭質(zhì)量選得過小，則可

40、能滿足不了錘擊一次就將物料破碎的要求。若是選得過大，則無用功率消耗過大。因此，錘頭質(zhì)量一定要滿足錘擊一次使物料破碎，并使無用功率消耗達到最小值，同時還必須不使錘頭過度向后偏倒。根據(jù)動量守恒原理，錘頭打擊物料后，必然會產(chǎn)生速度損失。錘頭打擊物料的允許速度損失為40%60%即v2=（0.60.4）v1 (4.16)式中 v1錘頭打擊物料前的圓周線速度，m/s； v2錘頭打擊物料后的圓周線速度，m/s。轉(zhuǎn)子的直徑愈大，允許速度損失就愈大，反之取偏小值。若錘頭物料式塑性碰撞，且設(shè)物料碰撞前的速度為零，則根據(jù)碰撞理論動量相等的原理可得mv1=mv2+qv2 v2=v1 (4.17)式中m錘頭折算到打擊中

41、心處的質(zhì)量，kg； q最大物料塊的質(zhì)量，kg。將式(5.4)代人(5.5)中，得 m=（0.71.5）q (4.18)m僅僅式錘頭的打擊質(zhì)量，錘頭實際質(zhì)量m0應(yīng)根據(jù)打擊質(zhì)量的轉(zhuǎn)動慣性和錘頭質(zhì)量的轉(zhuǎn)動慣性相等的條件進行質(zhì)量代換m0=m（r/r0）2 (4.19)式中r錘頭打擊中心到懸掛點的距離，m； r0錘頭的重心到懸掛點的距離，m。從式（5.7）可以看出，錘頭質(zhì)量只與打擊物料的質(zhì)量有關(guān)，實際上還與物料的性質(zhì)、受力情況和轉(zhuǎn)子速度有關(guān)。根據(jù)動量定理m（v1-v2）=ft (4.20)式中f錘頭作用在物料上的打擊力，n； t錘頭打擊物料的時間，一般取t=0.0010.0015s。物料一般是脆性的，當

42、其受力達到強度極限時就開始破壞，即物料所受外力超過它本身的內(nèi)聚力就會破壞。在材料試驗機上破環(huán)物料的力f1=a (4.21)式中物料的抗壓強度。pa； a物料垂直于外力方向的斷面積，m2。在實際破碎過程中，大多數(shù)物料是各向異性，且物料形狀不規(guī)則，錘頭打擊過程又不可能是面接觸，故破壞物料所需的力f=f1 (4.22)把式(5.6) (5.10) 代入(5.8)中，得m（v1-v2）=at如果允許錘頭在打擊物料的過程中速度損失40%60%，則m= (4.23)式中 修正系數(shù)，=0.210.28。取=0.24，=3.9x107，t=0.0012。設(shè)物料形狀為立方體，其邊長a1=0.043m，則 m=9

43、.8kg (4.24)則錘頭實際質(zhì)量m0=m（r/r0）2=5.6kg (4.25)熟料破碎機的破碎盤上固連破碎錘盤和錘頭數(shù)目，主要根據(jù)進料尺寸和產(chǎn)品粒度來確定。當破碎大塊物料時，破碎塊數(shù)目要少一些。當破碎小塊物料時，破碎塊數(shù)目要多一些。因此，根據(jù)本臺熟料破碎機的整體尺寸破碎錘頭的數(shù)目定為30個。 4.6襯板的尺寸及數(shù)量襯板的材料選用高錳鋼（zgmn13），密度為7.9103kg/m3。襯板設(shè)計為長方形，使其沿筒體內(nèi)壁鋪放，分為上下兩層，兩層之間用壓條壓嵌。上層設(shè)置20塊，下層設(shè)置中間13塊，兩邊2塊，共35塊。上箱體箱破碎腔面積：4935x775mm襯板的長寬高：h=40 mm l=660

44、mm b=350 mm每片襯板的體積： (4.26) =40350660=0.009m3所以，每片襯板的質(zhì)量為： (4.27)=7.91030.009=61.1kg下箱體破碎腔面積：這樣每片的質(zhì)量二個工人可搬運安裝，符合實際要求，4.7破碎主軸的尺寸及結(jié)構(gòu)設(shè)計圖4.4 主 軸軸的結(jié)構(gòu)決定于受載情況、軸上零件的布置和固定方式、軸承的類型和尺寸、軸的毛坯、制造和裝配工藝以及運輸、安裝等條件。軸的結(jié)構(gòu)，應(yīng)使軸受力合理，避免或減輕應(yīng)力集中，有良好的工藝性，并使軸上的零件定位可靠、裝拆方便。對于要求剛度大的軸，還應(yīng)從結(jié)構(gòu)上考慮減小軸的變形。4.7.1材料的選擇由于傳動軸裝置的工況非常惡劣,受到重載荷與沖

45、擊振動, 必須帶動轉(zhuǎn)子和物料同時高速進行旋轉(zhuǎn)打擊破碎， 所以選材時特別注意材料的沖擊韌性，抗疲勞強度和強度。 本設(shè)計中傳動軸選用42crmo（合金結(jié)構(gòu)剛）,將42crmo與傳動軸的常用材料（如40cr等）進行比對從中可以看出主要區(qū)別在于mo元素的加入,以及c含量的微小差別。根據(jù)合金元素在鋼中的影響和作用顯示，加入mo可以大大提高合金材料的淬透性與高溫強度,而大大降低回火脆性, 當mo含量0.6%時,能提高材料的塑性。c元素含量小,則可以細化晶粒,降低硬度。理論證明在選取破碎機傳動軸材料時，根據(jù)重載荷、沖擊振動的工況，選取42crmo，將得到更高的強度、較高的沖擊韌度，較低的脆性轉(zhuǎn)變溫度和較高的

46、疲勞強度。而實際應(yīng)用中也反映了主軸選材的合理性。（2）繪制軸的結(jié)構(gòu)圖圖4.5 軸的結(jié)構(gòu)圖4.7.2確定軸上零件的位置和固定方式要確定軸的結(jié)構(gòu)形狀，必須先確定軸上零件的裝配順序和固定方式。參考軸的設(shè)計草圖確定軸段1-6，裝配活動端軸承，軸段8-14裝配固定端軸承，軸從右端向左左端裝入，左、右端軸肩定位止動板，止動板定位軸。軸段12上的軸承從軸的左端裝入，軸承2從軸的右端裝入。錘盤從軸的右端裝入，左、右的破碎盤的左、右端均為止動板定位，錘頭由中間的錘盤定位。軸段4、10上裝配空氣密封盤由軸段5、9和套筒定位。這樣，軸上各零件的裝配順序被完全確定。（4）確定各軸段直徑如上圖所示，軸段14的直徑最小，

47、取為180mm。考慮到要對安裝在軸段14上的皮帶輪進行定位，軸段13應(yīng)有軸肩。根據(jù)設(shè)計原則，軸段13的直徑為192mm時為了能夠很順利的在軸段12安裝軸承，軸段12必須滿足軸承的內(nèi)徑的標準，故取軸段12的直徑為200mm，軸段2同樣安裝了軸承，故取軸段2的直徑為200mm，軸段3、11軸段4 、10根據(jù)設(shè)計要求，都應(yīng)該有軸肩，即軸段3、11和4、10的直徑分別取210mm，220mm，據(jù)破碎的目的和要求，轉(zhuǎn)子的設(shè)計要求可確定軸段7直徑為280mm，軸段6、8定位止動板直徑為280mm。（5）確定各軸段的長度皮帶輪輪轂的寬度為250mm，為保證皮帶輪固定可靠，軸段14應(yīng)略短于皮帶輪輪轂的寬度，取為243mm，軸段12上裝配軸承和軸段13共取379.5，軸段2上裝配軸承長度取185mm，軸段4、10裝配空氣密封圈長度取125，軸段5、9為與箱體結(jié)合面取為93mm，軸肩6、8定位止動板，根據(jù)定位板的長度取20mm。裝配錘盤的軸段7長度取4610