破碎機(jī)的設(shè)計

1、目 錄目錄1中文摘要3第一章 緒論.3第二章 工作原理、類型、構(gòu)造及特點(diǎn).52.1錘式破碎機(jī)的工作原理.5211工作原理.521破碎機(jī)類型.522錘式破碎機(jī)的構(gòu)造及特點(diǎn).6221破碎機(jī)的構(gòu)造.6222破碎機(jī)的特點(diǎn).6第三章錘式破碎機(jī)主要參數(shù)的確定731轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的確定.732產(chǎn)量.833電動機(jī)的功率.834錘頭的打擊平衡.9第四章錘式破碎機(jī)主要工作部件的設(shè)計.1341軸的設(shè)計及選材.13411軸的選材13412軸的設(shè)計1442軸承的選擇.15421軸承與軸間的配合.15422軸承的安裝及密封1543軸承座的選材及用途.1644輪轂的選材及設(shè)計.17441輪轂與軸之間的配合.1745錘柄、楔鐵、錘

2、頭的選材及用途.17451錘柄的選材及設(shè)計.18452楔鐵的用途.18453錘頭的選材及用途.1946銷軸的設(shè)計19461銷軸的選材.19462預(yù)緊力的計算.21463銷軸螺紋連接的防松.22464銷軸表面的粗糙度.22第五章 錘式破碎機(jī)的發(fā)展方向.23.設(shè)計總結(jié).24鳴謝.24參考文獻(xiàn).2錘式破碎機(jī)的設(shè)計中文摘要本文論述了破碎加工機(jī)械破碎機(jī)的工作原理，主要技術(shù)參數(shù)、傳動系統(tǒng)、典型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計及生產(chǎn)能力分析。關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)子第一章 緒 論物料破碎是一個歷史悠久的話題。早在20世紀(jì)50年代艾利斯查爾默斯公司就開始大規(guī)模研究破碎工作，60年代得出具有重大意義的結(jié)論。隨著研究的深入，人們熟知了高功率的

3、破碎作業(yè)，可以用來改善能源效率和降低生產(chǎn)成本。B HBergstrom在研究單顆粒破碎時發(fā)現(xiàn)，在空氣中一次破碎的碎片撞擊金屬板時 明顯地產(chǎn)生二次破碎，一次破碎的碎片具有的動能占全部破碎能量的45。如能充分利用二 次 破碎能量，則可提高破碎效率。也有人指出，較小的持續(xù)負(fù)荷比短時間的強(qiáng)大沖擊更有希望 破碎物料。我國胡景昆和徐小荷研究顆粒的粉碎時得出結(jié)論，靜壓粉碎效率為100%，單次沖 擊效率在35%40左右。為了節(jié)約能量，提高粉碎效率，應(yīng)多用靜壓粉碎，少用沖擊粉 碎。Schonert研究表明，如果使大批脆性物料顆粒受到50MPa

4、以 上的壓力，就能夠由“料層粉碎”節(jié)約出可觀的能量。目前“料層粉碎的理論”已為粉碎界 的公認(rèn)，根據(jù)料層粉碎理論研制的新設(shè)備有美國諾德伯格公司的旋盤圓錐破碎機(jī)、俄 羅斯的慣性圓錐破碎機(jī)等。多碎少磨的原則指導(dǎo)研制以料層粉碎原理的新型 破碎機(jī)是當(dāng)前主要方向。1996年第四屆全國粉體工程學(xué)術(shù)會議上鄧躍紅、張智鐵發(fā)表了物 料粉碎分形行為的研究一文，作者認(rèn)為破碎理論的研究應(yīng)歸結(jié)為3個大的方 面：強(qiáng)度理論的研究、破碎效果的評價、破碎功耗的研究。長期以來，粉碎理論的研究主要 停留在經(jīng)驗(yàn)應(yīng)用和統(tǒng)計推測上，人們了解粉碎的規(guī)律尚不明確、不系統(tǒng)。人

5、們期待新理論的 出現(xiàn)會給破碎領(lǐng)域帶來一次變革。至今，我國破碎機(jī)與國外破碎機(jī)之間還是存在著相當(dāng)大的差距。國內(nèi)外破碎機(jī)械存在差距的原因很多，其中市場需求不同是造成差距的客觀原因，由于國際市場上優(yōu)秀的破碎設(shè)備制造商集中在歐美地區(qū)，那里大規(guī)模的基本建設(shè)階段已過去，市場對砂石料的需求不多，且環(huán)保要求又高，勢必形成砂石場高度集中以大規(guī)模生產(chǎn)來實(shí)現(xiàn)環(huán)境保護(hù)，幫所需破碎設(shè)備規(guī)格大、自動化程試想高、機(jī)動性強(qiáng)。滿足這樣的市場需求發(fā)展的破碎設(shè)備與國內(nèi)產(chǎn)品不大一樣，而我們正處于大規(guī)模的基本建設(shè)時期，各地對砂石料的需求劇增，引起投資砂石場熱，遍地開花的砂石場往往規(guī)模小，只求上馬快、投資少，供不應(yīng)求的市場使粗制

6、濫造、技術(shù)水平低下、耗能高、污染環(huán)境嚴(yán)重的產(chǎn)品紛紛進(jìn)入，而這些設(shè)備往往只能以低價來占領(lǐng)市場，因此與國際上先進(jìn)水平差距明顯。國際上專業(yè)的立軸沖擊式破碎機(jī)制造商已普遍采用陶瓷制作耐磨零件，而不僅僅是硬質(zhì)合金（碳化鎢）和高鉻鑄鐵。陶瓷材料不但可耐較高的溫度，而且有特別好的抗腐蝕性，因而在帶有相當(dāng)溫度的物料高速沖擊時耐磨性能良好。國內(nèi)的立軸沖擊式破碎機(jī)目前采用硬質(zhì)合金和高鉻鑄鐵材料，質(zhì)量不穩(wěn)定，易腐蝕和磨損，且易被金屬件擊碎，由于砂石場使用的破碎設(shè)備國內(nèi)外產(chǎn)品差距明顯，故國內(nèi)高端市場，如規(guī)模較大的砂石場仍是進(jìn)口的設(shè)備占多數(shù)。 因而近制就是測繪國外產(chǎn)品，以此作為更新?lián)Q代的主要手段，技術(shù)進(jìn)步甚慢。目前國內(nèi)

7、的破碎機(jī)械制造商無論國有企業(yè)還是民營企業(yè)，在科技開發(fā)上的投入不足是產(chǎn)品差距的主觀原因，既缺乏科研手段（例如幾乎沒有一家制造商具備巖石實(shí)險室），又缺少先進(jìn)技術(shù)支撐，自主產(chǎn)權(quán)的開發(fā)力量十分薄弱。盡管國內(nèi)外破碎設(shè)備差距很大，但縱觀國外的破碎設(shè)備制造商由于本土市場日漸縮小，生產(chǎn)成本高，紛紛開拓本國以外的市場，而且作為傳統(tǒng)工業(yè)在資金、人才等方面獲得新的投入甚少，因此，近來年兼并重組頻繁，這種局面給國內(nèi)破碎機(jī)械制造商以很大的發(fā)展機(jī)遇，畢竟我國的制造成本較低，又有較好的重工業(yè)基礎(chǔ)，通過引進(jìn)國際上先進(jìn)技術(shù)，產(chǎn)學(xué)科研投入，一定能克服技術(shù)上的差距，使我國的破碎設(shè)備產(chǎn)品更好的進(jìn)入國內(nèi)外市場。第二章破碎機(jī)工作原理、類

8、型、構(gòu)造和特點(diǎn)21破碎機(jī)的工作原理及類型211破碎機(jī)的工作原理錘式破碎機(jī)是利用裝在機(jī)殼內(nèi)高速旋轉(zhuǎn)的錘頭動能而擊碎物料。如圖11所示主軸1上裝有錘架（圓盤）2，在錘架（圓盤）上懸掛有錘頭3，機(jī)殼下半部裝有篩板。主軸、圓盤、和錘頭、銷軸組成的回轉(zhuǎn)體稱為轉(zhuǎn)子。電動機(jī)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(jī)內(nèi)，受高速運(yùn)動的錘子的打擊、沖擊、剪切、研磨作用而粉碎。在轉(zhuǎn)子下部設(shè)有篩板，粉碎物料中小于篩孔尺寸的粒級，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(jī)外。212破碎機(jī)的類型錘式破碎機(jī)的種類很多，其主要有：(1) 按轉(zhuǎn)子數(shù)目分為：單轉(zhuǎn)子和雙轉(zhuǎn)子錘式破碎機(jī)(2) 按轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)方向分為

9、：定向式，轉(zhuǎn)子朝一個固定方向旋轉(zhuǎn)，可逆式，轉(zhuǎn)子可朝兩個方向旋轉(zhuǎn)。(3) 按錘頭排數(shù)分為：單排式、雙排式或多排式(4) 按錘頭裝置方式分為：固定錘式和活動錘式。22破碎機(jī)的構(gòu)造及特點(diǎn)221破碎機(jī)的構(gòu)造錘式破碎機(jī)的規(guī)格，用轉(zhuǎn)子工作直徑×寬度（mm）本論文中主要設(shè)計的為單轉(zhuǎn)子錘式破碎機(jī)圖2-1為800mm×800mm錘式破碎機(jī)的構(gòu)造，它由機(jī)殼、轉(zhuǎn)子、篩板與進(jìn)料板、反擊板及傳動裝置等部分組成。1、機(jī)殼部分 機(jī)殼由進(jìn)料口擋料板、下箱體、上箱體及側(cè)壁組成，各部分用螺栓連成一體，機(jī)殼內(nèi)壁全部鑲以錳鋼襯板，下箱體、側(cè)壁及后上蓋用鋼板焊接而成，兩側(cè)為了安放軸承以支持轉(zhuǎn)子用鋼板焊接成軸承支座，

10、為了便于檢修，調(diào)整和更換篩板，下箱的前后兩面都開有檢修孔。2轉(zhuǎn)子部分轉(zhuǎn)子是錘式破碎機(jī)的主要工作部件，它由主軸、圓盤、錘頭及銷軸組成，圓盤主要是用于裝夾錘柄，在錘柄上用銷軸將錘頭懸掛著.3.篩板及其它部件在破碎機(jī)的下半部裝有出料篩板及篩板組合體,則篩板組合體是篩板和用鋼板焊接而成的篩板架組合而成的,篩板的安裝形式是篩板的篩齒與錘頭運(yùn)動方向垂直,與轉(zhuǎn)子的回轉(zhuǎn)半徑有一定間隙的圓弧狀.合格的產(chǎn)品通過篩板排出,大于篩縫的物料在受錘頭沖擊和研磨作用而破碎,直至通過篩縫排出,在進(jìn)料部分安裝有進(jìn)料口平齒板、一腔反擊板，邊襯板。它由錘頭螺桿連接在箱體上的，高錳鋼襯板，反擊板磨損后都可以更換，維修比較方便。4安全

11、保護(hù)裝置為了防止金屬物進(jìn)入破碎機(jī)造成事故，一般錘式破碎機(jī)都有安全裝置。在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)入金屬或過負(fù)荷時，銷子即衩剪斷，使皮帶輪與主軸脫離而起保護(hù)作用。5傳動系統(tǒng)電運(yùn)機(jī)通過皮帶輪直接帶動轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，在主軸的兩端都設(shè)有軸承及軸承座， 軸承座主要的用途就是減振性很好，可減少轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的不均勻性，以保證機(jī)器平衡運(yùn)轉(zhuǎn)。222破碎機(jī)的特點(diǎn)及使用破碎機(jī)的特點(diǎn)：在國內(nèi)常用的五大類破碎機(jī)械中，錘式破碎機(jī)屬于以沖擊作用為主來破碎脆性物料的機(jī)器，故常被為沖擊式破碎機(jī)。沖擊式破碎機(jī)與以擠壓作用為主的破碎機(jī)相比有以下特征：（1） 破碎比小，沖擊式破碎機(jī)的破

12、碎比可達(dá)到50以上，而鄂式破碎機(jī)很難超過20。于是，在需要單段破碎的場合，例如水泥工業(yè)的石灰石破碎，沖擊式破碎機(jī)使用十分普遍。（2） 產(chǎn)品顆粒好。在沖擊作用下，被破碎物料往往沿著其最脆弱層碎裂，這種選擇性破碎法，其顆粒呈立方體形態(tài)的概率較高，故沖擊式破碎機(jī)產(chǎn)品的針片狀百分比含量可低于10%，而顎式等破碎機(jī)產(chǎn)品的針片狀百分比含量會高于15%，于是，在需要產(chǎn)方體顆的場合，例如：高等級公路的防滑路面，通常采用沖擊式破碎機(jī)來作為終破設(shè)備。生產(chǎn)混凝土骨料。所以，錘式破碎機(jī)在眾多的破碎機(jī)械中占有重要地位，然而，由于錘式破碎機(jī)是采用沖擊原理破碎物料，其打擊件，如：錘頭、反擊板、篩板等，在使用中磨損甚快，對于

13、含水分較（過10%）和粘性的物料，篩縫易產(chǎn)生堵塞，且降低產(chǎn)量和增大電耗。 破碎機(jī)是冶金，建材，化工和水電等工業(yè)部門中細(xì)碎石灰石，煤或其它中等硬度以下脆性物料的主要設(shè)備之一，具有破碎比大，生產(chǎn)能力高，產(chǎn)品粒度均勻等特點(diǎn)。一段錘式破碎機(jī)可將入料粒度為1100mm的物料一次破碎到20mm以下，因而可將傳統(tǒng)的兩段或三段破碎改為一段破碎，簡化工藝流程，節(jié)省設(shè)備投資，降低消耗及其它生產(chǎn)費(fèi)用。錘式破碎機(jī)結(jié)構(gòu)先進(jìn)，性能可靠，工作平衡，能耗低。錘式破碎機(jī)可分可逆式和不可逆式兩種，可逆式的轉(zhuǎn)子可以逆轉(zhuǎn)，一般用于細(xì)碎，不可逆式的轉(zhuǎn)子不可逆轉(zhuǎn)，一般用于中碎。一段錘式破碎機(jī)為不可逆式。錘式破碎機(jī)適用于破碎各種脆性材料的

14、礦物。被破碎物料為煤、鹽、白亞、石膏、明礬、磚、瓦、石灰石等。其物料的抗壓強(qiáng)度不超過100兆帕，濕度不大于15%第三章 破碎機(jī)主要參數(shù)的確定31轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的確定轉(zhuǎn)子圓周速度大小取決于破碎機(jī)的規(guī)格、產(chǎn)品粒度、和物料性質(zhì)，增加圓周速度，可使破碎比以及產(chǎn)品中細(xì)粒級含量增加，但是圓周速度過大，將顯著增加功率的消耗，同時會引起錘頭、篩板和襯板的強(qiáng)烈磨損，欲得到均勻的中等尺寸品，轉(zhuǎn)速應(yīng)低，錘頭數(shù)目應(yīng)少，欲使破碎產(chǎn)品粒度小，則應(yīng)增大轉(zhuǎn)子的速度或增多錘頭的數(shù)目。轉(zhuǎn)子的圓周速度，一般在3050m/s，因而，轉(zhuǎn)子直徑為300600mm的錘式破碎機(jī)。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n=10003000r/min，轉(zhuǎn)子直徑為6001000mm

15、的錘式破碎機(jī)，n=6001500r/min,轉(zhuǎn)子直徑為1000 3000m的錘式破碎機(jī)，n=300010000r/min,通常把圓周速度大于30m/s的稱為快速錘式破碎機(jī)，小于30r/min的稱為慢速錘式破碎機(jī)。32錘式破碎機(jī)的產(chǎn)量錘式破碎機(jī)的產(chǎn)量與物料的性質(zhì)，破碎機(jī)的規(guī)格，破碎比和給料的均勻程度等因素有關(guān)，單轉(zhuǎn)子錘式破碎機(jī)在破碎石灰石時，其產(chǎn)量通常采用經(jīng)驗(yàn)公式計算Q=KDLp(3-1)K系數(shù)，K=30-45。破碎煤時仍按式（3-1）計算，但K=130150。式中Q產(chǎn)量，t/n ；D轉(zhuǎn)子直徑，m; L轉(zhuǎn)子長度,m; p破碎機(jī)產(chǎn)品容積密度，t/m3;33電動機(jī)功率在實(shí)際應(yīng)用中,一般多采用經(jīng)驗(yàn)公式

16、確定錘式破碎機(jī)配用電動機(jī)的功率.Nm=GR2N3mk/1×107（3-2）式中Nm電動機(jī)功率 KW；G每個錘頭重量，N；R轉(zhuǎn)子外端半徑，m;n轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，r/min;m錘頭總個數(shù)，破碎機(jī)有效利用率，一般取0.70.85，K校正系數(shù)，參數(shù)見表3-1選取。式（3-2）適用于n=600-1000r/min的轉(zhuǎn)速錘式破碎機(jī)表3-1圓周速度系數(shù)錘頭圓周速度（m/s）17202326304050系數(shù)K0.220.160.100.080.030.0150.008經(jīng)驗(yàn)估算式：Nm=KD2Ln式中Nm電動機(jī)功率，KW；D轉(zhuǎn)子直徑，m; L 轉(zhuǎn)子長度，m; N 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，r/min；K

17、系數(shù)，K=0.10.2，對于大型破碎機(jī)K=0.150.20,中型破碎機(jī)K=0.15，小型破碎機(jī)K=0.10附：錘式破碎機(jī)技術(shù)性能表破碎機(jī)制沙生產(chǎn)性能參數(shù)型號規(guī)格性能轉(zhuǎn)子工作直徑×寬度(mm)800×400800×600800×8001000×10001000×1200入料粒度(mm)4040405050調(diào)節(jié)間隙(mm)5-155-155-155-155-15制砂能力(方/小時)4-56-810-1216-1918-22電機(jī)功率(kw)37-4545-5555-7590-110110-132外型尺寸(長×寬×高)(m

18、m)1300×1300×14001300×1500×14001300×1700×14001700×1700×21501700×1900×2150轉(zhuǎn)子速度1000100096097597534錘頭的打擊平衡錘式破碎機(jī)是一種高速回轉(zhuǎn)且靠沖擊來破碎物料的機(jī)械,為了使它能正常工作,先必須使它的轉(zhuǎn)子獲得靜平衡和動平衡,首先必須使它的轉(zhuǎn)子獲得靜平衡和動平衡.如果轉(zhuǎn)子的重心離開它的幾何中心線,則產(chǎn)生靜力不平衡現(xiàn)象,若轉(zhuǎn)子的回轉(zhuǎn)中心線和其主慣性中心線相交,則將產(chǎn)生動不平衡現(xiàn)象,這兩種不平衡現(xiàn)象,都會使機(jī)器產(chǎn)生較

19、大的慣性力和力矩而大大縮短零件的壽命.因此,錘式破碎機(jī)的轉(zhuǎn)子上各零件,制造精度應(yīng)為IT7,而且必須進(jìn)行靜平衡和動平衡檢驗(yàn).當(dāng)錘式破碎機(jī)的轉(zhuǎn)子進(jìn)行靜平衡和動平衡后,再設(shè)計和安裝錘頭時,還必須正確地選擇錘頭的懸掛位置,如果錘頭懸掛得不正確.則將伴隨著錘頭與物料的沖擊,在錘頭銷軸、轉(zhuǎn)子圓盤、主軸及主軸承上產(chǎn)生打擊反作用力，而顯著縮短零件的壽命。錘頭打擊物料時，反作用力的影響如圖3-1所示，在錘頭點(diǎn)上作用打擊力,如果錘頭懸掛得不正確，則錘頭是非打擊平衡錘，則在錘頭銷軸上將產(chǎn)生打擊反作用力Ny .根據(jù)作用力等于反作用力的原理，該力邊作用在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)盤的銷孔上，其力用y表示，其方向與y相反，如果轉(zhuǎn)子已經(jīng)靜力和

20、動力平衡，則作用在轉(zhuǎn)子圓盤銷孔上的打擊反力y也將傳給轉(zhuǎn)子軸上，該力用表示，而力的反作用力將作用在轉(zhuǎn)子中心孔上。Ny將作用在轉(zhuǎn)子中心孔上。y與在轉(zhuǎn)子圓盤形成逆轉(zhuǎn)向的打擊力偶。因而額外地消耗了能量，作用在轉(zhuǎn)子軸上的打擊力將傳給軸承，使軸承在工作中受到與打擊次數(shù)相同的連續(xù)沖擊（打擊頻率約為每小時數(shù)萬次），因而顯著地降低零件（軸承等）的使用壽命。為了避免破碎機(jī)工作時產(chǎn)生打擊反作用力，必須使所安裝的錘頭是打擊平衡錘頭。所謂打擊平衡錘頭，就是指錘頭打擊物料后，在其懸掛銷軸上不產(chǎn)生打擊反力。根據(jù)此打擊平衡原理，在設(shè)計和改進(jìn)錘式破碎機(jī)的錘頭時，就必須對所選用錘頭的幾何形狀進(jìn)行打擊平衡計算現(xiàn)以最常用的幾何形狀最

21、簡單的，具有一個銷軸孔的錘頭進(jìn)行打擊平衡計算如圖3-2所示是只有一個銷軸孔的簡單矩形錘頭。圖3打擊反作用力圖1錘頭2銷軸3轉(zhuǎn)盤4主軸圖32頭懸掛銷軸孔的位在計算之前，先假定錘頭的打擊中心在其外棱處，即錘頭以其外棱打擊物料然后通過計算得錘頭最合適的懸掛銷軸孔來滿足打擊中心公式L=JF0/F0C式中L錘頭懸掛中心至打擊中心（錘頭外棱）的距離，cm;JF0錘頭面積0對懸掛中心O的極慣性矩，cm4;F0有銷軸孔錘頭的面積，cn2；錘頭懸掛中心（銷軸孔）至重心的距離，cm.具有銷軸孔錘頭的面積F0為：F0=ab-d2/4式中a錘頭的長度，cm; b錘頭的寬度，cm; d錘頭懸掛銷軸孔直徑，cm.從圖32

22、可知C=a-x(cm)根據(jù)面矩定理，在圖22中以左邊緣為基準(zhǔn)時ab×a/2=(ab-d2/4)(x+c)+ (d2/4)x化簡后可得X=a/2+c(d2/4ab)-1cm由上式 可得(x- )×4abd2-4ab設(shè)FF0-有孔錘頭的面積對其懸掛中的極慣性矩，cm4;JFO無孔錘頭的面積對其懸掛中心O的極慣性矩，cm4; JFS無孔錘頭的面積對其重心s的極慣性矩，cm4; Jd銷軸孔面積對其懸掛中心O的極慣性矩，cm4 ；JFZ 無孔錘頭對其面積F垂直對稱ZZ的軸慣性矩，cm4 ；JFX 無孔錘頭對其面積F的水平對稱軸x-x的軸慣性矩 ,cm4 ；F無孔錘頭的面積，

23、cm2 ；C無孔錘頭的重心S直懸掛中心O的距離,cm。JFs=JFz+JFx(cm4)JFo=JFs+Fe2(cm4)JFo+Jd=JFs+Fe2(cm4)JFo=JFsJd+Fe2=(JFz+FFx)-Jd+Fe2=(Fa2Fa2)Fdr2F(x)2=aba2abb2( /4)d2()2+ab(x)2d432ab312a3b3= a2bxabx2(cm4)(3-3)由上面公式代入式（3-3）中并化簡整理可得到：d416a2bx=式中x銷軸孔的中心與錘頭的左邊緣距離 ，cm；根據(jù)上述計算公式可得錘頭懸掛中的位置，正確地懸掛錘頭。例如，今有a=170mm和b=125mm，銷軸孔的直徑d=30mm

24、簡單矩的錘頭。按式計算如：由上述計算得x=30.5mm，即錘頭的正確位置在錘頭的左緣矩銷軸孔o(hù)的距離為30.5mm處，使其懸掛軸，轉(zhuǎn)子軸及軸承免受打擊。按上述計算方法求得錘頭懸掛中心的位置，在實(shí)際工作中也難免錘頭銷軸不受打擊反作用力的作用，因?yàn)槲覀冊谟嬎阒跏羌俣ㄥN頭以其外棱打擊物料，而實(shí)際上由于給料粒徑的變化，錘頭并非都是以其外棱打擊物料，另外，由于制造和安裝上的誤差，以及錘頭外棱和銷軸孔的磨損，都會改變打擊平衡的條件（l=JFo/FoC），因此，即使要新設(shè)計錘頭或再作改進(jìn)時，都應(yīng)考慮這種情況。 第四章錘式破碎機(jī)的主要工作部件的設(shè)計41 800×800破碎機(jī)軸的設(shè)計411軸的選料；

25、確定許用應(yīng)力由于破碎機(jī)的高速旋轉(zhuǎn)，所有軸承受的載荷較大。故選擇的材料是40Cr,其選擇這種合金鋼的原因是是因?yàn)樗哂休^高的機(jī)械性能，可淬火性也較好，還可以傳遞大功率，減輕軸的重量和提高軸頸耐磨性。40Cr經(jīng)斷打調(diào)質(zhì)，查表可得此材料的部分機(jī)械性能如下：表4-1 40Cr的機(jī)械性能材料牌號熱處理方法毛壞直徑mm硬度/HBS抗拉強(qiáng)度極限B/MPa屈服極限s/mpa彎曲疲勞極限-1/mpa 40Cr調(diào)質(zhì)100241-286750550350412按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸徑根據(jù)表4-2常用材料的t值和C值軸的材料Q235A,20354540Cr,35SiMnt/MPa12-2020-3030-4040-52C1

26、35-160118-135107-11898-107根據(jù)破碎機(jī)電機(jī)的功率P=55,轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速N=960r/min以及表4-2所得C=98107由此式子可得d=(98-107)3mm=92.796.1mm考慮到軸的最小直徑處要安裝聯(lián)軸器，會有鍵槽存在，故將估算直徑加大3%5%，取為93.6897.91,由設(shè)計手冊取標(biāo)準(zhǔn)直徑d=35mm.設(shè)計軸的結(jié)構(gòu)，并繪制結(jié)構(gòu)草圖(1) 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，必須確定軸上零件的裝配順序和固定方式參考圖4-1，確定輪轂從軸的右端裝入，軸的左右兩端裝有軸承座用于固定，軸頭裝有皮帶輪（）確定各軸段的直徑，如圖4-1所示，軸段（外伸端）直徑最小

27、，d1=35mm，考慮到要對安裝軸段上的皮帶輪進(jìn)行定位，而又必然皮帶輪與軸承座之間有所摩擦，幫將軸承座安裝在軸段上，軸段上應(yīng)有軸肩，便于順利地在軸承軸段上安裝軸承，故分別取各軸段的直徑為：軸段；軸段105;軸段110;軸段125;軸段130;軸段135;軸段140;軸段125;軸段110(3)確定各軸的長度根據(jù)800×800破碎機(jī)轉(zhuǎn)子各部件的尺寸，可計算出軸的總長為1615mm，根據(jù)輪轂的寬度可得:L1=760mm其各段尺寸如下圖：42軸承的選擇軸承的功用是支承軸及軸上零件，保持軸的旋轉(zhuǎn)精度，減少轉(zhuǎn)軸與支承之間的摩擦和磨損。由于破碎機(jī)軸承的工作條件是長期性工作，溫度高，所以必須要求一

28、種高度標(biāo)準(zhǔn)化的部件。由于破碎機(jī)工作時軸承所承受的沖擊載荷比較大，故宜選用調(diào)心滾子軸承。查有關(guān)軸承的手冊，根據(jù)d3=80mm選得型號為3622的軸承，根據(jù)破碎機(jī)軸承的當(dāng)量載荷P及徑向額定動載荷值，可確定調(diào)心滾子軸承型為3622的合適。421軸承與軸之間的配合為了解決零件在機(jī)器內(nèi)的相互關(guān)系，保證各個零件按預(yù)定任務(wù)協(xié)調(diào)工作，必須正確選用配合，并能使制造經(jīng)濟(jì)合理。公差等級和基準(zhǔn)確定后，配合的選擇主要是確定非基準(zhǔn)件的基本偏差代號，選用時，應(yīng)首先采用優(yōu)先公差帶及優(yōu)先配合，其次采用公差帶及常用配合，再次采用一般用途公差帶。必要時，可按標(biāo)準(zhǔn)公差和基本偏差組成所需孔、軸公差帶及配合。按照計算法選擇配合，雖然由于

29、把條件理想化和簡單化，結(jié)果不完全符合現(xiàn)實(shí)，但它比較科學(xué)，有指導(dǎo)意義，計算雖較麻煩，但隨著計算機(jī)輔助設(shè)計技術(shù)的發(fā)展，這種方法也將逐步完善，并不斷地擴(kuò)大應(yīng)用范圍。對于特別重要的配合，需要進(jìn)行專門試驗(yàn)，以求獲得最佳工作性能的間隙或過盈，其結(jié)果比較準(zhǔn)確，但所需費(fèi)用比較大且周期較長，故較少采用。生產(chǎn)中最常用的辦法，是參照經(jīng)過實(shí)踐應(yīng)用并取得好效果的典型實(shí)例，通過比分析，按類比法選定配合。具體分析如下：1 使用要求和工作條件對孔、軸配合的使用要求，一般有三種情況：裝配后有相對運(yùn)動的，應(yīng)選用間隙配合，裝配后需傳遞載荷的，應(yīng)選用過盈配合；裝配后有定位精度要求，或需要拆卸的，應(yīng)選用過渡配合或小間隙或小過盈的配合。

30、（1） 對間隙配合，間隙的大小與運(yùn)動速度、運(yùn)動精度、載荷大小及特性，潤滑方式潤滑油粘度、工作溫度、軸承結(jié)構(gòu)及孔、軸材料特性，有關(guān)零件的幾何精度等許多因素有關(guān)。（2） 對過渡配合，主要考慮定位導(dǎo)向的要求及調(diào)整、裝拆的頻繁程度，同時對承受載荷的過渡配合，還要考慮載荷性質(zhì)和大小，以及是否使用輔助緊固件等因素。（3） 對過盈配合，首先要考慮承受載荷的性質(zhì)和大小，結(jié)合件的材料強(qiáng)度，以及裝配方法等。故由設(shè)計手冊基孔制配合的特性表可查得：800×800破碎機(jī)的軸承與軸應(yīng)采用過渡配合（也就是平均間隙接近零的配合）422軸承的安裝及密封破碎機(jī)軸承的安裝因需密封，所以用熱套法，將軸承放入油池中加熱至80

31、100，然后套裝在軸上由于破碎機(jī)的軸承通常都在高速、高溫條件下工作，故采用油潤滑，油潤滑的優(yōu)點(diǎn)是摩擦系數(shù)小，潤滑可靠，且具有冷卻散熱和清洗的作用。缺點(diǎn)是對密封和供油的要求較高，而采用的密封裝置是用擋油盤。因?yàn)閾跤捅P隨軸一起轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速越高密封效果越好，它可防止軸承中的油泄出，又可防止外部油流沖擊或雜質(zhì)侵入。43轉(zhuǎn)子上圓盤的（輪轂）的選材及設(shè)計輪轂的主要是用于裝夾錘柄的，因此所承受的載荷也相對較大。為使錘頭的打擊平衡，輪轂的鍵槽應(yīng)對稱開設(shè)。輪轂連接采用是鍵連接，輪轂連接主要是用來實(shí)現(xiàn)軸和輪轂之間的周向固定并用來傳遞運(yùn)動和轉(zhuǎn)矩，固定方式的選擇主要是根據(jù)零件所傳遞的大小和性質(zhì)、輪轂與軸的對中精度要求，

32、加工的難易程度等因素來進(jìn)行。由于輪轂在安裝后，在用焊條焊接在一起，故屬靜連接，在選用鍵方法，可考慮選一些普通的平鍵。選擇用平鍵連接的主要優(yōu)點(diǎn)：連接結(jié)構(gòu)簡單，裝拆方便，對中較好。431軸與輪轂之間的配合機(jī)械產(chǎn)品由若干個零部件裝配而成，每一個零件都存在尺寸誤差以及各種幾何形狀誤差。各幾何要素之間又存在相互位置誤差，要提高產(chǎn)品的質(zhì)量，就要對尺寸、形狀和位置規(guī)定恰當(dāng)?shù)墓睢Ｔ谠O(shè)計軸的時候查設(shè)計手冊以及破碎機(jī)輪轂的裝配方法（輪轂的裝配方法采用冷裝法）由以上可知在設(shè)計時可考慮輪轂孔的公差范圍在-0.05之間，軸的公差范圍在-0.150.10之間由此可知：孔和軸的基本尺寸：135mm d=135mm(以下m

33、m省略)孔的上下偏差：s=0 Ei=-0.05軸的上下偏差：es=-0.10 ei=-0.15孔、軸的標(biāo)準(zhǔn)公差：D=0.05 Td=0.05孔的極限尺寸：max=134.9 dmin=134.95軸的極限尺寸：max=134.90Dmin=134.85最大間隙：max=s-ei=0.15最小間隙：min= Ei- es=0.05故輪轂與軸采用間隙配合432輪轂的選材由于輪轂在破碎機(jī)中是較重要的結(jié)構(gòu)鋼零件，故采用的材料的要求也相對較高，查書材料力學(xué)可發(fā)現(xiàn)ZG45鋼較合適輪轂選材的標(biāo)準(zhǔn)。因?yàn)閆G45這種鑄造碳鋼的S、P含量較低，非金屬夾雜物也較少，不容易損壞。對軸的保護(hù)起著相當(dāng)大的作用。44錘柄、

34、楔鐵、錘頭的選材441錘柄的選材及設(shè)計錘柄在選材方面主要考慮它的韌性的好壞，在材料力學(xué)中，碳素結(jié)構(gòu)鋼的韌性相對不錯，而且價格便宜，根據(jù)優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼的力學(xué)性能和用途可知Q235級（s0.035%;Wp0.035%）質(zhì)量等級最高，達(dá)到了碳素結(jié)構(gòu)鋼的優(yōu)質(zhì)級。故復(fù)合錘柄的選材。 錘柄在破碎機(jī)中同樣承受著相當(dāng)大的載荷，相對而言，若我們采用鋼來制造錘柄，鋼的韌性就不是很好，當(dāng)機(jī)器長時間工作時，很容易斷裂，將造成非常嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，對于材料235的技術(shù)要求主要有：1.材料經(jīng)斷打后，去應(yīng)力退火。2去毛刺錘柄在設(shè)計方面主要考慮以下因素；1.增加錘柄的安全系數(shù)，故我在設(shè)計時將裝夾在輪轂的那一端錘柄設(shè)計了一個凸臺

35、，這樣就可以增加錘柄安裝時的安全系數(shù)了。2.防止錘柄的松動，造成轉(zhuǎn)子動能減弱。故在設(shè)計時，將錘柄的孔里攻上螺紋。3.消除錘頭螺桿所承受的剪切力，增加錘頭安裝的可靠性。442楔鐵的作用楔鐵的設(shè)計非常簡單，楔鐵的作用是用于密封轉(zhuǎn)子運(yùn)轉(zhuǎn)而產(chǎn)生負(fù)壓。在選材方面與錘柄的選材要求一樣。碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號、化學(xué)成分、力學(xué)性能及應(yīng)用牌號質(zhì)量等級化學(xué)成份Me×100s/MPa(不小于)b/MPa5×100(不小于)nSiSP鋼材厚度（直徑）/mm鋼材厚度（直徑）/mm不大于16>16-40>40-60>60-10016>16-40>40-60>60-1002

36、350.300.0500.045235225215205375-460262524230.0450.180.0400.0400.1700.0350.035443錘頭的選材及設(shè)計對于要求熱處理變形小的大型冷作模具應(yīng)采用高碳高鉻模具鋼（r28）. r28型鋼中主要的碳化物是（r、Fe）>C3,這些碳化物在高溫加熱淬火時大量溶于奧氏體,增加鋼的淬透性, r28型鋼缺點(diǎn)是碳化物多而且分布不均勻,殘余奧氏體含量也高,強(qiáng)度、韌性大為降低。在r28鋼基礎(chǔ)上加入鉬，除了可以進(jìn)一步提高鋼的回火穩(wěn)定性，增加淬火性外，還能細(xì)化晶粒，改善韌性。 含有鉬的高碳高鉻鋼在500左右回火后產(chǎn)生二次硬化，因此具有高的硬度

37、和耐磨性。 經(jīng)查五金手冊書可得r28M0經(jīng)熱處理，硬度HRC63-65，目前，國內(nèi)外都采用高鉻鑄鐵、高錳鉻鑄鋼和鉻鉬鑄鋼等新型耐磨材料，來代替高錳鋼制作的破碎機(jī)的易損零部件，如使用馬氏體高鉻鑄鐵（成分為鉻12%-22%，鉬為1.5%-3%,碳2.4%-3.6%）制成錘式破碎機(jī)的錘頭，它比高錳鋼錘頭的使用壽命提高2-3倍。而當(dāng)錘頭使用此材料，壽命是明顯提高，仙于它的工作時間長，承受的載荷非常大，主要就是錘頭在打擊產(chǎn)品的，所以壽命也只是在7個工作日左右，但在設(shè)計時就可以考慮它的打擊面不只是一面?？梢允嵌嗝?，這樣即可以降低成本，同時增大產(chǎn)量，而前面也介紹了800×800的破碎機(jī)的錘頭設(shè)計的

38、都是單孔的，這樣不但方便計算，而且也方便拆卸，以便更換錘頭。所謂多面就是將正方形的錘頭設(shè)計成四面，現(xiàn)破碎機(jī)械中將這種錘頭叫四面錘頭。當(dāng)錘頭的一面因常時間工作而損壞后，工地的工人可以自行將其拆開，然后將錘頭換置另一面方可繼續(xù)工作，這樣可使錘頭的壽命比原來又增加了3-4倍。無其它異狀，估計可使用1個月左右。這樣來設(shè)計錘頭相對于其它廠家設(shè)計的錘頭，不但方便工人安裝，而且節(jié)約成本，大大的增加了產(chǎn)量。這在破碎機(jī)械中是非常需要的。45銷軸的選材及設(shè)計銷軸俗稱錘頭螺桿，它主要是起連接作用的。451銷軸的選材一般條件下工作的螺紋連接件的常用材料為低碳鋼和中碳鋼，如Q215、Q235、15、35的45鋼等；受沖

39、擊、振動和變載荷作用的螺紋連接件可采用合金鋼，如15Cr、40Cr、30CrMnSi和15CrVB等；有防腐、防磁、導(dǎo)電、耐高溫等特殊要求時采用1Cr13、2Cr13、CrNi2、1Cr18Ni9Ti和黃銅H62、H62防磁、HPb62、HPb62防磁及鋁合金2B11（原LY8）、2A10（原LY10）等。螺紋連接件常用材料的力學(xué)性能見表：螺紋連接常用材料的力學(xué)性能鋼號Q215(A2)Q235(A3)354540Cr強(qiáng)度極限s335-410375-460530600980屈服極限b(d<16-100mm）185-215205-235315355785螺紋連接的許用應(yīng)力螺栓連接的許用應(yīng)力和

40、安全系數(shù)連接情況受載情況許用應(yīng)力和安全系數(shù)S松連接軸向靜載荷= s/S。S=1.2-1.7(未淬火鋼取小值)緊連接軸向靜載荷橫向靜載荷= 不控制預(yù)緊力時，S查表7.9鉸制孔用螺栓連接橫向靜載荷t= s/2.5。被連接件為鋼時，p= s/1.25;被連接件為鑄鐵時，p= B/2-2.5橫向靜載荷t= s/3.5-5p按靜載荷的p值降低20%-30%計算緊螺栓連接的安全系數(shù)s材料靜載荷動載荷碳素鋼合金鋼M6M16M16M30M30M60M6M16M16M3043543242.521.32.5106.57.556.55 銷軸受力不大，但要求高硬度，由材料力學(xué)書可查得碳素結(jié)構(gòu)鋼較合適。但考慮到破碎機(jī)的

41、沖擊比較大，可選用一些優(yōu)質(zhì)的碳素結(jié)構(gòu)鋼。由表1表2可得40Cr這種材料復(fù)合銷軸的選材。故此材料的優(yōu)點(diǎn)：塑性好，強(qiáng)度高，相對而言，假設(shè)我們選擇的是45鋼，在實(shí)際工作中，由于轉(zhuǎn)子的高速旋轉(zhuǎn)，很容易導(dǎo)致銷軸的斷裂，這樣，可想而知，會造成多大的損失。452銷軸預(yù)緊力的計算銷軸的設(shè)計主要考慮的問題是銷軸螺紋的預(yù)緊力。一般螺紋連接在裝配時都必須擰緊，以增強(qiáng)連接的可靠性，緊密性和防松能力。連接件在承受工作載荷之前就預(yù)加上的作用力稱為預(yù)緊力。如果預(yù)緊力過小，則會使連接不可靠，如果預(yù)緊力過大，又會導(dǎo)致連接過載甚至拉斷的后果。對于一般的連接，可憑經(jīng)驗(yàn)來控制預(yù)緊力F0的大小，但對重要的連接就要嚴(yán)格控制預(yù)緊力。預(yù)緊時

42、，扳手力矩T是用于克服螺紋副的摩擦阻力矩T1和螺母與被連接件支承面間的摩擦阻力矩T2，如圖4-2所示擰緊時扳手力矩為T=T1+T2= F0tan(+v)d2+1/3fc f0(D13-d03/ D12- d02)=K F0d（4-3）式中F0為預(yù)緊力，單位為N;d為螺紋的公稱直徑，單位為mm；K為擰緊力矩系數(shù)，見4-3，為螺紋升角；v為當(dāng)量摩擦角。fc為螺母與被連接件支承面間的摩擦系數(shù)。由上式可知，預(yù)緊力F0的大小取決于擰緊力矩T。預(yù)緊力的大小可根據(jù)螺栓的受力情況和連接的工作要求決定，一般規(guī)定擰緊力后預(yù)緊力不超過螺紋連接件屈服極限s的80%擰緊力矩系數(shù)K摩擦表面狀態(tài)精加工表面一般加工表面表面氧

43、化鍍鋅干燥粗加工表面K值有潤滑0.100.130.150.200.18_無潤滑0.120.180.210.240.220.260.30453銷軸螺紋連接的防松連接中常用的單線普通螺紋和管螺紋都能滿足自鎖條件，在靜載荷或沖擊振動不大，溫度變化不大時不會自行松脫。但在沖擊、振動或變載荷的作用下，或當(dāng)溫度變化較大時，螺紋連接會產(chǎn)生自動松脫現(xiàn)象，因此，設(shè)計螺紋連接必須考慮防松的問題。螺紋連接防松的根本問題在于要防止螺旋副的相對轉(zhuǎn)動。我所設(shè)計的這臺破碎機(jī)所用的防松方法是利用附加摩擦力防松。使用彈簧墊圈，彈簧墊圈材料為彈簧鋼，裝配后墊圈被壓平，其反彈力能使螺紋間保持壓緊力和摩擦力。454銷軸表面的粗糙度表面粗糙度對機(jī)械零件使用性能及其壽命影響較大，尤其對在高溫、高速和高壓件下工作的機(jī)械零件影響更大。在設(shè)計破碎機(jī)時錘頭與銷軸之間我才用的是間隙配合。對于間隙配合，相對運(yùn)動的表面因粗糙不平而迅速磨損，致使間隙增大，對于過盈配合，表面輪廓頂在裝配時易被擠壓，實(shí)際有效過盈減少，致使連接強(qiáng)