機械畢業(yè)設計349Φ1200圓錐破碎機結構設計

1、1200圓錐破碎機結構設計 目錄題 目：1200圓錐破碎機 結構設計 學 號： 074810948 姓 名： 班 級： 07機自a3 專 業(yè)： 機械工程及自動化 學 院： 機電工程學院 入學時間： 指導教師： 日 期： 1200圓錐破碎機結構設計摘要物料的破碎是許多行業(yè)（如冶金、礦業(yè)、建材、化工、陶瓷和筑路等）產(chǎn)品生產(chǎn)中不可缺少的工藝過程，由于物料的物理性質(zhì)和結構差異很大，為適應各種物料的要求，破碎機的品種很多。圓錐破碎機近年來在工業(yè)生產(chǎn)過程、選礦作業(yè)中所起到的作用越來越重要，在“多碎少磨”理論提出以后，新型圓錐破碎機被要求在提供更細顆粒的產(chǎn)品的同時還要盡可能達到節(jié)能的目的。另外，隨著工業(yè)自動

2、化的發(fā)展，破碎機也向自動化方向邁進。因此，現(xiàn)在的形勢對我們在圓錐破碎機的研究、設計制造以及維修等方面提出了更高的要求。根據(jù)國內(nèi)外圓錐破碎機新的發(fā)展和設計思想，結合傳統(tǒng)圓錐破碎機的現(xiàn)狀和存在的問題，依據(jù)“多碎少磨”的發(fā)展方向，本文對圓錐破碎機的結構及影響其的工作、結構參數(shù)進行了基本的理論分析，并在此基礎上，對圓錐破碎機包括機械傳動部分、機架部分等進行了結構設計，最終獲得一部完整的圓錐破碎機。關鍵詞：圓錐破碎機；結構設計；潤滑；傳動裝置；偏心裝置the structural design of 1200 cone crusherabstractthe crushing and grinding o

3、f material is an indispensable technological process in most industries,such as metalurgy,mining,building,chemical,ceramic and road building during production.to meet the requirements of various of different materials whose characteristics are different from others both in physical and structural,lo

4、ts of crushers are invented.in recent years,cone crushers have played an more and more important role in mine selection working and industrial production.the next generation of cone crushers are asked to do better in both fine crushing and energy consumption after the theory more crushing,less grind

5、ing was taken.moreover,with the development of industrial automation,cone crushers should be promoted in automation.therefore,the present situation offers us higher demands in research,design,manufacture and maintenance for cone crushers.based on the new development intention and general design thou

6、ghts of cone crushers home and abroad,combines the current situation with existing problems of traditional cone crushers, according to development direction of more crushing,less grinding theory,this paper made an a theoretical analysis on structure and its strucrural and working parameters,and cone

7、 crusher,including mechanical driving part and frame etc.is designed based on the theories above in order to get a cone crusher.key word:cone crusher;structural design;lubrication;目錄1 緒論11.1引言11.2歷史發(fā)展11.3物料粉碎的意義和破碎流程32 圓錐破碎機的總體設計52.1圓錐破碎機的分類52.1.1根據(jù)粉碎粒度52.1.2根據(jù)傳動方式62.1.3根據(jù)排料口調(diào)整方式和保險裝置不同62.2圓錐破碎機的結構分

8、析72.2.1主軸結構72.2.2偏心軸套及其支撐方式72.2.3動錐齒輪及其支撐方式72.2.4破碎腔82.2.5防塵密封裝置82.2.6保險裝置82.2.7排料口調(diào)整裝置82.2.8傳動部分82.3圓錐破碎機的工作原理82.4對破碎機的要求103 圓錐破碎機的結構選擇與計算113.1結構參數(shù)113.1.1給礦口與排礦口寬度113.1.2嚙角0113.1.3破碎機的偏心距、動錐擺動行程113.1.4破碎腔平行碎礦區(qū)123.2性能參數(shù)133.2.1動錐擺動次數(shù)計算133.2.2生產(chǎn)率計算133.3電動機的選擇133.3.1電動機功率計算133.3.2電動機選擇144 破碎機零部件設計和計算15

9、4.1齒輪的設計和計算154.1.1齒輪傳動設計準則154.1.2圓錐齒輪的設計和計算154.1.3圓錐破碎機齒輪安裝步驟214.2傳動軸設計和計算214.2.1求作用在齒輪上的受力214.2.2求作用在齒輪上的力224.2.3初步確定最小直徑224.2.4軸的結構設計234.2.5輸入軸力學分析244.2.6傳動軸安裝注意事項244.3聯(lián)軸器的選擇254.4傳動軸鍵的選擇及計算254.4.1輸入鍵的選擇與計算254.4.2輸出鍵的選擇與計算264.5彈簧的設計及計算264.5.1彈簧的設計準則274.5.2彈簧的設計計算284.6偏心軸套的設計314.6.1偏心軸套概述314.6.2偏心軸套

10、的設計準則314.6.3偏心軸套注意事項324.6.3偏心軸套的安裝335破碎機潤滑系統(tǒng)345.1圓錐破碎機潤滑系統(tǒng)345.2工作原理345.3主意事項365.4 潤滑裝置的安裝376 結論38致謝39參考文獻4051200圓錐破碎機結構設計 1緒論1 緒論 1.1引言隨著社會的進步，原材料消耗不斷增大，導致富礦資源日益枯竭，礦石品位日益貧化，絕大多數(shù)的原礦需要被碎和選礦處理后才能成為爐料。在工業(yè)生產(chǎn)過程中，粉磨過程會消耗大量能源，粉碎的任務是提供具有一定粒度、粒度祖長城和充分接力而又不過粉碎的加工原材料，以便于下一步的加工、處理和使用。世界上約12%的電能用于粉碎物料，期中約15%用于破碎，

11、85%以上消耗與磨碎，磨機的效率只有1%，破碎機的效率達10%，而且與破碎機相比，破碎機能耗低，金屬消耗最小，運轉維護簡單。因此，有用破碎機部分取代磨機的趨勢，也即當前磨碎領域所提倡的“多磨少碎”。其關鍵問題是降低破碎產(chǎn)品的最終粒度。圓錐破碎機的生產(chǎn)效率高，排料粒度小而均勻，可將礦從350mm破碎到10mm以下的不同幾倍顆粒，可以滿足入磨粒度的需要。同時，入磨粒度的大小事影響磨機產(chǎn)量的主要因素，若入磨物料的粒度較大，磨機第一倉必須加入較多的打球才能擊碎物料，這樣磨機的第一倉在一定程度上起著破碎作用。這在粉磨中是極不合理的。入磨粒度越大，磨機產(chǎn)量越低，電能消耗越大，磨機產(chǎn)量與入磨物料粒度的四次方

12、根成反比。給料粒度越小，磨機產(chǎn)量越高，能源消耗下降，反之，產(chǎn)量越低，能耗越高。1.2歷史發(fā)展圓錐破碎機誕生于20世紀初葉。彈簧式圓錐破碎機是由美國密爾沃基城西蒙斯（symons）兄弟二人研制的，故稱之為西蒙斯圓錐破碎機。其結構為主軸插入偏心套，用偏心套驅(qū)動動錐襯板，從而使礦巖在破碎腔內(nèi)不斷地遭到擠壓和彎曲而破碎。破碎效果差，振動大，彈簧易損壞。用大型螺旋套調(diào)整排礦口大小，調(diào)整困難，過載保護用彈簧組，可靠性差。多年來，雖然不斷改進，結果日趨完善，但其工作原理和基本構造變化不大。 20世紀40年代末，美國allis chalmers公司首先推出底部單缸液壓圓錐破碎機，是在旋回式破碎機基礎上發(fā)展起來

13、的陡錐破碎機。該機采用液壓技術，實現(xiàn)了液壓調(diào)整排礦口和過載保護，簡化了破碎機結構，減輕了重量，提高了使用性能。20世紀50-60年代，法國dragon公司的子公司babbitless公司和日本神戶制鋼有限公司等推出上部單缸、周邊單缸液壓圓錐破碎機。 20世紀70-80年代，美國allis chalmers公司在底部單缸液壓圓錐破碎機的基礎上推出高能液壓圓錐破碎機；nordberg公司推出旋盤式圓錐破碎機，適用于中硬物料的破碎，其給料粒度小，偏心距小，破碎力不大。之后，相繼又推出超重型短頭圓錐破碎機。該機加大了功率，強化了彈簧并采用合金鋼機架，但增加了制造成本。為此，該公司又推出了omni型圓錐

14、破碎機。babbitless公司推出bs704uf型超細圓錐破碎機，它采用滾動軸承替代偏心套，由電動機、皮帶傳動帶動動錐擺動，頂部采用單缸液壓缸裝置來調(diào)整排礦口和實現(xiàn)過載保護，給料粒度-10mm,產(chǎn)品粒度-6.3mm占80%。20世紀90年代以來，美國nordberg公司推出新一代hp系列圓錐破碎機；瑞典svedala公司推出新的h系列圓錐破碎機；俄羅斯烏拉爾機械研究院和米哈諾貝爾研究設計院開發(fā)出新型短頭圓錐破碎機，破碎機分上、下兩部分，上腔按料層原理破碎物料，下腔為平行區(qū)。應用表明：細級別含量較一般圓錐破碎機提高5%-10%，襯板金屬消耗降低20%。20世紀50年代初期，國內(nèi)圓錐破碎機在仿原

15、蘇聯(lián)的2 100和1 650彈簧圓錐破碎機的基礎上，開發(fā)的1 200和2 200型彈簧圓錐破碎機。在20世紀70年代開發(fā)了1 200、1 750、2 200多缸液壓圓錐破碎機和1 200、1 650、2 200底部單缸液壓圓錐破碎機。20世紀80年代，沈陽重型機器廠從美國nordberg公司引進西蒙斯和旋盤式圓錐破碎機設計制造技術，并合作生產(chǎn)該系列圓錐破碎機。20世紀90年代以來，國內(nèi)一些礦山、石料加工廠和建設工程先后又引進了hp系列圓錐破碎機、g型圓錐破碎機和omni型圓錐破碎機，均取得了良好應用效果。北京礦冶研究院于1993年與俄羅斯圣彼得堡工程科學院合作成立中外合資北京凱特破碎機有限公司

16、。桂林冶金機械廠與圣彼得堡工程科學院共同創(chuàng)辦了中俄合資桂林湟新技術開發(fā)有限公司生產(chǎn)慣性圓錐破碎機。洛陽礦山機械工程設計研究院開發(fā)簡化結構的慣性圓錐破碎機，東北大學也在研究振動破碎機。隨著我國石料加工廠的發(fā)展，中小型圓錐破碎機也取得了進展。上海建設路橋機械設備有限公司與日本神戶制鋼有限公司合作生產(chǎn)af型圓錐破碎機；沈陽華楊機械廠推出需蒙斯、旋盤式和hp系列圓錐破碎機；上海龍陽機械廠、上海多靈-沃森機械設備有限公司和鞍山礦山機械總廠也都生產(chǎn)中小型圓錐破碎機。目前，我國圓錐破碎機已形成大、中、小型系列，品種規(guī)格齊全，基本滿足國內(nèi)需求。但產(chǎn)品的制造質(zhì)量，特別是耐磨材料，以及使用可靠性等方面與國外同類產(chǎn)

17、品尚有差距，有待進一步研究、改進。破碎機的發(fā)展與人類社會的進步和科學技術的水平密切相關。隨著科學技術的發(fā)展，各學科間相互滲透，各行業(yè)間相互交流，廣泛使用哪個新結構、新材料、新工藝，目前破碎機正向著大型、高效、可靠、節(jié)能、降耗和自動化方向發(fā)展。1.3物料粉碎的意義和破碎流程凡用外力將大顆粒物料變成小顆粒物料的過程，都叫破碎，所使用的機械叫破碎機，凡用外力將小顆粒物料變成粉體物料的過程，叫粉碎或磨碎，簡稱粉磨。他所使用的機械叫粉磨機械。將破碎和粉磨聯(lián)合起來簡稱碎磨，所使用的機械簡稱碎磨機械。物料碎磨的目的是：增加物料的比表面積；制備混凝土骨料與人造砂；是礦石中有用成分解離；為原料下一步加工做準備或

18、便于使用。隨著當代社會經(jīng)濟的迅速發(fā)展，各種金屬、非金屬、化工礦物，以及水泥、剪裁等物料的社會需求量和生產(chǎn)規(guī)模日益擴大，需碎磨的物料量迅速增加。90年代，全世界每年經(jīng)碎磨的物料量達100億噸以上。我國脆性物料年產(chǎn)量已達到15億噸，其中鐵礦石約2.4億噸，有色金屬礦石1億多噸，建材用石灰石4.7億多噸。這些物料絕大部分都要經(jīng)過碎磨，可見破碎和粉體工程在國民經(jīng)濟中發(fā)揮著巨大的作用。在選礦工業(yè)中，選礦廠碎磨作業(yè)的生產(chǎn)年費用，平均要占全部費用的40%以上，而碎磨設備的投資占選礦廠總投資的60%左右。在水泥工業(yè)中，水泥長碎磨業(yè)費用約占生產(chǎn)成本的30%以上，破碎機械的耗電量占全廠總耗電量的10%，而粉磨機械

19、的耗電量占60%。碎磨過程電耗、鋼耗及原材料的消耗極其巨大。僅以有色選礦廠為例，碎磨每噸原礦的電耗平均為16kwh，占選礦廠總耗電的40%左右。鋼耗平均約為1.5kg/t。以此計算，僅有色選廠每年碎磨電耗可達16億kwh，鋼耗15萬噸。因此，在碎磨領域內(nèi)節(jié)能降耗、可產(chǎn)生巨大社會效益和經(jīng)濟效益，具有重大而深遠的意義?；谏鲜銮闆r，要求從事碎磨工藝及設備的工作者，必須不斷改善碎磨作業(yè)，特別是研制新型高效節(jié)能碎磨機械和改進現(xiàn)在碎磨機械，對于達到優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低成本、低消耗具有非常重要的意義。1200圓錐破碎機結構設計 2 圓錐破碎機的總體設計2 圓錐破碎機的總體設計2.1圓錐破碎機的分類2.1.1根據(jù)

20、粉碎粒度圓錐破碎機可分為粗碎圓錐破碎機（習慣上成為旋回破碎機）和中、細碎圓錐破碎機。一般所說的圓錐破碎機是指中、細碎圓錐破碎機。從旋回破碎機（圖2-1）和圓錐破碎機簡圖（圖2-2）中可看出，前者動錐頂點在上方而定錐頂點在下方，后者定、動錐頂點都在上方。這是因為旋回破碎機給料粒度很大，要求破碎機有較大的給料口。圖2-1 旋回破碎機簡圖1-電動機 2-傳動軸 3-圓錐齒輪 4-偏心軸套 5-主軸 6-動錐 7-懸掛軸承 8-定錐5圖2-2圓錐破碎機簡圖1-電動機 2-傳動軸 3-圓錐齒輪 4-偏心軸套 5-主軸 6-球面軸承座 7動錐 8-定錐其次旋回破碎機底錐角很大，即徒錐形。圓錐破碎機底錐角較

21、小，即緩錐形。旋回破碎機根據(jù)排料口調(diào)整方式和動錐支撐方式，分為機械式懸掛動錐和調(diào)整排料口，以及液壓支撐動錐和調(diào)整排料口兩種。前者目前已停止生產(chǎn)，后者又分底部單缸和頂部單缸液壓旋回破碎機。2.1.2根據(jù)傳動方式圓錐破碎機可分為電動機傳動軸、圓錐齒輪直接驅(qū)動；雙電動機驅(qū)動（起動時用兩臺電動機同時工作，正常工作時僅用一臺）；電動機經(jīng)液力偶合器驅(qū)動；也有采用將帶輪直接裝在偏心軸套相仿的傳動方式。早年國外還有直接將電動機裝在偏心軸套上的傳動，但以電動機經(jīng)聯(lián)軸器和電動機經(jīng)帶傳動方式用得最普遍。2.1.3根據(jù)排料口調(diào)整方式和保險裝置不同圓錐破碎機可分為彈簧式和液壓式圓錐破碎機兩種。液壓圓錐破碎機又有三種形式

22、：多缸液壓圓錐破碎機、底部單缸液壓圓錐破碎機及頂部單缸液壓圓錐破碎機。旋回破碎機的工作原理與圓錐破碎機一樣，液壓圓錐破碎機除了液壓調(diào)整排6料口與液壓保險不同以外，其工作原理也相同。2.2圓錐破碎機的結構分析2.2.1主軸結構破碎機主軸是非常重要的零件部分。在生產(chǎn)現(xiàn)場破碎機斷軸事故常有發(fā)生，主要原因是工作條件惡略，受到很大的沖擊載荷，以及由于主軸和錐體配合安裝不當，產(chǎn)生很大的應力集中，使用不當?shù)仍蛟斐傻摹Ｄ壳?，圓錐破碎機朝著大功率、高能化方向發(fā)展，特別是超細碎破碎機。因此，這種破碎機主軸受力很大，必須大大的提高他的強度。主軸結構設計時，在條件允許的情況下，應盡量采用整體空心主軸結構，它不僅提高

23、強度和剛度，也給采用迷宮式密封創(chuàng)造條件。2.2.2偏心軸套及其支撐方式圓錐破碎機的偏心軸套是借助固裝其上的大錐齒輪，由傳動軸上的小錐齒輪驅(qū)動。一種是小錐齒輪設置在大錐齒輪下方，然而此時大多數(shù)是大錐齒輪裝在偏心軸套上方，但也有將大錐齒輪裝在下方的。另一種是小錐齒輪設置在大錐齒輪上方的。經(jīng)多年實踐證明，前一種方式安裝和維修都比較方便。但常常產(chǎn)生直襯套上竄的不良現(xiàn)象，偏心軸套工作時產(chǎn)生跳動不穩(wěn)定。后一種方式安裝和維修都比較困難，但直襯套不會上竄，而且運行平穩(wěn)。偏心軸套一般都是圓柱形，其內(nèi)孔為上大下小的錐形孔。但是為了適應筒形主軸等偏心軸套，其內(nèi)孔是圓柱形，而外部是上小下大的斜錐形柱體。偏心軸套一般都

24、采用由止推片組成的平面止推滑動軸承，但也有采用平面推力滾動軸承的。前者可借更換不同厚度墊片調(diào)整齒輪間隙。2.2.3動錐齒輪及其支撐方式錐齒輪有直齒和弧齒兩種，若制造條件允許，弧齒錐齒輪較好。動錐支撐方式都是采用球面軸承支撐。彈簧式破碎機借助裝在機架上的球面軸承座來支撐。液壓圓錐破碎機是靠裝在液壓缸活塞上的球面軸承支撐，且主軸頂部橫梁中心設有軸承座套來支撐，使動錐主軸構成一個兩支點梁。設計破碎機時，采用哪種支撐方式，是由破碎機結構和形式不同來決定的。72.2.4破碎腔圓錐破碎機的破碎腔是影響破碎機主要技術指標的關鍵部分。無論那一種破碎機，破碎腔的腔型設計對于在生產(chǎn)中發(fā)揮良好的作用起到直接的重要作

25、用。破碎腔一般是由動錐襯板和定錐襯板構成，截面為梯形的環(huán)形空間。其腔型是由動錐襯板和定錐襯板的表面形狀組成。破碎腔的形狀直接影響破碎機生產(chǎn)效率、比能率、產(chǎn)品粒度組成、襯板使用壽命以及破碎機結構尺寸等。因此，設計合理的破碎腔是非常重要的。2.2.5防塵密封裝置中細碎破碎機比粗碎旋回破碎機產(chǎn)生灰塵更加嚴重，因此要求破碎機必須設有完善的防塵裝置。工廠常因防塵裝置故障而影響生產(chǎn)。目前，彈簧式破碎機所采用的防塵裝置有水封防塵、空氣防塵、黃油防塵等。有時也采用兩種裝置共同防塵。液壓圓錐破碎機采用密封筒和密封環(huán)構成的密封裝置，使用效果良好。有的破碎機由于結構的變化，有條件采用迷宮是防塵裝置，效果更好。2.2

26、.6保險裝置破碎機保險裝置最普遍的就是彈簧保險和液壓保險兩種。就其保險作用來講，液壓保險裝置是無與倫比的。2.2.7排料口調(diào)整裝置排料口調(diào)整裝置有機械式和液壓式兩種形式，液壓調(diào)整裝置比較好。2.2.8傳動部分一般都是由水平軸經(jīng)小齒輪驅(qū)動大齒輪偏心軸套，帶動主軸動錐運轉。有滾動軸承和滑動軸承兩種。滾動軸承潤滑方便，傳動效率高，但承受沖擊載荷差?；瑒虞S承若制造質(zhì)量合格，裝配與潤滑合理，其工作穩(wěn)定可靠，使用效果良好，耐沖擊壽命較長，便于自制配件和維修。2.3圓錐破碎機的工作原理破碎機大致結構如圖2-3所示：8圖2-3 圓錐式破碎機結構示意圖圓錐破碎機工作時，電動機的旋轉通過皮帶輪或聯(lián)軸器、 圓錐破碎

27、機 傳動軸和圓錐破碎機圓錐部在偏心套的迫動下繞一周固定點作旋擺運動。從而使破碎圓錐的破碎壁時而靠近又時而離開固裝在調(diào)整套上的軋臼壁表面，使礦石在破碎腔內(nèi)不斷受到?jīng)_擊，擠壓和彎曲作用而實現(xiàn)礦石的破碎。電動機通過傘齒輪驅(qū)動偏心套轉動，使破碎錐作旋擺運動。破碎錐時而靠近又時而離開固定錐，完成破碎和排料。支撐套與架體連接處靠彈簧壓緊，當破碎機內(nèi)落入金屬塊等不可破碎物體時，彈簧即產(chǎn)生壓縮變形，排出異物，實現(xiàn)保險，防止機器損壞。 圓錐破碎機在不可破異物通過破碎腔或因某種原因機器超載時，圓錐破碎機彈簧保險系統(tǒng)實現(xiàn)保險，圓錐破碎機排礦口增大。異物從圓錐破碎機破碎腔排出，如異物卡在排礦石可使用清腔系統(tǒng)，使排礦繼

28、續(xù)增大，使異物排出 圓錐破碎機 破碎腔。圓錐破碎機 在彈簧的作用下，排礦口自動復位， 圓錐破碎機 機器恢復正常工作。破碎腔表面鋪有耐磨高錳鋼襯板。排礦口大小采用液壓或手動進行調(diào)整。 92.4對破碎機的要求一臺優(yōu)質(zhì)破碎機必須滿足以下各方面的要求：1） 、破碎比越大越好、大破碎比可以簡化設備流程、降低基建費用和檢修費用，便于維護管理。2） 、能耗越低越好。能耗是指破碎機破碎每噸物料所消耗的電能。破碎單位物料所消耗kwh/t越低越好。3） 、生產(chǎn)率越高越好。對于統(tǒng)一規(guī)格的破碎機，破碎機的電動機功率一樣，生產(chǎn)率高不僅能提高產(chǎn)量，并可降低能耗。因此，生產(chǎn)率是破碎機最重要的性能指標。4） 、鋼耗越低越好。

29、之類所說的鋼耗，是指破碎一噸物料，齒板磨損掉多少克。它標志齒板（襯板）使用壽命。鋼耗越低，說明襯板壽命越長，即易損件壽命越長。5） 、產(chǎn)品質(zhì)量高。產(chǎn)品質(zhì)量是指破碎后物料粒度和粒形。從“多碎少磨”的節(jié)能角度看，產(chǎn)品粒度越細越好。有時對粒形要求嚴格，如作為混凝土骨料，要求產(chǎn)品粒度為立方體為好。對碎石來講還是粒度整齊均勻為好。6） 、重量要輕。所謂破碎機重量輕，是指每噸機重的生產(chǎn)率高和每噸機重的功率低。7） 、破碎機結構簡單，便于制造。破碎機結構簡單，使用維護較方便，也容易加工制造，降低成本。8） 、破碎機安全可靠。在機器運轉和開、停車的過程中，必須保證人員和設備安全，在規(guī)定的時間內(nèi)和規(guī)定的條件下，

30、要求破碎機不發(fā)生或少發(fā)生故障、即便發(fā)生故障也應該容易修復。9） 、破碎機使用范圍越廣越好。10） 、破碎機應便于安裝運輸。101200圓錐破碎機結構設計 3 圓錐破碎機的結構選擇與計算3 圓錐破碎機的結構選擇與計算3.1結構參數(shù)3.1.1給礦口與排礦口寬度圓錐破碎機給礦口的寬度b，用動錐接近定錐時，兩錐體的上端距離表示,取最大料尺寸dmax=145mm，則b=1.2*dmax=1.2*145=174mm。取整得170。排礦口寬度b，用動錐靠近定錐時，兩錐體下端的距離表示，取標準范圍b=20-50mm。3.1.2嚙角0動錐與定錐襯板之間的夾角稱為嚙角，用0表示。其作用是保證破碎腔兩襯板有效地咬住

31、礦石，不許向上滑動。給礦口處嚙角，必須小于礦石與定錐襯板以及礦石與動錐襯板的摩擦角之和（如圖3-1所示）。圖3-1 圓錐破碎機嚙角嚙角過大，礦石將在破碎腔內(nèi)打滑，降低生產(chǎn)能力，增加襯板磨損和電能的消耗；嚙角過小，則破碎腔過長，增加破碎機的高度，固取0=23。3.1.3破碎機的偏心距、動錐擺動行程偏心距也叫偏心半徑，用e表示。一般偏心距是指排礦口平面內(nèi)的動錐軸線的擺動距離，動錐轉動一周，整個擺動行程為2e。11偏心距的大小，以滿足動錐在給礦口的行程能足夠壓碎礦石為原則。如圖3-1所示，閉邊排礦口b=a1a2，動錐擺動行程s=a2a3，開邊排礦口b0=b+s=a1a3。a2a3相當于以o為圓心，以

32、oa2為半徑的圓弧，根據(jù)oa2和oa3之間的夾角為20，（0為進動角），則動錐擺動行程為：進而得到偏心距：圖3-1 動錐擺動行程與偏心距3.1.4破碎腔平行碎礦區(qū)破碎腔的平行區(qū)也成為平行帶。為了保證破碎產(chǎn)品達到一定細度和均勻度，中細碎機在破碎腔下部有一段平行區(qū)。若平行區(qū)過長，與同規(guī)格破碎機在相同條件下比較，處理能力減少，而且隨襯板磨損，平行區(qū)越來越長，易使破碎機產(chǎn)生堵塞，增減能耗。由于平行區(qū)越長，磨損越不均勻，使產(chǎn)品粒度更加不均勻。從受力狀況來看，平行區(qū)縮短使破碎力下移，能改善主軸受力情況。但平行區(qū)過短，會導致產(chǎn)品中合格品含量下降。平行區(qū)長度l，可根據(jù)動錐擺動次數(shù)及底錐角和擺動行程等計算：對中

33、碎機，保證礦石在平行區(qū)里被壓碎1-2次；對細碎機，保證礦石在平行區(qū)里被壓碎2-3次。也可根據(jù)動錐底部直徑計算：12由于所設計機型為中碎機，所以中間系數(shù)取0.85 l=0.85d=0.85*1200=1020mm式中 d-動錐底部直徑，mm。3.2性能參數(shù)3.2.1動錐擺動次數(shù)計算根據(jù)動錐的擺動次數(shù)（r/min）簡單的經(jīng)驗計算公式： 取整，即n=300r/min上式中，d為動錐底部直徑（m）。3.2.2生產(chǎn)率計算生產(chǎn)率是破碎機的一項重要技術經(jīng)濟指標，理論生產(chǎn)率計算式是設計破碎機腔型的基本方程式。生產(chǎn)率是指在一定的給料粒度和排料粒度條件下，單位時間破碎機所處理的物料量，單位為t/h或m3/h。q=

34、18.8nlbd0kqkt=18.80.61.021.6291111.20.03=192.8式中 b-物料被壓縮時料層厚度（m） l-動錐擺動一次物料的位移（m） d0-物料壓縮層平均直徑（m） -物料堆密度，約等于1.6t/m3 n-動錐每分鐘擺動次數(shù)（r/min） -松散系數(shù)，約等于0.6 kq、kt分別為物料硬度系數(shù)和給料粒度系數(shù)，均為1.3.3電動機的選擇3.3.1電動機功率計算p=50d2k0=50*1.22*1.4=100.8kw式中 d-動錐直徑（m） 13k0-修正系數(shù)，動錐直徑小于1650mm時，取1.43.3.2電動機選擇通過查表，取電動機型號為y315m3-8，其額定功率

35、為110kw，滿載轉速為nw=740r/min，基本符合所需的要求。141200圓錐破碎機結構設計 4破碎機零部件設計和計算4 破碎機零部件設計和計算4.1齒輪的設計和計算4.1.1齒輪傳動設計準則齒輪的失效形式有多種多樣。為保證齒輪在整個工作壽命期內(nèi)不致失效，應對各種失效形式分別建立相應的設計準則和計算方法。但是，對齒面磨損和膠合等，目前尚無成熟的計算方法和完整的設計數(shù)據(jù)。所以，設計一般的齒輪傳動，通常只按齒根彎曲疲勞強度和接觸疲勞強度進行設計計算。1.對開式傳動的齒輪，主要失效形式是齒面磨損和因磨損而導致的齒輪折斷，故只需按齒根彎曲疲勞強度設計計算；2.對閉式傳動，由于失效形式因齒面硬度不

36、同而異，故通常分兩種情況：（1）.軟齒面齒輪傳動（配對齒輪之一的硬度350hbs），主要是疲勞點蝕失效，故設計準則為：按接觸面接觸疲勞強度設計，再按齒根彎曲疲勞強度校核。（2）.硬面齒輪傳動（配對齒輪的硬度均350hbs），主要是齒輪折斷失效，故設計準則為：按齒根彎曲疲勞強度設計，再按齒面接觸疲勞強度校核。4.1.2圓錐齒輪的設計和計算1. 選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)（1） 、由于要實現(xiàn)水平向豎直方向的傳動，所以選用圓錐齒輪（2） 、該破碎機為中型機械，速度不高，固選用7級精度（3） 、材料選擇。選擇小齒輪材料為35simn（調(diào)質(zhì)），硬度為260hbs； 選擇大齒輪材料為45號鋼（調(diào)質(zhì)

37、），硬度為220hbs； 兩者材料硬度差為40hbs（4） 、選小齒輪齒數(shù)為z1=17， 由動錐轉數(shù)nm=300r/min得知，該破碎機傳動比為: 所以大齒輪齒數(shù)z2=2.4717=412.按齒面接觸強度設計15由設計計算公式進行試算，即 （1） 、確定公式內(nèi)的各計算參數(shù)1） 、試選載荷系數(shù) kt=kakvkk=1.75111.3=2.275其中，由于該破碎機由電動機驅(qū)動，所以使用系數(shù)ka取1.75由線速度及齒輪精度等級取動載系數(shù)kv=1.32） 、計算小齒輪傳遞的轉矩 由于傳動軸直接由聯(lián)軸器與電動機連接，固齒輪校核時按滿載計算 3）、選取錐齒輪傳動的齒寬系數(shù)r 為0.34)、查表，得材料的彈

38、性影響系數(shù)ze=189.8mpa1/25）、按齒面硬度查表，得小齒輪的接觸疲勞強度極限hlim1=750mpa； 大齒輪的接觸疲勞強度極限hlim2=500mpa。6）、計算應力循環(huán)次數(shù)（設使用壽命為15年） n1=60n1jlh=607401（2830015）=3.1968109 7）、分別取基礎疲勞壽命系數(shù) khn1=0.92;khn2=0.958）、計算接觸疲勞需用應力取失效概率為1%，安全系數(shù)為s=1，則 16 （2）、計算1）、試算小齒輪分度圓直徑d1t，帶入h中較小的值： 2）、計算圓周速度v 3）、計算載荷系數(shù)根據(jù)v=11.17m/s,7級精度，查得動載系數(shù)kv=1.28齒間載荷

39、分配系數(shù)kh=kf=1由于該破碎機由電動機驅(qū)動，所以使用系數(shù)ka取1.75由kh=kf=1.5khbe其中 khbe為軸承系數(shù)，取1.1所以 kh=kf=1.51.1=1.65 則載荷系數(shù) k=kakvkhkh=1.751.181.651=3.44）、按實際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑，則 5）、計算模數(shù)m17 取標準模數(shù) m=20mm（3） 、計算齒輪相關參數(shù) d1=mz1=2017=340mm d2=mz2=2041=820mm 圓整并確定齒寬： b=rr=4530.3=135.9mm取整，的b1=142mm，b2=140mm3. 按齒根彎曲強度設計1）、確定彎曲強度載荷系數(shù)根據(jù)v=11

40、.17m/s,7級精度，查得動載系數(shù)kv=1.28齒間載荷分配系數(shù)kh=kf=1由于該破碎機由電動機驅(qū)動，所以使用系數(shù)ka取1.75由kh=kf=1.5khbe其中 khbe為軸承系數(shù)，取1.1所以 kh=kf=1.51.1=1.65 則載荷系數(shù) k=kakvkfkf=1.751.181.651=3.42）、計算當量齒數(shù) 183） 、 經(jīng)查表，得 查齒形系數(shù)， yfa1=2.97，yfa2=2.39 應力校正系數(shù)， ysa1=1.52,ysa2=1.6724） 、經(jīng)查表，得大小兩齒輪的彎曲疲勞強度極限為：小齒輪的彎曲疲勞強度極限f1=600mpa大齒輪的彎曲疲勞強度極限f2=380mpa5）

41、、取彎曲疲勞壽命系數(shù)： kfe1=0.85;kfe2=0.886）、取彎曲疲勞安全系數(shù) s=1.47）、計算彎曲疲勞許用力 8） 、校核彎曲強度（3） 校核彎曲強度根據(jù)彎曲強度校核公式：19小齒輪：大齒輪：所得結果均小于彎曲疲勞許用力，所選參數(shù)合格在計算獲得的數(shù)據(jù)基礎上，通過查齒輪標準，獲得兩傳動圓錐齒輪結構如下：圖4-1 大齒輪結構20圖4-2 小齒輪結構4.1.3圓錐破碎機齒輪安裝步驟（1） 、將齒輪放在足夠高的木塊上，當偏心軸套入大齒輪時要保證偏心軸套能懸掛在大齒輪中而不觸地，均勻加熱齒輪，使其高出環(huán)境溫度約100。 絕對均勻的加熱齒輪至關重要，加熱不能集中在一點進行，否則會產(chǎn)生熱點從而

42、破壞齒輪的熱處理性能?？捎迷陬A熱溫度時能融化的花月壓印啦保證加熱的均勻性和安全性。 （2） 、加熱時測量偏心軸套的外徑及齒輪內(nèi)孔直徑，確認孔徑略大于偏心套的外徑。（3） 、對證件草，向下裝偏心套，知道偏心套牢牢地裝在齒輪里為止。如果齒輪加熱適當，在偏心套時就不會有困難。（4） 、然后裝鍵，鍵裝到位后，大約比偏心套頂面低約9mm。整個不見冷卻后，用電焊將鍵焊到齒輪上，主要不要把焊渣濺到偏心套上部。4.2傳動軸設計和計算4.2.1求作用在齒輪上的受力為適應較大轉矩，固取較低轉速，定工作時傳動軸轉速為n=740r/min所選電動機額定功率為p=100.8kw21則軸工作的轉矩 4.2.2求作用在齒輪

43、上的力由已算出部分得到小圓錐齒輪的分度圓半徑為：則： 4.2.3初步確定最小直徑初選取軸的材料為45號鋼（調(diào)質(zhì)）,則查表4-1，表4-1 軸常見集中材料的t和a0軸的材料q235、20q275、354540cr、35simn、3crl3t/mpa15-2520-3525-4535-55a0149-126135-112126-103112-97 注：1）表中t值是考慮了彎矩影響而降低了需用扭轉切應力。 2）在下述情況時，t取較大值，a0取較小值：彎矩較小或只受扭轉作用、載荷較平穩(wěn)、無軸向 載荷或只有較小的軸向載荷、減速器的低速軸、軸只做單向旋轉；反之，t取較小值，a0取 較大值。由于軸只做單向運

44、轉，所以按照t取較大值，a0取較小值的原則，取 a0=110, t=40mpa則最小直徑22根據(jù)已得到的小圓錐齒輪數(shù)據(jù)，與圓錐齒輪裝配軸段直徑為115mm，故定傳動軸整體直徑為120mm，由于中間部分長度與傳動軸架連接并負責潤滑油輸送，故設此段直徑為118mm，即傳動軸最小直徑為115mm4.2.4軸的結構設計（1） 、擬定軸上的裝配方案（圖4-3）圖4-3 輸入軸裝配方案在傳動時，從左至右，依次需要與小圓錐齒輪（鍵連接）、軸架、擋油蓋（鍵連接）和聯(lián)軸器（鍵連接）（2） 、根據(jù)軸向定位要求確定各段直徑和長度尺寸（如圖4-4）圖4-4 輸入軸尺寸i段：與小齒輪裝配，長度大約為140mm，同時需留

45、出一部分長度給軸肩，取10mmii段：主要需要與軸襯配合，給軸襯主要實現(xiàn)兩項功能：作為小圓錐齒輪的定位軸肩和與傳動軸架配合固定，直徑為120mm，長度約為210mm23iii段：無裝配任務，主要功能任務是傳輸有油口輸入的潤滑油，固取略小于軸整體直徑的值，即118mmiv段：與軸襯配合，與傳動軸架固定在一起，同時需留出一部分長度與擋油蓋進行鍵連接，固取其直徑為120mm，長度約為350mmv段：與聯(lián)軸器進行鍵連接，直徑為120mm，長度為約為167mm（參考下文中的聯(lián)軸器選擇）4.2.5輸入軸力學分析對輸入軸進行受力分析，分析圖4-5：圖4-5 傳動軸受力分析從上至下，依次為空間、水平、垂直面分

46、析4.2.6傳動軸安裝注意事項(1) 安裝傳動軸時應在底座與傳動軸架的凸緣法蘭間墊上調(diào)整墊片。 24(2) 傳動軸裝入以后，用樣板檢查與傳動齒輪有關的尺寸。 (3) 傳動齒輪軸向移動量應為0.40.6mm（即是b兩端的間隙）。 (4) 拆卸傳動軸時可利用傳動軸架法蘭上的方頭固定螺釘頂出，在不拆卸傳動軸時方頭螺釘不要擰上。 4.3聯(lián)軸器的選擇此傳動軸傳遞轉矩較大，載荷有較大沖擊，固決定采用彈性柱銷聯(lián)軸器根據(jù)破碎機沖擊載荷較大的特點，且由電動機驅(qū)動傳動軸，固選取工況系數(shù) ka=2.3則聯(lián)軸器需要傳遞的扭矩為 tca=kat2=2.3131051000=2990nm查彈性柱銷聯(lián)軸器標準，選用ltz1

47、3。最大轉矩為16000nm，軸孔直徑為125mm，l=167mm4.4傳動軸鍵的選擇及計算4.4.1輸入鍵的選擇與計算該處選用雙圓頭普通平鍵（a型），選取45號鋼作為材料尺寸為：bhl=3218140mm，接觸長度l= 120.44mm，接觸高度k=10.3mm（接觸線為斜線，計算尺寸如圖4-5）2525圖4-7 輸入軸鍵的工作長度尺寸則鍵連接所承受的載荷為： 式中： t2-傳動軸傳遞的轉矩 k-鍵與輪轂鍵槽的接觸高度 l-件的工作長度 d-傳動軸的直徑由于傳動軸輸入軸鍵承受沖擊，所以定其許用擠壓應力 p=70mpa則p1p，故此鍵合格4.4.2輸出鍵的選擇與計算該處選用雙圓頭普通平鍵（a型

48、），選取45號鋼作為材料尺寸為：b2h2l2=3218125mm，工作長度l2= l2-b2=93mm，工作高度k2=0.5h2=0.518=9mm則鍵連接所承受的載荷為：由于傳動軸輸入軸鍵承受沖擊，所以定其許用擠壓應力 p=70mpa則p1p，故此鍵合格4.5彈簧的設計及計算(1)彈簧的作用是當破碎機進入了不可破碎物時保護破碎機不被損壞，所以彈簧的壓力與破碎機的破碎力相適應，破碎機在正常工作時彈簧是不動的，僅僅在破碎腔中落入鐵塊使破碎機超載時才抬起支承套發(fā)生彈簧被壓縮的現(xiàn)象。 (2)破碎機上部在正常工作時發(fā)生跳動，這是不正常的現(xiàn)象必須仔細分析，原因，采取措施排除，如果錯誤地壓縮彈簧不但不能正

49、常的工作，反而可能發(fā)生26零件的損壞，因為壓縮彈簧將引起破碎力的增加。 4.5.1彈簧的設計準則彈簧的預緊壓力是計算破碎機的原始數(shù)據(jù)，固正確的選擇和計算彈簧的剛度、強度和其他參數(shù)是十分重要的。圓錐破碎機彈簧都是根據(jù)破碎機的運轉經(jīng)驗，實現(xiàn)選定他的參數(shù)，然后按工作中所受的最大壓緊力或最大壓縮量，來校隊他的強度。現(xiàn)將國產(chǎn)圓錐破碎機彈簧的參數(shù)列于下表（表4-1），供設計參考：表4-1 圓錐破碎機彈簧參數(shù)指 標破碎機規(guī)格尺寸/mm60090012001650175021002200彈簧數(shù)目20305060608080彈簧的平均直徑dcp/mm100110105105120.8108120.8工作負荷f/n19730187502500023000300003000050000彈簧絲直徑d/mm25283030353335工作圈數(shù)9.59.510.515141914彈簧剛度f/(n/mm)411486490500595538自由狀態(tài)高度345398.5650728850750負荷時的高度h0/mm297360515 (正常)510 （最大）610 （正常）605 （最大）645804680初壓縮時的 變形1/mm38.64656掉入非破碎物時的變形2/