圓錐破碎機(jī)畢業(yè)設(shè)計(jì)

河南理工大學(xué)2012級本科畢業(yè)生設(shè)計(jì)畢業(yè)論文圓錐破碎機(jī)設(shè)計(jì)Designofconecrusher姓名：學(xué)號：專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動化學(xué)院：機(jī)械與動力工程學(xué)院指導(dǎo)老師：摘要隨著社會的進(jìn)步，經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，工業(yè)等其它行業(yè)所需的原材料不斷增加，需要破碎的原材料的量也日益增加。破碎后的絕大多數(shù)的原礦還不能成為工業(yè)所需的爐料，破碎后的礦石還需要經(jīng)過選礦處理后方能成為爐料。作為選礦龍頭的破磨作業(yè)，其是能量、鋼材等原材料消耗最多的大戶。因此，節(jié)能、降耗成為破磨設(shè)備研究需要達(dá)成的最終目的，“多碎少磨”更是節(jié)能、降耗的研磨設(shè)備重要檢測指標(biāo)，其關(guān)鍵問題是降低破碎產(chǎn)品的最終粒度。作為研磨設(shè)備中的一種破碎機(jī)械，圓錐破碎機(jī)不僅生產(chǎn)效率高，而且能生產(chǎn)粒度小而均勻的物料，可以能實(shí)現(xiàn)礦巖從350mm破碎到10mm以下的不同級別顆粒的生產(chǎn)，從而滿足入磨粒度的需要，因此圓錐破碎機(jī)成為金屬礦山選礦廠的主要破碎設(shè)備。本文先分析了圓錐破碎機(jī)的工作原理，繼而對圓錐破碎機(jī)進(jìn)行整體的設(shè)計(jì)與計(jì)算。結(jié)合圓錐破碎機(jī)的功能和類型，計(jì)算了生產(chǎn)效率和動錐擺動次數(shù)，通過破碎機(jī)的安裝效率來確定電動機(jī)類型，進(jìn)而確定傳動比和傳動部分設(shè)計(jì)與計(jì)算。對帶輪和鍵進(jìn)行擠壓應(yīng)力校核，對齒輪、軸承和軸進(jìn)行受力分析和彎曲強(qiáng)度校核，對彈簧進(jìn)行工作載荷校核，利用計(jì)算機(jī)軟件繪制圓錐破碎機(jī)。圓錐破碎機(jī)的下動錐體與偏心套接觸的地方設(shè)計(jì)成了滾子接觸，減少了摩擦力，增加機(jī)器的使用壽命；通過對偏心套筒的最厚邊和最薄邊的差值來調(diào)節(jié)破碎后物料的大?。浑妱訖C(jī)和主軸之間通過皮帶傳動，緩和了載荷沖擊等。參考大量的文獻(xiàn)，經(jīng)歷過大量的計(jì)算，最終設(shè)計(jì)出圓錐破碎機(jī)。設(shè)計(jì)的方式主要是根據(jù)已知條件對零件初步選擇，然后進(jìn)行受力分析和校核確定零件基本尺寸。關(guān)鍵字：圓錐破碎機(jī)；破碎；礦石；粒度；強(qiáng)度校核；計(jì)算AbstractWiththeprogressofthesociety,theeconomyisdevelopingrapidly,therawmaterialsneededbyindustryandotherindustriesareincreasing,andtheamountofrawmaterialsneedtobebroken.Afterthecrushingofthevastmajorityoftheorehasnotbeenabletobecomethefurnacecharge,aftercrushingoforealsoneedafterdressingtreatmentbeforeitcanbecomethefurnacecharge.Asthegrindingheadofthegrindingoperation,whichisenergy,steelandotherrawmaterialsconsumptionofthelargest.Therefore,savingenergyandreducingconsumption,acrushingandgrindingequipmentresearchneedtoreachtheultimategoal,"morecrushingandlessgrinding"isenergy-savingandconsumptionofgrindingequipmentanimportantindicator,thekeyproblemisreducingthecrushedproductonthefinalgrainsize.Asgrindingequipmentofacrusher,conecrushernotonlyproductionefficiencyishigh,andthematerialparticlesizeissmallanduniform,canachievetherocksandmineralsfrom350mmbrokenbelow10mmdifferentlevelsofparticles,soastomeetneedsofthemillfeedsize.Soconecrusherhasbecomethemaincrushingequipmentofmetalmineconcentrator.Firstly，Thispaperanalysestheworkingprincipleoftheconecrusher,andthenthedesignandcalculationoftheconecrusher.Accordingtothefunctionandtypeoftheconecrusher,calculatedtheproductionefficiencyandthenumberofdynamicconeswing，andthemotortypewasdeterminedbytheinstallationefficiencyofthecrusher,andthedesignandcalculationofthetransmissionratioandtransmissionpartsweredetermined.Checkthestressofthebeltwheelandkey，stressanalysisandbendingstrengthcheckofgear,bearingandshaft，checktheworkingloadofthespring，usingcomputersoftwaretodrawconecrusher.Thecontactofthelowerdynamicconeandtheeccentricsleeveoftheconecrusherdesignedtherollercontact，reducesthefrictionforce,andincreasestheservicelifeofthemachine.Materialsaftercrushingsizeisadjustedthroughtheeccentricsleeveofthewebbingandthethinedgedifference;betweenthemotorandthemainshaftthroughthetransmissionbelt,easingtheimpactload.Referencetoalargenumberofliterature,hasexperiencedalotofcalculations,thefinaldesignoftheconecrusher.Thedesignismainlybasedontheknownconditionsofthepreliminaryselectionofparts,andthencarryouttheanalysisandchecktodeterminethebasicdimensionsoftheparts.Keywords:Conecrusher;crushing;ore;particlesize；strengthcheck；calculation目錄1.緒論 .緒論1.1引言隨著社會的進(jìn)步，經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，工業(yè)等其它行業(yè)所需的原材料不斷增加，需要破碎的量也日益增加,礦石原材料的總量日趨貧化。二十世紀(jì)九十年代以來，全世界每年需要研磨的物料量高達(dá)100億t以上。就我國而言，脆性物料年產(chǎn)量已經(jīng)達(dá)到15億t，其中16%是鐵礦石，6.7%為有色金屬礦石，15.3%是非金屬礦物，2%是化工礦物，26.7%是水泥，多達(dá)31.3%為建材所用的石灰石。而這些破碎后的絕大多數(shù)的原礦還不能成為工業(yè)所需的爐料，破碎后的礦石只有在經(jīng)過選礦處理后方能成為爐料。而作為選礦龍頭的破磨作業(yè)，其是能量、鋼材等原材料消耗最多的大戶。因此，節(jié)能、降耗成為破磨設(shè)備研究需要達(dá)成的最終目的，“多碎少磨”更是節(jié)能、降耗的研磨設(shè)備重要檢測指標(biāo)，其關(guān)鍵問題是降低破碎產(chǎn)品的最終粒度。作為研磨設(shè)備中的一種破碎機(jī)械，圓錐破碎機(jī)不僅生產(chǎn)效率高，而且能生產(chǎn)粒度小而均勻的物料，可以能實(shí)現(xiàn)礦巖從350mm破碎到10mm以下的不同級別顆粒的生產(chǎn)，從而滿足入磨粒度的需要，故圓錐破碎機(jī)成為研磨設(shè)備中主要機(jī)械之一。隨著社會的進(jìn)步和發(fā)展，科學(xué)技術(shù)不斷創(chuàng)新和科學(xué)技術(shù)水平不斷被提高，圓錐破碎機(jī)在原先的基礎(chǔ)上也進(jìn)一步發(fā)展，在保持基本工作原理不變的情況下，對圓錐破碎機(jī)的結(jié)構(gòu)，零件的材料，零件制造的工藝等進(jìn)一步改善，逐步向著高效，節(jié)能、減排、降耗與自動化方向發(fā)展。1.2圓錐破碎機(jī)國內(nèi)外研究狀況當(dāng)前礦山機(jī)械在朝著經(jīng)濟(jì)型和節(jié)能降耗性的方向發(fā)展，如何能夠使自己的產(chǎn)品燃油經(jīng)濟(jì)性和節(jié)能降耗性盡可能提高是每個(gè)礦山機(jī)械廠家都在做的事情，當(dāng)然這是一個(gè)廣泛的概念，破碎機(jī)的每一個(gè)部件都在發(fā)生著變化，圓錐破碎機(jī)也不例外，尤其是那些對功能有較高要求的破碎機(jī)。1.2.1圓錐破碎機(jī)國外研究狀況圓錐破碎機(jī)誕生于20世紀(jì)初葉。由于最初的彈簧式圓錐破碎機(jī)是由美國密爾沃基城西蒙斯兄弟二人研制成功的，故稱其為西蒙斯圓錐破碎機(jī)。其結(jié)構(gòu)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，震動大，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(hù)用彈簧組，可靠性差。多年來，雖然不斷改進(jìn)，結(jié)果日趨完善，但工作原理和基本構(gòu)造變化不大。20世紀(jì)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(jī)，是在旋回式破碎機(jī)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的圓錐破碎機(jī)。該機(jī)采用液壓技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了液壓調(diào)整排礦口和過載保護(hù)，簡化了破碎機(jī)結(jié)構(gòu)，減輕了重量，提高了使用性能。20世紀(jì)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、周邊單缸液壓破碎機(jī)。20世紀(jì)70-80年代，美國Allis

Chalmers公司在底部單缸液壓圓錐級的基礎(chǔ)上推出高能液壓圓錐機(jī)：Nordberg公司推出旋盤式圓錐破碎機(jī)，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(jī)。該機(jī)加大了功率，強(qiáng)化了彈簧并采用合金鋼機(jī)架，但增加了成本。為此，該公司又推出Omni型圓錐破碎機(jī)。Babbitless公司推出BSUF型超細(xì)圓錐破碎機(jī)，它采用滾動軸承代替偏心套，由電動機(jī)、皮帶傳動動擺，頂部采用單缸液壓缸裝置來調(diào)整排礦口和實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)，給料粒度-10mm，產(chǎn)品粒度-6.3mm站80%。20世紀(jì)90年代以來，美國Nordberg公司推出新一代HP系列圓錐破碎機(jī)；瑞典Sbedala公司推出新的H系列圓錐破碎機(jī)：俄羅斯烏拉爾機(jī)械研所和米哈諾貝爾研究設(shè)計(jì)院開發(fā)出新型短發(fā)圓錐破碎機(jī)。1.2.2圓錐破碎機(jī)國內(nèi)研究狀況1953年，在借鑒前蘇聯(lián)的2100型和1650型彈兩種簧式圓錐破碎機(jī)的工作原理及其結(jié)構(gòu)，我國自主設(shè)計(jì)并生產(chǎn)了第一臺1200型的彈簧式圓錐破碎機(jī)；幾年的摸索，我國在1958年設(shè)計(jì)并投入生產(chǎn)了大型2200型彈簧式圓錐破碎機(jī)。上個(gè)世紀(jì)七十年代，在底部單缸和多缸液壓圓錐破碎機(jī)領(lǐng)域上有所突破，相繼研制了成功。經(jīng)過幾年的反復(fù)研究實(shí)踐，成功研制了中心液壓缸圓錐破碎機(jī)。之后經(jīng)過多年的反復(fù)研制與實(shí)踐，解決了舊系列彈簧圓錐破碎機(jī)彈簧壓力的不足、零部件強(qiáng)度低以及結(jié)構(gòu)上的某些缺陷，成功生產(chǎn)了600mm、900mm和1200mm等不同直徑的新系列彈簧圓錐破碎機(jī)；在底部單缸液壓圓錐破碎機(jī)系列上，添加了直徑900mm、1200mm、1650mm、2200mm四種不同規(guī)格的十二種腔形；又成功研制出兩種直徑為1200和2200規(guī)格四種腔形的多缸液壓圓錐破碎機(jī)。當(dāng)時(shí)，我國已經(jīng)能自主生產(chǎn)具有系列化、規(guī)格化和標(biāo)準(zhǔn)化程度的圓錐破碎機(jī)，生產(chǎn)的圓錐破碎機(jī)高效，低能耗，大的破碎比和產(chǎn)品質(zhì)量高等，受到國外廣泛的認(rèn)可。不過，由于我國圓錐破碎機(jī)研制起步晚，掌握的核心技術(shù)少，生產(chǎn)的破碎機(jī)落后于國外先進(jìn)的破碎機(jī)，需要積極引進(jìn)外國先進(jìn)的技術(shù)，不斷創(chuàng)新，努力追上世界先進(jìn)的水平。1.3圓錐破碎機(jī)的特點(diǎn)與技術(shù)優(yōu)勢1.3.1、破碎比大、生產(chǎn)效率高圓錐破碎機(jī)利用高轉(zhuǎn)速與沖程相結(jié)合這個(gè)特點(diǎn)，使圓錐破碎機(jī)的額定功率和顆粒通過能力大大提升，提高了破碎比和生產(chǎn)效率。圓錐破碎機(jī)將破碎沖程、破碎速度以及破碎腔形狀三者完美組合設(shè)計(jì)，相對于老式彈簧圓錐破的產(chǎn)量提高了百分三十五至百分六十。1.3.2、易損件消耗少、運(yùn)行成本低圓錐破碎機(jī)采用目前先進(jìn)的破碎原理及技術(shù)參數(shù)，可靠的運(yùn)轉(zhuǎn)運(yùn)動，較低的運(yùn)行成本；圓錐破碎機(jī)采用擁有耐磨保護(hù)的零部件，將維修費(fèi)用降低到最低限度，一般使用壽命可提高30%以上。1.3.3、破碎的選擇，良好的顆粒幾何形狀相對與傳統(tǒng)的單顆粒破碎原理，為了實(shí)現(xiàn)對物料進(jìn)行選擇性破碎，當(dāng)今的圓錐破碎機(jī)采用特殊破碎腔和與之相對應(yīng)的轉(zhuǎn)速，對物料進(jìn)行顆粒層擠壓破碎，大大的提高了產(chǎn)品粒形質(zhì)量，很大程度上降低對針葉片物料的浪費(fèi)。1.4本章小結(jié)本章主要闡述了圓錐破碎機(jī)的研究背景以及發(fā)展現(xiàn)狀，并且介紹了圓錐破碎機(jī)的特點(diǎn)以及技術(shù)優(yōu)勢，最后參考收集了有關(guān)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)所需的數(shù)據(jù)資料等，為畢業(yè)設(shè)計(jì)的順利完成提供了可靠的依據(jù)。2圓錐破碎機(jī)的設(shè)計(jì)方案2.1圓錐破碎機(jī)的類型與工作原理2.1.1圓錐破碎機(jī)的類型根據(jù)圓錐破碎機(jī)破碎腔的不同，可分為：標(biāo)準(zhǔn)型（中碎用）中間型（中、細(xì)碎）和短頭型（細(xì)碎用）三種型式，其中以標(biāo)準(zhǔn)型和短頭型應(yīng)用最廣。如下圖2.1所示圖2.1

圓錐破碎機(jī)破碎腔的形狀a--標(biāo)準(zhǔn)型

b--中間型

c--短頭型對于我國研制的中細(xì)破碎的圓錐破碎機(jī)，一般采用漢字、拼音、字母和動錐的底部直徑來表示圓錐破碎機(jī)的型號，如PYB2200、PYZ2200和PYD2200，其中P—破碎機(jī)、Y—圓錐、B—標(biāo)準(zhǔn)型、Z—中間型、D—短頭型、2200—動錐底部直徑（毫米）。根據(jù)圓錐破碎機(jī)傳動方式的不同，可以分為：電動機(jī)的動力通過傳動軸、大小圓錐齒輪帶動動錐運(yùn)動；采用雙電動機(jī)驅(qū)動動錐運(yùn)動（啟動的時(shí)候，兩臺電動機(jī)同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)，正常工作時(shí)啟動一臺電動機(jī)）；電動機(jī)通過液壓偶合器驅(qū)動；采用帶輪傳動，把帶輪直接安裝在偏心軸套的下方。前幾年，國外甚至還將電動機(jī)直接安裝在偏向軸套上，直接帶動偏心軸套轉(zhuǎn)動，目前我國的圓錐破碎機(jī)主要是用聯(lián)軸器連接電動機(jī)與輸入軸。2.1.2圓錐破碎機(jī)工作原理圓錐破碎機(jī)的工作原理如圖2-2所示：電動機(jī)1的動力經(jīng)傳動軸2傳遞給小錐齒輪，帶動小錐齒輪3，通過兩齒輪的嚙合，小錐齒輪3帶動大錐齒輪3轉(zhuǎn)動。通過鍵與大錐齒輪連接的偏心軸套4通過鍵傳遞隨著大錐齒輪3旋轉(zhuǎn)。自由插在偏心軸套4的錐形孔里的主軸5隨著偏心軸套4旋轉(zhuǎn)。帶動固定安裝在主軸5上的動錐的中心線OO1繞圓錐破碎機(jī)的中心線OO2作旋回運(yùn)動。兩中心線的夾角γ為進(jìn)動角（在工作過程它是不變的定值）。同時(shí)，動錐7作以自身軸線O圖2-2圓錐破碎機(jī)簡圖1電動機(jī)2傳動軸3圓錐齒輪4偏心軸套5主軸6球面軸承7動錐8定錐2.2圓錐破碎機(jī)各部分機(jī)構(gòu)及其作用如圖2-3所示為標(biāo)準(zhǔn)型圓錐破碎機(jī)機(jī)構(gòu)。組成圓錐破碎機(jī)的主要幾個(gè)部分是：機(jī)架、傳動、偏心軸套、球面軸承、動錐、調(diào)整環(huán)六大部分。機(jī)架是整個(gè)破碎機(jī)的主體，所有部分都裝在機(jī)架上，它被四個(gè)地腳螺栓固定在基礎(chǔ)上。機(jī)架中心套筒5和傳動軸套筒34，與機(jī)架10之間靠肋板相連接，機(jī)架中心套筒5里壓入直襯套4.直襯套4用青銅材料制作，也可以用尼龍或者巴氏合金材料制作。為了防止直襯套上竄，在直襯套上口開兩個(gè)缺口，裝一壓板將它壓住。傳動軸部分安裝在機(jī)架傳動軸套筒34里，它的前端小錐體齒輪35和偏心軸套3上的大錐體齒輪6相嚙合。其另一端借聯(lián)軸器與電動機(jī)相連接。以前，為了防止傳動軸軸向竄動使用兩個(gè)緊定螺釘將擋油圈固定在軸上的，由于它不是很靠譜，現(xiàn)在已改用兩個(gè)錐套代替軸承，使用效果良好。圓錐破碎機(jī)傳動軸軸承，有滾動軸承也有滑動軸承。采用滾動軸承的破碎機(jī)，有時(shí)由于滾動軸承承受很大的沖擊力而遭損壞，所以必須采用較好的軸承。當(dāng)軸承制造質(zhì)量、裝配與輪滑都很好時(shí)，滑動軸承工作效果很好，壽命也較長，又便于維修。偏心軸套部分是由鑄鐵的偏心軸套3、大錐齒輪6和錐襯套37組成。錐襯套原來用青銅或用巴比合金制作，現(xiàn)在用尼龍錐襯套的。錐襯套壓裝在偏心軸套的錐形孔里并在其上部缺口處鑄鋅加固，或者采用環(huán)氧樹脂加固。大錐齒輪與偏心軸套之間是用鍵過盈配合。為了平衡動錐30的慣性力和使偏心軸套與直襯套沿全長接觸，大錐齒輪齒輪頂部裝有平衡重7。偏心軸套被支承在四片止推盤2和機(jī)架下蓋1上，最下面一片銅盤沿圓周方向有三個(gè)爪卡在端蓋1的槽中，所以它是不轉(zhuǎn)動的；最上面一片鋼的止推盤用銷子與偏心軸套相聯(lián)，能隨偏心軸套轉(zhuǎn)動，而中間兩片止推盤自由的放在上下兩盤中間。這兩片中，上面一片是銅的，呈平盤狀，下面一片是鋼的，表面有徑向潤滑油溝。原來上面一片銅板由于沒有徑向限位，在運(yùn)轉(zhuǎn)中，沿外圈碰損很嚴(yán)重，壽命很短。球面軸承部分有球面軸承座11和球面軸承（球面瓦）12組成。球面瓦用銷子固定在球面軸承座上，其上有回油孔而球面軸承座外圈有檔油環(huán)13，防止從軸面瓦外緣擠出的油進(jìn)入防塵水中。球面軸承座上有一圈環(huán)形溝槽32是為裝防塵水用的。球面軸承座的下部止口與機(jī)器上的環(huán)形加工面相配合。兩者之間用方銷8固定。球面軸承原來也是用青銅材料制作的?，F(xiàn)在也有采用尼龍球面軸承的。隨著對尼龍軸承的不斷地試驗(yàn)改進(jìn)，此種軸承將會越來越多地被采用。動錐部分由動錐體和主軸38組成，用熱壓配合裝配在一起。動錐的外表面裝有錳鋼襯板14。為了使它們之間緊密貼合，中間鑄以鋅。上部用鎖緊螺帽19鎖緊。在鎖緊螺帽的頂部裝有分礦盤21。為了防止破碎機(jī)工作時(shí)鎖緊螺帽退扣，裝有制動齒板20。制動齒板的外齒卡在鎖緊螺帽的內(nèi)齒中，而制動齒板下面的方形鍵卡在主軸頭部的缺口內(nèi)，以防止主軸與鎖緊螺帽的相對運(yùn)動。礦石從給礦漏斗22落到分礦盤上，隨分礦盤不斷的幌動，礦石便被均勻地分配到破碎腔里。破碎后的礦石，從兩錐體下部落地運(yùn)輸帶上。調(diào)整環(huán)部分也是一個(gè)動錐體，其外圓錐表面有鋸齒形螺紋，而內(nèi)部錐體上有七個(gè)缺口，定錐襯板25上面相應(yīng)地有八個(gè)耳環(huán)26。用“U”形螺栓24穿過缺口鉤在耳環(huán)上，將定錐襯板固定在調(diào)整環(huán)28上。調(diào)整環(huán)與固定環(huán)17靠鋸齒形螺紋聯(lián)接；借旋轉(zhuǎn)調(diào)整環(huán)使定錐上升或下降，從而改變破碎機(jī)排礦口大小。因調(diào)整環(huán)是右螺紋，所以向右旋轉(zhuǎn)調(diào)整環(huán)排礦口便減小；向左旋轉(zhuǎn)調(diào)整環(huán)，則排礦口增大。為了防止調(diào)整環(huán)自動退扣，用弧形齒板18鎖緊。為了保護(hù)螺紋和使調(diào)整環(huán)容易轉(zhuǎn)動以及不讓灰塵浸入，在固定環(huán)17的徑向方向上有加注黃油的孔27和在其下端裝設(shè)有毛氈密封16。固定環(huán)（也叫支撐環(huán)）的錐面與機(jī)架上部的錐面相配合，固定環(huán)沿圓周方向有16組彈簧15，每組有10支，每組用5根螺栓將彈簧壓在兩托盤之間，靠彈簧的張力把固定環(huán)壓在機(jī)架上。這樣，當(dāng)不能破碎的物料落入破碎腔時(shí)能起保險(xiǎn)作用。破碎機(jī)的傳動軸承、止推盤、錐襯套和主軸、直襯套與偏心軸套以及球面軸承的表面是相對運(yùn)動的摩擦表面。為了保證破碎機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，各摩擦表面必須要很好的進(jìn)行潤滑與防塵。防塵裝置：中細(xì)碎圓錐破碎機(jī)比粗碎圓錐破碎機(jī)產(chǎn)生灰塵更加嚴(yán)重，因此要求它有完善的防塵裝置。目前彈簧式中細(xì)碎圓錐破碎機(jī)都是用水封防塵裝置。在球面軸承座上有盛水的環(huán)形溝槽15，而在動錐上焊有截錐形的領(lǐng)緣34，其下端插入溝槽15的水中，領(lǐng)緣把灰塵擋住，使它落入水槽中，不讓灰塵進(jìn)入破碎機(jī)內(nèi)部。防塵水從進(jìn)入水管口35進(jìn)入溝槽，充滿后從排水管口36流走，同時(shí)把落入水中的灰塵帶走。破碎機(jī)的潤滑：破碎機(jī)各摩擦表面都是采用稀油循環(huán)潤滑。油從中心套筒的端蓋上的進(jìn)油孔37進(jìn)入偏心軸套的止推盤中，由于止推盤上有放射狀的油溝，油流過中心孔時(shí)也同時(shí)進(jìn)入各溝槽潤滑止推盤；油經(jīng)止推盤中心孔沿偏心軸套內(nèi)外表面和主軸上的中心孔上升，同時(shí)也潤滑各摩擦表面，最后潤滑球面軸承和傘齒輪，從傘齒輪上甩下的油順排油孔38排出。軸承是采用單獨(dú)的油路給油和排油進(jìn)行循環(huán)潤滑。破碎機(jī)的保險(xiǎn)裝置：它是裝在機(jī)架一圈的16組彈簧。當(dāng)不能破碎的物料進(jìn)入破碎機(jī)時(shí)，定錐與固定環(huán)向上抬起，并壓縮彈簧，增大動錐與定錐表面間的距離，使不能破碎的物料經(jīng)排礦口排出，從而保護(hù)破碎機(jī)不受損壞。之后固定環(huán)和調(diào)整環(huán)借彈簧的張力恢復(fù)原位。這樣，能在一定程度上保證破碎機(jī)的安全。圖2.32100標(biāo)準(zhǔn)型圓錐破碎機(jī)示意圖1—機(jī)架下蓋；2—止推盤；3—偏心軸套；4—直襯套；5—機(jī)架中心套筒；6—大錐齒輪；7—平衡重；8—方銷；9—進(jìn)水管口；10—機(jī)架；11—球面軸承座；12—球面軸承；13—擋油環(huán)14—襯板；15—彈簧；16—毛氈密封；17—固定環(huán)（支承環(huán)）；18—弧形齒板；19—鎖緊螺帽；20—制動齒板；21—分礦盤；22—漏斗；23—支承罩；24—“U”型螺栓；25—定錐襯板；26—耳環(huán)；27—注黃油孔；28—調(diào)整環(huán)；29—螺栓；30—動錐；31—領(lǐng)緣；32—環(huán)形油槽；33—排水管口；34—傳動軸套筒；35—小錐齒輪；36—排油口；37—錐襯套；38—主軸；39—進(jìn)油口2.3方案設(shè)計(jì)2.3.1總體方案設(shè)計(jì)圓錐破碎機(jī)最終要達(dá)到的目的是：破碎物料，使其直徑符合要求。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的，圓錐破碎機(jī)借鑒顎式破碎機(jī)的原理，用作繞回運(yùn)動的動錐和固定不動的定錐兩者結(jié)合來實(shí)現(xiàn)對物料的擠壓和破碎。動錐的動力主要是來自于電動機(jī)，電動機(jī)通過帶輪把動力傳遞到輸入軸上，帶動輸入軸上的小錐齒輪轉(zhuǎn)動，通過嚙合，小錐齒輪帶動大錐齒輪轉(zhuǎn)動，偏心軸套通過鍵與大錐齒輪配合，大錐齒輪通過鍵把動力傳遞給偏心軸套，自由插在偏心軸套的錐形孔內(nèi)的主軸隨著偏心軸套轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動，主軸轉(zhuǎn)動推動安裝在主軸上的動錐擺動，在破碎腔內(nèi)，通過控制動錐與定錐之間的距離，實(shí)現(xiàn)對物料的擠壓和破碎。而這樣的一個(gè)動力傳遞方式，既可以實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的工作要求，也可以實(shí)現(xiàn)對物料的破碎這個(gè)目的。圖2-4總體方案1、殼體2、大錐齒輪3、偏心套4、固定軸5、小齒輪6、轉(zhuǎn)軸7、大帶輪8、上錐體9、下錐體10、支架考慮到輸入軸上傳遞的扭矩比較大，大帶輪跟轉(zhuǎn)軸選擇通過花鍵連接，這樣可以保證傳遞運(yùn)動的可靠性。由圓錐滾子軸承支撐的輸入軸，輸入軸的左邊軸承安裝封油環(huán)，右邊軸承安裝軸承端蓋。由于圓筒的內(nèi)壁要與軸承連接，因此需要比較精密的加工，通過精鏜可以得到比較高的表面精度。因?yàn)閳A筒的右端安裝軸承端蓋，軸承端蓋主要起到對于軸承軸向定位和防塵和密封，其表面加工質(zhì)量的要求不是很高，可以通過銑床加工得到。圓筒的下方有一個(gè)50mm厚的支撐板，支撐板通過焊接連接。小齒輪與轉(zhuǎn)軸的鏈接則是通過雙圓頭普通平鍵鏈接（A型），鍵在鍵槽內(nèi)有良好的軸向固定，實(shí)現(xiàn)軸與輪轂之間的周向固定傳遞轉(zhuǎn)矩。而大齒輪和偏心套則是通過普通平鍵連接。偏心軸套的下方安裝推力球軸承，推力球軸承放在大固定軸上?？紤]到接觸面存在摩擦，摩擦影響著系統(tǒng)的傳遞效率，因此對于接觸面應(yīng)該進(jìn)行精密的加工，可以通過銑床加工出來。大固定軸通過螺栓與殼體連接，連接表面也是需要加工的，這里也可以通過銑床加工。整個(gè)殼體是通過鑄造出來的。通過下錐體支架上滾子和下錐體連接的偏心套筒，由于偏心軸套轉(zhuǎn)動時(shí)下錐體不轉(zhuǎn)動，考慮到滑動摩擦的磨損量偏大，這里采用滾動摩擦，通過滾子在偏心套的滾動實(shí)現(xiàn)滾動連接。2.3.2傳動方案設(shè)計(jì)圓錐破碎機(jī)最終目的是通過上下錐面的擠壓，從而把礦石在圓錐面內(nèi)擠破。上下擠壓面是垂直定位的，上錐面是固定的，通過下錐面的繞回?cái)[動運(yùn)動實(shí)現(xiàn)對礦石的擠壓，達(dá)到破碎的目的。圓錐破碎機(jī)的原動力是電動機(jī)，最終實(shí)現(xiàn)的是垂直方向的動作。因此初步設(shè)計(jì)傳動方案為二級傳動，由電動機(jī)通過帶輪帶動小錐齒輪轉(zhuǎn)動，大錐齒輪通過跟小錐齒輪嚙合，在小錐齒輪的帶動下轉(zhuǎn)動傳動，大錐齒輪通過鍵連接帶動偏心軸套轉(zhuǎn)動，偏心軸套再通過鍵連接帶動主軸轉(zhuǎn)動，進(jìn)而推動動錐體做繞回運(yùn)動，從而完成運(yùn)動。此傳動時(shí)二級傳動，一個(gè)是帶傳動，一級是齒輪傳動。特點(diǎn)是傳動力比較大，傳動方式簡單。由于傳動力比較大，大帶輪和小齒輪與轉(zhuǎn)軸的連接均采用花鍵鏈接，大齒輪和偏心套采用普通平鍵連接。圖2-5傳動方案示意圖1.大錐齒輪2.小錐齒輪3.轉(zhuǎn)軸4.大帶輪5.定錐體6.動錐體7.偏心套筒2.4本章小結(jié)本章主要是針對這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題，就圓錐破碎機(jī)的分類和其工作原理做了詳細(xì)的說明，介紹了標(biāo)準(zhǔn)型圓錐破碎機(jī)各個(gè)結(jié)構(gòu)及其功能作用。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)型圓錐破碎機(jī)的工作原理進(jìn)行總體方案設(shè)計(jì)的選擇以及傳動方案的設(shè)計(jì)，初步達(dá)到設(shè)計(jì)出合適的圓錐破碎機(jī)的目的。本文主要是設(shè)計(jì)1200型原則破碎機(jī)。3圓錐破碎機(jī)主要參數(shù)計(jì)算3.1圓錐破碎機(jī)的結(jié)構(gòu)參數(shù)3.1.1給礦口與排礦口的寬度圓錐破碎機(jī)給礦口的寬度B，其表示為動錐接近定錐時(shí)，兩錐體的上端距離。動錐靠近定錐時(shí)，兩錐體下端距離就是排礦口的寬度b。B與b的選擇與給礦和排礦粒度有關(guān)，一般情況下，B=(1.2~1.25)Dmax。根據(jù)選礦流程決定以及圓錐破碎機(jī)的類型選擇，初步給定最大礦粒度Dmax=145mm。根據(jù)給礦口寬度B的計(jì)算公式，B=174~181.25mm，取B=170mm。由于排礦的過大顆粒系數(shù)K=dmaxb（其中dmax表示產(chǎn)品的最大顆粒直徑）跟礦石的硬度有關(guān)，不同硬度的礦石對應(yīng)的過大顆粒系數(shù)K不同。對于類型是中碎用破碎機(jī)來3.1.2圓錐破碎機(jī)嚙角嚙角指的是定錐襯板與動錐之間的夾角，用α0表示。其作用是通過圓錐破碎機(jī)破碎腔兩襯板有效咬住礦石，使其不能向上滑動。位于給礦口處的嚙角，必須小于動錐襯板與礦石以及定錐襯板與礦石的摩擦之和。如圖3.1圖3.1圓錐破碎機(jī)嚙角計(jì)算嚙角的公式：α0=α1-（其中：“-”號用于計(jì)算閉口邊的嚙角；“+”號用于計(jì)算開口邊的嚙角。由于在嚙角過大的情況下，礦石將沿著破碎腔內(nèi)邊沿打滑，降低破碎機(jī)的生產(chǎn)能力，增加動錐襯板的磨損程度和破碎機(jī)電能的能耗。如果嚙角過小的話，破碎機(jī)破碎腔就會過長，這就增加破碎機(jī)的高度。一般情況嚙角取值：21°≤α0≤3.1.3圓錐破碎機(jī)的偏心距和動錐擺動行程用e表示偏心距（偏心半徑）。一般情況下，偏心距指的是動錐軸線在排礦口平面內(nèi)的擺動距離，動錐每轉(zhuǎn)過一周，整個(gè)動錐軸線擺動的距離為2e。如圖3.2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。s≈πL2γ0/1800圖3.2動錐擺動行程與偏心距由圖3.2可知：e=0.5ssinα （此外，還可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)求偏心距：e=0.5Dtanγ0tanα 式中：D————動錐底部直徑。根據(jù)資料可知：1200破碎機(jī)規(guī)格的偏心距e/mm=15.5mm；動錐擺動行程S/mm=51mm3.1.4圓錐破碎機(jī)的平行區(qū)為了能使破碎機(jī)破碎生產(chǎn)的產(chǎn)品擁有一定的細(xì)度和均勻度，圓錐破碎機(jī)的破碎腔下部必須設(shè)有平行碎礦區(qū)。對于中粹機(jī)，在平行碎礦區(qū)里的物料要被壓碎1-2次。根據(jù)不同規(guī)格的破碎機(jī)，其平行帶長度公式不同。中粹機(jī)原汁機(jī)破碎機(jī)平行長度根據(jù)動錐底部的直徑D可計(jì)算：l=0.8D （3-5帶入數(shù)值可計(jì)算出：l=0.8×1200=960mm3.2圓錐破碎機(jī)性能參數(shù)計(jì)算3.2.1計(jì)算圓錐破碎機(jī)動錐擺動的次數(shù)圓錐破碎機(jī)動錐的擺動次數(shù)可以按照下面的簡單經(jīng)驗(yàn)公式可以得到:n=400-90D （3-6）式中：D表示動錐底部的直接（m）。已知D=1200mm=1.2m，帶入3-6可知：n=400-90*1.2=292r/min。根據(jù)公式3-6可計(jì)算出不同規(guī)格破碎機(jī)的動錐最大擺動次數(shù)n，其計(jì)算結(jié)果列于表3-1中。表3-1動錐每分鐘兩種擺動次數(shù)的比較破碎機(jī)規(guī)格220017501200900600按式3-6計(jì)算的n值破碎機(jī)實(shí)際的n值189220223245292300299333340356從表格3-1中的兩組數(shù)據(jù)對比可以得到，破碎機(jī)動錐的實(shí)際擺動次數(shù)均已超過式3-6限定的最大的擺動次數(shù)。就是說明，物料在動錐擺動過程中擺動次數(shù)相對與公式計(jì)算出來的次數(shù)多，故破碎機(jī)的動錐擺動次數(shù)n取值時(shí)應(yīng)該考慮其實(shí)際情況，n取值往往比由公式3-6計(jì)算得到的數(shù)值大。因此對于?1200圓錐破碎機(jī)的最大擺動次數(shù)n取值為：取整數(shù)：n=300r/min。3.2.2計(jì)算圓錐破碎機(jī)的生產(chǎn)率圓錐破碎機(jī)的生產(chǎn)率與給料方式、物料性質(zhì)、給料粒度含量、腔形、機(jī)器規(guī)格、動錐擺動次數(shù)、排料口尺寸、物料松散系數(shù)以及破碎機(jī)操作條件（破碎筆、負(fù)荷系數(shù)、給甌礦均勻程度）等因素有關(guān)。目前計(jì)算圓錐破碎機(jī)的生產(chǎn)率的理論公式還未考慮到所有這些因素。對于圓錐破碎機(jī)的生產(chǎn)率計(jì)算，一般多采用經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行概略計(jì)算，并根據(jù)實(shí)際條件加以校正。其中生產(chǎn)率的單位為t/h或者m3Q=188μnΔlΔbDcγKQKl式中：Δb物料被壓縮時(shí)料層厚度（m）；Δl動錐擺動一次物料的位移（m）；Dc物料壓縮層平均直徑（mγ=1.6t/m3n動錐每分鐘擺動次數(shù)（r/min）；μ松散系數(shù)，μ=0.55~0.7；KQ物料硬度系數(shù)，對中硬物料KQ=1；對堅(jiān)硬物料KQ=0.75Kl給粒度系數(shù)，見如下表格表3-2粒度系數(shù)K篩分給料公稱粒度粒度系數(shù)預(yù)先篩分0.8B0.6B0.3B1.01.051.1無預(yù)先篩分0.80B0.65B0.55B0.45B0.35B1.01.11.21.31.4注釋：B為給料寬度。取KQ=1，Kl=1，μQ=188×0.6×300×0.96×0.03×1.2×1.6×1×1=1871.22t/h3.2.3破碎機(jī)的安裝功率已知通過最大破碎力所產(chǎn)生的阻力矩來計(jì)算破碎機(jī)的安裝功率的理論公式，其得出的結(jié)果不僅誤差大而且不盡合理。故這里采用一種根據(jù)實(shí)際資料，經(jīng)研究總結(jié)出來的經(jīng)驗(yàn)公式。P=50D2K0 式中：D動錐的直徑（m）；K0修正系數(shù)，動錐直徑小于1650mm時(shí)，取K0=1.4；當(dāng)動錐直徑在1650~2100之間時(shí)，取K0=1；當(dāng)動錐直徑大于2100mm時(shí)，取K根據(jù)D=1200mm，K0=1.4，帶入公式3-8P=50×1.4×1.2×1.2=100.8kw根據(jù)公式3-8計(jì)算不同規(guī)格破碎機(jī)的電動機(jī)功率，其結(jié)果列于表3-3.表3-3圓錐破碎機(jī)電動機(jī)功率（kw）破碎機(jī)規(guī)格60090012001650175021002200電動機(jī)實(shí)際功率2855110130155210260/280電動機(jī)計(jì)算功率25.256108136153220268由表格兩行數(shù)據(jù)可知電動機(jī)計(jì)算功率與電動機(jī)實(shí)際功率相差不多，實(shí)際電動機(jī)功率高于計(jì)算功率，由上面計(jì)算得到的破碎機(jī)安裝功率p=100.8kw值可以初步選擇電動機(jī)的功率為110kw?？紤]到圓錐破碎機(jī)的最終目的是通過擠壓物料是物料破碎，因此破碎機(jī)動錐每分鐘擠壓物料的次數(shù)不宜過高，也就是頻率不可以過高。為了使其擠壓的頻率適宜，選用轉(zhuǎn)速較低的電動機(jī)。又因?yàn)槲锪项w粒之間存在內(nèi)聚力，動錐擠壓物料時(shí)，物料受到巨大的擠壓力作用，因此電動機(jī)的功率應(yīng)相對計(jì)算得到的功率較大。結(jié)合顯示生產(chǎn)中的的經(jīng)驗(yàn)，跟規(guī)格相似的破碎機(jī)類比，查電動機(jī)表格，初步選擇電動機(jī)型號為Y315M3-8，額定功率為110kw，滿載時(shí)轉(zhuǎn)速為nw=740r/min3.2.4圓錐破碎機(jī)傳動比確定與分配計(jì)算傳動裝置的總傳動比：i=nmnw 式中：nm電動機(jī)滿載時(shí)轉(zhuǎn)速r/minnw圓錐破碎機(jī)的實(shí)際工作的空偏心軸轉(zhuǎn)數(shù)r/min把nm=740r/min，nw=300r/min數(shù)據(jù)帶入式i=740/300=2.47 3.2.5計(jì)算傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù)對于電動機(jī)軸：P0n（3-10）把數(shù)據(jù)帶入公式3-10得到：T對于小齒輪軸P1n1=n0=740r/min T對于軸（簡筒上）P2=nw （3-12）T3.3圓錐破碎機(jī)帶傳動設(shè)帶傳動的傳動比為3，初步選擇多根V帶傳動的帶傳動。初步選擇與電動機(jī)相連的V帶輪的基準(zhǔn)直徑為355mm，初步選擇傳動軸上V帶輪的基準(zhǔn)直徑為1065mm。V帶選擇D型帶。電動機(jī)的功率為110Kw，Pca=KaP.由于是礦石破碎機(jī)，查表可得校核帶的速度v：v=（3-13）ν=大帶輪的轉(zhuǎn)速（不考慮滑動率）n1n1=n/i=740/3=246.67r/min初選計(jì)算中心距：因?yàn)椋?.7（dd1+d0.72則初步選擇中心距為a0=1500mm計(jì)算對應(yīng)的帶長Ld0Ld0≈2a0 L查表選擇帶長Ld為5000mm算出中心距a：a≈校核小帶輪上的包角a1a小帶輪上的包角合適。確定帶輪的根數(shù)Z：根據(jù)n=740r/min，dd1=355mm，i=3，查表知其基本額定功率P查包角系數(shù)表得：Ka=0.915，差帶長系數(shù)表得：KZ=（3-16）Z=所以選擇5根帶計(jì)算初拉力F0和壓軸力FpF0=500（2.5-Ka）PFFP=2ZF0sina12F所以：初拉力F0=1260.78N主要設(shè)計(jì)結(jié)果：D型V帶5根，帶長5000mm，中心距1270.5mm，帶輪基準(zhǔn)直徑dd1=355mm，V帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：帶輪孔徑的計(jì)算：d≥A_0?(P/n)=100×?(42.77/246.67)=55.7mm選擇d=70mm軸和帶輪的鏈接選擇花鍵鏈接：選擇Z=6，花鍵側(cè)面的工作高度：h=齒的工作長度l=107mm，花鍵的平均直徑：d載荷分配不均系數(shù)：ψ=0.7傳遞軸的轉(zhuǎn)矩：T=則擠壓應(yīng)力：σ（3-19）σ所以安全選擇帶輪的結(jié)構(gòu)為橢圓輪輻式。查手冊得出此結(jié)構(gòu)的一些尺寸：設(shè)計(jì)d1=200mm，hP：傳遞的功率n：帶輪的轉(zhuǎn)速zabbdd=1065mm，h2=80mm，e=37mm，φ=38帶輪寬度B=L=1.7d=1.7×70=119mm選擇輪槽基準(zhǔn)直徑到外圓的高度h輪槽基準(zhǔn)直徑到底部的高度hf1=0.2圖3-3大帶輪3.4圓錐破碎機(jī)齒輪設(shè)計(jì)和計(jì)算3.4.1齒輪傳動的失效形式及其設(shè)計(jì)準(zhǔn)則齒輪傳動就裝置形式來講，其有開式、半開式及閉式之分；就使用的情況來分，其有低速、高速及輕載、重載之別；就齒輪的材料的性能及熱處理工藝的不同，齒輪有較脆或者較韌，齒面有較硬或者較軟的差別等。由于有上述條件的不同，齒輪傳動的失效形式也有很多種。在齒輪的整個(gè)工作壽命中，為了保證齒輪的工作效率（減少齒輪的失效），應(yīng)該對各種各樣的失效形式進(jìn)行分類和分析。建立與之相對應(yīng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和計(jì)算方式。但是，罪域一些失效形式，例如：齒面磨損，膠合，齒輪折斷等。目前還沒建立完整的一套關(guān)于其完整的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)和計(jì)算方法。所以，設(shè)計(jì)一般的齒輪傳動，目前我們通常就針對齒輪齒根彎曲疲勞強(qiáng)度和接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)與計(jì)算。由實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)得知，對于閉式齒輪傳動中，通常以保住齒面接觸疲勞強(qiáng)度為主要。但是對于齒面硬度很高、齒芯強(qiáng)度很低的齒輪或者材質(zhì)較脆的齒輪，一般是以保住齒根彎曲疲勞強(qiáng)度為主。對于開式（半開式）齒輪傳動，按理應(yīng)該根據(jù)保住齒面抗磨損及齒根抗折斷能力兩準(zhǔn)則進(jìn)行設(shè)計(jì)與計(jì)算的，但就目前而言，對齒面抗磨損能力的計(jì)算方法至今尚不完善，因此對于開式（半開式）齒輪傳動，目前僅以保住齒根彎曲疲勞強(qiáng)度作為設(shè)計(jì)與計(jì)算的準(zhǔn)則。為了延長開式（半開式）齒輪傳動的工作壽命，可以視具體情況需要而將所求的模數(shù)適當(dāng)增大。3.4.2圓錐齒輪的設(shè)計(jì)與計(jì)算1、初步確定齒輪類型、精度等級、材料以及齒數(shù)（1）：由于圓錐破碎機(jī)要實(shí)現(xiàn)動力水平向豎直方向的傳遞，所以選擇圓錐齒輪；（2）：該破碎機(jī)是中破碎機(jī)械，速度不高，因此選擇7級精度；（3）：初步選擇小齒輪的材料為35SiMnA（調(diào)質(zhì)），其硬度為260HBS；選擇大齒輪材料為45號鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為220HBS；兩者材料硬度差為40HBS；（4）初步選定小齒輪齒數(shù)為Z1=17，由動錐擺動次數(shù)nw=300r/min和傳動比i=2.47知道，該大齒輪齒數(shù)2計(jì)算齒輪齒面接觸強(qiáng)度：根據(jù)設(shè)計(jì)計(jì)算公式進(jìn)行設(shè)計(jì)和初步計(jì)算：d1≥2.923（Zk（1）確定式中的各個(gè)計(jì)算參數(shù)：1）初步確定載荷系數(shù)：Kt=KAKVK其中，因?yàn)樵撈扑闄C(jī)由電動機(jī)驅(qū)動，所以使用系數(shù)KA取1.75根據(jù)線速度以及齒輪精度等級初步確定動載系數(shù)KV=1.32）計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩：由于傳動軸直接由聯(lián)軸器與電動機(jī)連接，固齒輪校核時(shí)按滿載計(jì)算：T3）、選取錐齒輪傳動的齒寬系數(shù)ΦR為0.34)、查表，得材料的彈性影響系數(shù)ZE=189.8MP5）、按齒面硬度查表，得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限σHlim1大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限σHlim26）、計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)（設(shè)使用壽命為15年）N1=60n1jLh=60×740×1×（2×8×300×15）=3.1968N7）、分別取基礎(chǔ)疲勞壽命系數(shù)KHN1=0.928）、計(jì)算接觸疲勞需用應(yīng)力取失效概率為1%，安全系數(shù)為S=1，則σσ（2）、計(jì)算1）、試算小齒輪分度圓直徑d1t，帶入[d=2.92=288.369mm2）計(jì)算圓周速度vv=3)計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)根據(jù)v=11.173m/s,7級精度，查得動載系數(shù)KV取齒間載荷分配系數(shù)：KHα=因?yàn)樵撈扑闄C(jī)由電動機(jī)驅(qū)動，所以使用系數(shù)KA取由KHβ=KFβ=1.5KHbe其中KHbe為軸承系數(shù)，取1.1所以KHβ=KFβ=1.5×1.1=1.65則載荷系數(shù)K=KAKVKHαKH4）查公式可得按實(shí)際的載荷系數(shù)算得的分度圓直徑：d其相應(yīng)的齒輪模數(shù)：m=取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m=20mm5）計(jì)算圓錐齒輪相關(guān)參數(shù)：ddδδR=取為整數(shù)并確定齒寬：b=RΦR=453×取整，得到齒輪寬度：b1=142mm，b按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)定彎曲強(qiáng)度載荷系數(shù)根據(jù)v=11.17m/s,7級精度，查得動載系數(shù)KV齒間載荷分配系數(shù)KHα=由于該破碎機(jī)由電動機(jī)驅(qū)動，所以使用系數(shù)KA取由KHβ=KFβ=1.5KHbe其中KHbe為軸承系數(shù)，取K所以KHβ=KFβ=1.5則載荷系數(shù)K=KAKVKFαKFβ=1.75計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)zz3)查表得：齒形系數(shù)：YFa1=2.97，Y應(yīng)力校正系數(shù)：YSa1=1.524）查表可得大小兩錐齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限為：小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限σF1=600Mp大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限σF2=380Mp5）取彎曲疲勞壽命系數(shù)：KFE1=0.85;K6）取彎曲疲勞安全系數(shù)：S=1.47）計(jì)算彎曲疲勞許用力：σσ8）校核彎曲疲勞強(qiáng)度：根據(jù)彎曲疲勞強(qiáng)度校核公式：σ（3-21）則小齒輪：σ大齒輪：σ所計(jì)算得到的結(jié)果均滿足彎曲疲勞強(qiáng)度的要求，并且小齒輪抵抗彎曲疲勞強(qiáng)度破壞的能力大于大齒輪，所選的參數(shù)復(fù)合要求。在計(jì)算得到的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，通過查齒輪標(biāo)準(zhǔn)，獲得兩傳動錐齒輪結(jié)構(gòu)圖如下：圖3-4：大齒輪的機(jī)構(gòu)示意圖圖3-5：小齒輪結(jié)構(gòu)示意圖3.5圓錐破碎機(jī)傳動軸設(shè)計(jì)與計(jì)算由上面計(jì)算可知，輸出軸上的功率P0=110kw，轉(zhuǎn)速n03.5.1求作用在齒輪上的力因已知小圓錐齒輪的分度圓半徑為：d則：FFF3.5.2初步確定軸的最小直徑初步選擇45號鋼（調(diào)質(zhì)）作為軸的材料，則查表3-4：表3-4軸常見集中材料的τT和軸的材料Q235、20Q275、354540Cr、35SiMn、3Cr13τT/Mp15-2520-3535-4535-55A149-126135-112126-100112-97注：1）表中[τT]2）在以下情況下，當(dāng)[τT]取較大值時(shí)，A0則取較小值：彎矩較小或只受扭轉(zhuǎn)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(zhuǎn)；反之，當(dāng)[τT]由于軸只做單向運(yùn)轉(zhuǎn)，所以按照τT取較大值，A則：A0=110，[τT則軸的最小直徑：d根據(jù)已計(jì)算出的小圓錐齒輪數(shù)據(jù)，圓錐齒輪相互接觸軸段的直徑為115mm，因此取定傳動軸整體直徑為120mm，又因?yàn)橹虚g部分長度與傳動軸架連接并負(fù)責(zé)潤滑油輸送，因此設(shè)此段直徑為118mm，即傳動軸最小直徑為115mm。3.5.3軸結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)由于軸傳遞的力矩比較大，設(shè)計(jì)成花鍵軸。軸的一端與帶輪連接，另一端安裝小齒輪連接，兩端均為懸臂梁。由于軸的載荷比較大，軸承選擇為圓柱滾子軸承。為了方便軸向的定位，把軸設(shè)計(jì)成階梯軸。根據(jù)與軸連接的相關(guān)零件尺寸和結(jié)構(gòu)初步設(shè)計(jì)軸的總長為1207.5mm，選擇軸承的型號為NUP2316：圖3-6軸的尺寸及其整體布局已知初步選擇軸的材料為45剛調(diào)質(zhì)，硬度230HBS，強(qiáng)度極限σB=640Mpa，彎曲疲勞極限σ-1=275Mpa圖3-7軸上受力分析圖由前面計(jì)算可知圖中各力：Ft=9826.98N，F(xiàn)r=3858.73N，F(xiàn)對于H面：圖3-8H面上軸受力分析由圖我們可以知道：Ft+F代入數(shù)據(jù)可以求得：F1H=12463.99N，M1H=圖3-9H面軸的彎矩圖對于V面：圖3-10V面軸上受力分析由圖可知：Fr+帶入數(shù)據(jù)可以得到：F1v=983.71NM1v=617.40N·m圖3-11v面上軸的彎矩圖已知輸入軸的轉(zhuǎn)矩T圖3-12軸上的轉(zhuǎn)矩圖由以上的數(shù)據(jù)可知道1點(diǎn)和2點(diǎn)的合成彎矩M分別為MM扭轉(zhuǎn)軸應(yīng)力按脈動循環(huán)變應(yīng)力，取系數(shù)α=0.6MM按第三強(qiáng)度理論對軸上兩點(diǎn)1和2分別進(jìn)行強(qiáng)度校核得：已知抗扭截面系數(shù)W1=σσ小于許用應(yīng)力σ-13.6傳動軸鍵的選擇及計(jì)算3.6.1輸入鍵的選擇與計(jì)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：b×h×l=32×18×140mm，接觸長度l=120.44mm，接觸高度k=10.3mm（接觸線為斜線，計(jì)算尺寸如圖3-13）圖3-13輸入軸鍵的工作長度尺寸則鍵連接所承受的載荷為：σ式子中：T2K鍵與輪轂鍵槽的接觸高度l鍵的工作長度d傳動軸的直徑由于傳動軸輸入軸的鍵承受沖擊，所以定其許用擠壓壓力：σ則σp13.6.2輸出軸的設(shè)計(jì)與計(jì)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：b2×h工作高度k2則鍵連接所承受的載荷為：σ由于傳動軸輸入軸的鍵承受著沖擊，故定義其許用擠壓壓力為：σ則由于σp13.7彈簧的設(shè)計(jì)3.7.1彈簧的參數(shù)作為計(jì)算破碎機(jī)原始數(shù)據(jù)的彈簧的預(yù)緊力，其正確的選擇和計(jì)算彈簧的剛度、強(qiáng)度和其他參數(shù)顯得格外重要。一般來說，目前我國圓錐破碎機(jī)彈簧的選擇是根據(jù)破碎機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)經(jīng)驗(yàn)的，事先初步選定其參數(shù)，然后根據(jù)工作時(shí)所受到的最大壓緊力或者最大的壓縮量，來校對它對應(yīng)的強(qiáng)度。下表3-5表示著我國國產(chǎn)圓錐破碎機(jī)彈簧的參數(shù)，僅僅只是參考：表3-5圓錐破碎機(jī)彈簧參數(shù)指標(biāo)破碎機(jī)規(guī)格尺寸/mm60090012001650175021002200彈簧數(shù)目20305060608080彈簧的平均直徑d100110105105120.8105120.8工作負(fù)荷F/N19730187502500023000300003000041500-50000彈簧絲直徑d/mm25283030353335工作圈數(shù)9.59.510.515141914彈簧剛度f/（N/mm）411486490500595539-自由狀態(tài)高度H/mm345398.5-650728850749±6負(fù)荷時(shí)的高度H0297360515（正常）510（最大）610（正常）605（最大）645804（正常）804（最大）標(biāo)準(zhǔn)型680短頭型666初壓縮時(shí)的變形σ38.64656掉入非破碎物時(shí)的變形σ104.5-38.63.7.2彈簧設(shè)計(jì)與計(jì)算圓錐破碎機(jī)中彈簧其主要作用是：當(dāng)破碎機(jī)的破碎腔進(jìn)入了不可以破碎物料或者物料卡在破碎腔內(nèi)時(shí)，此時(shí)彈簧開始工作，通過壓縮彈簧使動錐往下運(yùn)動，使不可破碎物料或者卡在破碎腔的物料通過排料口排出。在破碎機(jī)正常工作時(shí)，彈簧是不工作的。根據(jù)彈簧收到較大的沖擊載荷，經(jīng)常受到主軸的壓縮與拉伸作用，工作環(huán)境溫度比較高，因此選擇彈性極限較好，回火穩(wěn)定性好，并且能承受較大載荷的材料60Si2MnA。由表格3-5可知，?1200型破碎機(jī)選擇彈簧的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，彈簧數(shù)目為50，彈簧的平均直徑為105mm，彈簧絲的直徑為30mm。根據(jù)彈簧受變載荷作用次數(shù)選擇彈簧類型：圓錐破碎機(jī)中的彈簧一般受到變載荷作用次數(shù)在103~10根據(jù)彈簧絲的平均直徑為30MM，查3-6表得：表3-6常用旋繞比C值d/mm0.2-0.40.45-11.1-2.22.5-67-1618-42C=D/d7-145-125-104-94-84-8初步取C=6。根據(jù)公式：K=求解彈簧絲直徑公式：d（3-22）查資料可知許用切應(yīng)力τ=640Mpa；根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)Φ1200圓錐破碎機(jī)的彈簧作用力的選擇標(biāo)準(zhǔn)，取F2=3×d上值與初步確定的彈簧絲直徑值相近，則彈簧絲直徑為30mm；取彈簧中徑D與彈簧平均直徑dcp都為105mm根據(jù)剛度條件和計(jì)算彈簧圈數(shù)公式：n=（3-23）查資料可知切變模量G=80000MPa；由上面可知彈簧絲直徑d為30mm，彈簧中徑D為105mm，根據(jù)表格3-5可知彈簧剛度KF=490N/mmn=由于n與標(biāo)準(zhǔn)值相差不多，故取標(biāo)準(zhǔn)值n=10.5計(jì)算極限工作應(yīng)力τlim，取極限工作應(yīng)力τlim=0.5τ根據(jù)極限工作載荷計(jì)算公式計(jì)算極限工作載荷：F因?yàn)闃O限工作載荷Flim根據(jù)已得到的數(shù)據(jù)計(jì)算出彈簧的基本幾何參數(shù)：彈簧中徑：D=105mm；彈簧外徑：D彈簧內(nèi)徑：D節(jié)距：t=d+總?cè)?shù)：n1=n+n2=10.5+2.5=13自由高度：H彈絲展開長度：L≈其結(jié)構(gòu)如圖3-14所示：圖3-14彈簧結(jié)構(gòu)示意圖3.8設(shè)計(jì)圓錐破碎機(jī)其他零件下動錐體與偏心套接觸的地方設(shè)計(jì)成了滾子接觸，這樣可以減少摩擦力，增加機(jī)器的使用壽命。從錐體的下部伸出8個(gè)相同的支架，支架的末端安裝支撐滾子的支架。支架與支架之間用一個(gè)可以轉(zhuǎn)動的鉸鏈連接，就是一個(gè)銷軸連接起來。銷軸的型號：GB/T882-19861690。在一個(gè)支架上安裝三個(gè)滾子，把滾子安裝在支架桿上，由于滾子沒有受到軸向力，因此滾子與支架桿可以通過過盈配合安裝，采用H7G6偏心套筒的最厚邊和最薄邊的差值決定了下錐體擺動的幅度，同時(shí)也就決定了最后破碎出石塊的最終大小。最初設(shè)計(jì)破碎出的石塊的直徑應(yīng)為20mm40mm，因此設(shè)計(jì)偏心套最厚邊和最薄邊的差值為40mm，這樣可以達(dá)到我最初設(shè)計(jì)的目標(biāo)。而最大給料直徑為300mm，不能超過這個(gè)直徑，否則無法破碎。大固定軸與底座連接是用M16的螺栓連接，螺栓型號GB/T5782-86M16100。殼體的壁厚選擇50mm，材料選擇QT400，殼體是鑄造的。圓錐破碎機(jī)動錐的下錐面和固定大軸通過兩個(gè)圓弧面接觸，考慮到動錐的下錐面工作時(shí)作擺動運(yùn)動，下錐面又是通過固定大軸支撐，因此圓弧面的弧度應(yīng)該與動錐擺動運(yùn)動時(shí)擺動的弧度一致，這樣可以讓接觸面接觸時(shí)間更長。對于接觸滑動摩擦，考慮到摩擦力的影響，接觸表面的質(zhì)量高且耐磨性高。所以接觸塊的固定選擇內(nèi)六角螺釘，螺釘頭沉到固定快的里面，這樣就可以增加接觸面的表面質(zhì)。選擇內(nèi)六角螺釘型號：GB/T70-85M8×80對于圓錐破碎機(jī)而言，動錐與定錐的上下錐面作為工作面，對于物料進(jìn)行擠壓和破碎。因?yàn)槲锪吓c上下錐面之間相互接觸，所以兩者之間存在著較大的摩擦力，由于摩擦力作用，，動錐與定錐的上下錐面的磨損速度相對其他零件較快。因此，考慮到動錐與定錐上下表面的工作環(huán)境，使用耐摩性比較好的材料做成易損塊，這樣可以很好的解決使用壽命的問題。這里選用的易損塊的材料是耐摩性比較好的ZGMn13。易損塊是通過螺栓來與上下錐面連接的，螺栓型號：GB/T5782-86M8×60上下殼體的鏈接是通過螺栓連接的，螺栓型號：GB/T5782-86M16×1004圓錐破碎機(jī)潤滑系統(tǒng)在運(yùn)行過程中，對于機(jī)械內(nèi)部的零件，相互接觸且相對運(yùn)動的兩零件表面之間必然存在著摩擦，摩擦力的存在增大了系統(tǒng)的損失功率，使系統(tǒng)的機(jī)械效率降低，不利用機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)。不止如此，摩擦力做功產(chǎn)生熱量，對零件造成一定的表面損壞，降低零件的壽命，大大降低機(jī)械的使用壽命。實(shí)踐證明，要改善零件表面的摩擦狀況，最有效的辦法是對機(jī)器進(jìn)行合理的潤滑。這樣既能提高機(jī)器的效率，又能延長零件的使用壽命，確保機(jī)器正常工作。圓錐破碎機(jī)經(jīng)常在較繁重的條件下和不好的環(huán)境中工作。因此，經(jīng)常保持潤滑系統(tǒng)油路暢通，油質(zhì)清潔不滲不漏和正常運(yùn)行，對于確保破碎機(jī)有效的工作時(shí)十分必要的。一般的圓錐破碎機(jī)采用稀油循環(huán)潤滑，如圖4-1表示圓錐破碎機(jī)的循環(huán)潤滑系統(tǒng)。其工作原理：潤滑油從油箱3經(jīng)過截止閥6、10或8，被吸入泵7或11中（共兩臺，一臺運(yùn)轉(zhuǎn)，一臺備用）。當(dāng)使用泵7時(shí)，將截止閥8關(guān)閉，打開截止閥6、10。然后經(jīng)閥14進(jìn)入過濾冷卻器18中，再從閥16流出。流出后的潤滑油分兩路：一路進(jìn)入偏心軸套下部，沿主軸與錐襯套間隙、偏心軸套與直襯套間隙上升，到頂端后落到錐齒輪上，然后由下部回有空到油箱中取。與此同時(shí)一部分油眼珠周中西空上升到球面軸承進(jìn)行潤滑，之后從軸承上的回油孔落到錐齒輪上，回到油箱。另一路潤滑油從傳動軸架上的油孔進(jìn)入，潤滑傳動軸承，經(jīng)過小錐齒下部回油孔及傳動軸架上的回油孔，經(jīng)回油管路回到油箱。潤滑油回油溫度通過溫度計(jì)4