顎式破碎機(jī)設(shè)計

濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計PAGE26-1前言1.1選題背景與意義在工業(yè)生產(chǎn)中破碎機(jī)械大致可分為6種，有錘式破碎機(jī)，輥式破碎機(jī)，復(fù)擺顎式破碎機(jī)，圓錐碎機(jī)，反擊式破碎機(jī)和立軸沖擊式破碎機(jī)（VSI）。現(xiàn)在主要介紹下復(fù)擺顎式破碎機(jī)。復(fù)擺顎式破碎機(jī)是石料廠的初級破碎設(shè)備。本文從3個方面來比較國內(nèi)外相關(guān)產(chǎn)品的差別。（一）顎式破碎機(jī)的設(shè)計與制造工藝：自上世紀(jì)90年代，尤其是近10年以來針對復(fù)擺顎式破碎機(jī)運動方法的四連桿機(jī)械設(shè)計理論有較大的創(chuàng)新與突破。例如：破碎腔的雙向嚙角，短肘板大擺角，減少傳動角與偏心距等，美國一些公司所生產(chǎn)的顎式破碎機(jī)往往已采用這些先進(jìn)的設(shè)計理論來提高產(chǎn)品性能和操作可行性與安全性。與此同時中國大陸公司由于成本，技術(shù)等因素采用上述先進(jìn)設(shè)計理論較少，采用耐磨材料（如高錳鋼）和重要配套件（如調(diào)心滾子軸承）等國產(chǎn)基礎(chǔ)件，使用平均壽命低于國際先進(jìn)水平。此外，生產(chǎn)廠商的制造和裝配工藝上多年來也少有改進(jìn)與優(yōu)化，例如軸承孔、座的加工的裝配工藝和機(jī)架的裝配等。（二）顎式破碎機(jī)的品種規(guī)格：復(fù)擺顎式破碎機(jī)是以進(jìn)料口的外部尺寸來標(biāo)定機(jī)器的規(guī)格，國內(nèi)制造商基本上按行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制造約10種規(guī)格粗碎系列產(chǎn)品，國外主要制造商的產(chǎn)品有更多的規(guī)格。例如：諾德伯格公司，有C、VB和重型3個系列合計22種規(guī)格；錫達(dá)公司有28種規(guī)格；先鋒公司有15種規(guī)格。（三）顎式破碎機(jī)的性能復(fù)擺顎式破碎機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)是對石料的處理能力和最大允許進(jìn)料尺寸。同一種規(guī)格的復(fù)擺顎式破碎機(jī)由于設(shè)計不同，其最大允許進(jìn)料尺寸不一定相同，我國是參照采用前蘇聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)料口寬度以齒底與齒尖距離為標(biāo)準(zhǔn)，而國際上以固定齒板和活動齒板之間距離為標(biāo)準(zhǔn)。由此，標(biāo)明相同規(guī)格的產(chǎn)品，實際上國內(nèi)比國外往往小一個齒深的距離，大規(guī)格的破碎機(jī)齒深為60-100mm，國內(nèi)產(chǎn)品的允許進(jìn)料尺寸則偏小50-80mm。隨著社會主義市場經(jīng)濟(jì)的健康發(fā)展，城市鄉(xiāng)村基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，公路鐵路及其他大型交通建設(shè)，水利發(fā)電站等行業(yè)對石料，特別是高規(guī)格高質(zhì)量的石料需求與日俱增。單就高速公路建設(shè)一項，每年以2200KM的速率發(fā)展，約需石料3500萬3M。破碎是選料的首道工序,為了分離出有用的石料,其加工工序分為粗碎、中碎、細(xì)碎,磨礦。因為破碎是高耗電的加工，所以“多碎少磨”的技術(shù)原則是破碎的一項重要原則。為的就是要節(jié)能減排，提高效率。隨著機(jī)械工程自動化的發(fā)展,國內(nèi)外一些顎式破碎機(jī)已實現(xiàn)機(jī)械，電氣，液壓的一體化、檢測并自動調(diào)節(jié)給料速率和破碎力等。與此同時,破碎機(jī)也在向大型化重型化發(fā)展,（粗碎旋回破碎機(jī)的處理能力已達(dá)6000th）。顎碎機(jī)的缺點也是顯而易見的。例如；階段式破碎、破碎效率偏低,破碎比偏小。針對其缺點,各國主要著手從以下幾方面加以改進(jìn):（1）提高了破碎機(jī)自動化水平(可自動檢測并調(diào)節(jié)、應(yīng)對過載保護(hù)、工作時自動潤滑)（2）改進(jìn)了動顎懸掛方式和襯板的支承方式,提高性能;（3）優(yōu)化結(jié)構(gòu)與運動軌跡改進(jìn)破碎腔型,增大其破碎比,提高效率,現(xiàn)已普遍應(yīng)用高深破碎腔和較小嚙角。（4）顎板采用了新的耐磨材料,最大程度降低了磨損消耗。與此同時也有一些新機(jī)型問世,例如（1）復(fù)擺式鄂式破碎機(jī),兼有顎式破碎機(jī)與圓錐破碎機(jī)的性能其產(chǎn)量較同規(guī)格的破碎機(jī)高50%。（2）篩分顎式破碎機(jī),把篩分和破碎結(jié)合為一體,簡化工藝流程,及時將已達(dá)粒度要求的石料排出,減輕了破碎機(jī)的堵塞和避免過粉碎。（3）雙腔雙動顎式破碎機(jī),其破碎比高達(dá),產(chǎn)量大，效率有所提高而且其排料口便于調(diào)節(jié);（4）在大型化破碎機(jī)方面國內(nèi)外都已生產(chǎn)1500mm×2100mm規(guī)格的顎式破碎機(jī)。在實際生產(chǎn)中僅對粗碎而言,現(xiàn)階段主要對現(xiàn)有顎式破碎機(jī)予以優(yōu)化改進(jìn)、完善,達(dá)到節(jié)能減排、長壽的高效耐用的目的。1.2設(shè)計內(nèi)容通過前面查閱中外參考資料和對實際生產(chǎn)設(shè)備的觀察與解讀,基本了解了顎式破碎機(jī)工作的基本原理和加工工序。在查閱相關(guān)資料后，確定對顎式破碎機(jī)的設(shè)計方案，畫出該顎式破碎機(jī)的總裝配圖。最后分步進(jìn)行該設(shè)備的零件設(shè)計，以及總裝配圖的設(shè)計主要是建立在所學(xué)的機(jī)械專業(yè)課的基礎(chǔ)上，參照相關(guān)參考文獻(xiàn)，結(jié)合參觀實習(xí)，運用《機(jī)械零件設(shè)計手冊》《破碎機(jī)》《機(jī)械原理》等書籍，進(jìn)行不斷的分析和比較，確定最好的設(shè)計。本文所設(shè)計的鄂式破碎機(jī)是在原鄂式破碎機(jī)的基礎(chǔ)上，保留了原鄂式破碎機(jī)的優(yōu)點，主要對復(fù)擺顎式破碎機(jī)進(jìn)行運動分析、V帶的選擇，鄂板、齒板磨損的分析，各種工作參數(shù)的選擇從而得到最優(yōu)化的設(shè)計。本次設(shè)計的要求是設(shè)計一臺效率高，結(jié)構(gòu)合理的顎式破碎機(jī)。通過各零件的優(yōu)化改進(jìn)，對數(shù)據(jù)的計算，使完成設(shè)計后的機(jī)器能夠滿足生產(chǎn)要求。預(yù)期研究成果是獲得一份比較完整的設(shè)計方案及設(shè)計說明書，然后完成關(guān)于顎式破碎機(jī)的總裝配圖一張，零件圖若干張。1.3設(shè)計方案根據(jù)本次設(shè)計題目，在學(xué)院所開設(shè)的專業(yè)課指導(dǎo)下，結(jié)合參觀實習(xí)以及在查閱中外資料后，確定顎式破碎機(jī)的系統(tǒng)組成。使用《機(jī)械零件設(shè)計手冊》等資料，并利用autocad設(shè)計軟件進(jìn)行分析設(shè)計和計算。依次確定顎式破碎機(jī)的電動機(jī)，V帶，鄂板、齒板，偏心軸，其他技術(shù)性能參數(shù)2顎式破碎機(jī)的參數(shù)2.1結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定（1）進(jìn)料口與卸料口。進(jìn)料口長度L為寬度B的1.25～1.6倍。對于大型破碎機(jī)，取L=(1.25～1.6)B,中小型破碎機(jī)取L=(1.5～1.6)B。對于小型破碎機(jī)，為了獲得較高的生產(chǎn)率和粉碎比，L／B值可以選大些，L／B=2.5～5。進(jìn)料口寬度B=（1.1～1.25）。是最大給料粒度，這是由破碎機(jī)嚙住物料的條件所決定的。(建材機(jī)械工程手冊)進(jìn)料口寬度B=(1.1～1.25)=240（mm）中、小型破碎機(jī)L=(1.5～1.6)B=384（mm）卸料口最小寬度e可以按下式確定：簡擺鄂式破碎機(jī)：(～)B復(fù)擺鄂式破碎機(jī)：（～）Be=（～）B=46（mm）式中—最大卸料粒度；S—動鄂板的擺動行程（卸料口出的水平行程）。（2）動鄂板擺動行程S與偏心軸的偏心距r。在理論上，動鄂板擺動行程S應(yīng)按物料達(dá)到破壞時所需壓縮量來決定。然而，由于破碎板的變形，及動鄂板與固定鄂板之間存在的間隙等因素的影響，實際選取的動鄂板擺動行程遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于理論上求出的數(shù)值。在簡擺鄂式破碎機(jī)中，動鄂板擺動行程是破碎腔的上部行程小，下部行程大，物料大小是從破碎腔的上部逐漸向下逐漸減小的，所以只要動鄂板上部的擺動行程能夠滿足破碎物料所需的壓縮量就可以。根據(jù)實驗，破碎腔上部的動鄂板擺動行程大于0.01Dmax，Dmax是最大進(jìn)料粒度。在復(fù)擺鄂式破碎機(jī)中，動鄂板擺動行程是破碎腔的上部行程大，下部行程小。根據(jù)實驗，它的動鄂板擺動行程受卸料口寬度的限制，因為，如果動鄂板下部行程增加到大于卸料口最小寬度的0.3～0.4倍時，將引起物料在破碎腔下部的過壓實現(xiàn)象，容易造成卸料口堵塞，使負(fù)荷急劇增大，所以動鄂板下部的擺動行程不得大于卸料口寬度的0.3～0.4倍。實際上，動鄂板行程是根據(jù)經(jīng)驗數(shù)據(jù)確定的。通常，對于大型鄂式破碎機(jī)，S=25～45mm，中小型鄂式破碎機(jī)，S=12～15mm。因此，動鄂擺動行程S=14mm。動鄂板擺動行程確定后，偏心軸的偏心距r可以根據(jù)初步擬定的構(gòu)件尺寸利用繪制機(jī)構(gòu)圖的方法來確定。通常，對于簡擺鄂式破碎機(jī)，S≈r(2～2.2)r。對于復(fù)擺鄂式破碎機(jī)s=(2～2.2)r=2.1r,偏心軸偏心距r=6.7（2）破碎腔的形狀。破碎腔的形狀是決定生產(chǎn)率、動力消耗和襯板磨損等破碎機(jī)性能的重要因素。破碎腔分直線型和曲線型。直線型的破碎腔各連續(xù)的水平線間形成的梯形斷面面積，向下依次遞減，因而造成一種隨著物料降落而向下遞增的堵塞傾向。這種傾向在物料到達(dá)出料口時為最大，這是造成破碎機(jī)過載和襯板下端磨損嚴(yán)重的主要原因。直線型的破碎機(jī)生產(chǎn)率隨卸料區(qū)的加深而大大減少。采用曲線型時，已破碎的物料在容積大的破碎區(qū)向下降落，這不僅使所有的大塊物料容易移動，而且也可以使細(xì)小的物料有可能從破碎區(qū)內(nèi)自由卸出，因而不易發(fā)生堵塞，襯板磨損減少，生存率大。同時，動鄂板和固定鄂板末端有一段平行帶，在較長期工作之后仍可保持平行，故破碎產(chǎn)品較均勻。但目前仍有不少破碎機(jī)采用直線型，因為它在制造和修理時都較方便。如下圖所示：圖2.1是常用的腔形，應(yīng)用最多，它的特點是定鄂豎直，動鄂在定鄂的一側(cè)，嚙角18°～24°。圖2.2動鄂、定鄂在同一豎直面的兩側(cè)，動鄂與豎直面所成夾角為，定鄂與豎直面所成夾角為，嚙角=+=18°～24°。該形分三種情況，即＜，=，＞，當(dāng)=0時，就是圖2.1的腔形。圖2.1常用破碎機(jī)腔形圖2.2定鄂、動鄂在同一豎直面兩側(cè)2.2工作參數(shù)的確定偏心軸的轉(zhuǎn)速。偏心軸轉(zhuǎn)一圈，動鄂板往復(fù)擺動一次，前半圈為破碎物料，后半圈為卸出物料。為了獲得最大的生產(chǎn)能力，破碎機(jī)的轉(zhuǎn)速n應(yīng)該根據(jù)以下條件確定：當(dāng)動鄂板后退時，破碎后的物料應(yīng)在重力作用下全部卸出，然后動鄂板立即返回破碎物料。轉(zhuǎn)速過高或過低都會使生產(chǎn)能力不能達(dá)到最大值。如圖2.3所示，b為公稱排料口，為動鄂下端點水平行程，為排料層的平均嚙角。為腔內(nèi)物料的壓縮破碎棱柱體，為排料棱柱體。破碎機(jī)的主軸轉(zhuǎn)速n是根據(jù)在一個運動循環(huán)的排料時間內(nèi)，壓縮破碎棱柱體的上層面（）按自由落體至破碎腔外的高度h計算確定的。而該排料層高度h與下斷點水平行程及排料層嚙角有關(guān)。即排料層上層面（）降至下層面（）,正好把排料層的物料全部排出所需的時間來計算主軸的轉(zhuǎn)速。對于排料時間有不同的意見：一種認(rèn)為排料時間t應(yīng)考慮破碎機(jī)構(gòu)的急回特性，即排料時間與機(jī)構(gòu)的行程速比系數(shù)有關(guān)。這一觀點未注意到動鄂下端點排料起始點與終止點并不一定與機(jī)構(gòu)的兩極限位置相對應(yīng)。另一種認(rèn)為排料時間t應(yīng)按t=15／n計算，即排料時間對于主軸的四分之一轉(zhuǎn)，這種假定與實際情況相差甚大。據(jù)了解認(rèn)為排料時間按主軸半徑計算比較符合實際情況。圖2.3排料口處排料示意圖排料時間t為t=30/n(2.1)排料層完全排出下落的高度h為h=／tan(2.2)由h=g(2.3)令g=9800mm／(2.4)將式(2-1)、（2-2）、（2-4）代人（2-3），得式中n——主軸轉(zhuǎn)速（r／min）；——動鄂下端點水平行程（mm）；——排料層平均嚙角（）；q——系數(shù)，考慮在功耗允許的情況下轉(zhuǎn)速的增減系數(shù)。取q=0.95～1.05。高硬度礦石取小值。該式是機(jī)構(gòu)設(shè)計和機(jī)型評價的重要公式之一。偏心軸轉(zhuǎn)速也可以用下述經(jīng)驗公式確定：B≤1200mm時r／minB＞1200mm時r／min式中B為進(jìn)料口寬度（mm）由于算得B=240＜1200mm,所以把B=240代人上式，得=275.2r／min（2）嚙角。鄂式破碎機(jī)動鄂板與固定鄂板之間的夾角稱為嚙角。當(dāng)破碎物料時，必須使物料既不向上滑動，也不從進(jìn)料口中跳出來。為此，夾角應(yīng)該保證物料與鄂板工作表面間產(chǎn)生足夠的摩擦力，以阻止物料塊被推出去。為了確定角，應(yīng)該分析當(dāng)物料被鄂板擠壓時作用在物料上的力。設(shè)物料形狀為球形，其質(zhì)量為G，如下圖所示，由G產(chǎn)生的重力比物料的破碎力小很多，可以忽略不計。在鄂板與物料接觸處，鄂板對物料的破碎力為和,兩者均與鄂板垂直。由這兩個力所引起的摩擦力為和,其方向向下。其中f為物料與鄂板之間的摩擦系數(shù)。物料不向上滑動的條件是:經(jīng)整理得：如物料與鄂板之間的摩擦角為，則即因此，嚙角應(yīng)小于物料與鄂板之間的摩擦角的2倍。一般摩擦系數(shù)=0.25～0.3,則嚙角最大值為28°～34°。實際上，當(dāng)破碎機(jī)喂料粒度相差很大時，雖然＜2，仍有可能產(chǎn)生物料被擠出的情況，這是由于大塊物料楔塞在兩個小塊物料之間。所以，一般鄂式破碎機(jī)的嚙角=18°～22°。減少嚙角，可使破碎機(jī)的生產(chǎn)率增加，但會導(dǎo)致粉碎比的減少；相反，增大嚙角，雖可增加粉碎比，但會降低生產(chǎn)率，同時落在破碎腔中的物料不易被夾牢，有被推出機(jī)外的危險。（2）生產(chǎn)能力。破碎機(jī)的生產(chǎn)能力是指機(jī)器每小時所處理的物料的立方米數(shù)。由于生產(chǎn)能力不但與排料口尺寸有關(guān)，而且與待破物料的強(qiáng)度、韌性、物料性能以及進(jìn)料的幾何尺寸和塊度分布有關(guān)，因此為統(tǒng)一衡量機(jī)器生產(chǎn)能力的高低，標(biāo)準(zhǔn)中的生產(chǎn)能力，是機(jī)器在開邊公制公稱排料口下，每小時所處理的抗壓強(qiáng)度為250MPa、堆密度為1.6t／的花崗巖物料立方米數(shù)，稱為公稱生產(chǎn)能力（／h）。參看下圖，在公稱排料口b時，每一運動循環(huán)的排料行程下排出的物料棱柱體的體積與每小時轉(zhuǎn)速60n的乘積，即可得到公稱生產(chǎn)能力Q的計算公式為式中Q——生產(chǎn)能力（）；n——主軸轉(zhuǎn)速（r／min）；L——破碎腔長度（m）b——公稱排料口尺寸（m）；——動鄂下端點水平行程（m）；——壓縮破碎棱柱體的填充度，中小型機(jī)在公稱排料口下一般取=0.65～0.75。由于機(jī)器要求具有高生產(chǎn)能力，所以上公式將是機(jī)構(gòu)設(shè)計中建立目標(biāo)函數(shù)的重要依據(jù)。鄂式破碎機(jī)的生產(chǎn)能力除利用理論公式計算外，還常常采用下列經(jīng)驗公式計算：根據(jù)《建材機(jī)械工程手冊》，查表1.2-2、表1.2-3、表1.2-4及表1.2-5可得：,,,所以把前面所求e=46mm代入上式公式=18.4t/h2.3電動機(jī)的選擇機(jī)械總效率包括傳動系統(tǒng)的機(jī)械效率和物料與鄂板間摩擦損耗的破碎效率。通過查表可得：傳動系統(tǒng)的機(jī)械效率=0.96，物料與鄂板間摩擦損耗的破碎效率=0.92則=0.96×0.92=0.834根據(jù)經(jīng)驗公式，中小型鄂式破碎機(jī)（600×900毫米以下）N=BL/50～BL/70=18.4～13.2根據(jù)我國生產(chǎn)鄂式破碎機(jī)的生產(chǎn)參數(shù)，則取N=17.5kw查表16-2得選取電動機(jī)為YB系列1000r/min,電動機(jī)具體牌號為Y180L1-615偏心軸功率為=12.34kw扭矩T=9550/n=428.52.4飛輪幾何尺寸的確定飛輪的作用是為了避免破碎大塊物料時，減少電動機(jī)的尖峰負(fù)荷，其主要作用是增加轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動慣量，其具體尺寸到是無關(guān)緊要的。計算飛輪的轉(zhuǎn)動慣量如下：軸的轉(zhuǎn)動慣量=0.5(3.14×1.2×7.8×)×=0.112銷軸的轉(zhuǎn)動慣量=3.14××0.5×7.8×××4=2.83隔板的轉(zhuǎn)動慣量I=0.5m(+)其中R=0.36=3.14×(-)×0.025×7.8×=77.7kg=0.5×m×5×(-)=0.5×77.7×5×(-)=24.64帶輪的轉(zhuǎn)動慣量帶輪的轉(zhuǎn)動慣量的近視算法：=0.5×m(+)+0.5×m(+)=0.5×πBρ(-)(+)+0.5πLρ(-)=0.5×3.14×0.2125×7.8×(-)(+) =1.59電動機(jī)出軸端皮帶輪慣量應(yīng)為：=0.5×m(+)=0.84所以飛輪的轉(zhuǎn)動慣量為：77.82-1.59-45.7-24.64-0.112-2.83-0.84=2.108I=0.5m=0.5πBρ(B取0.15)=0.5×3.14×0.15×7.8××=2.108則R=0.28米所以飛輪的厚為0.12米，長為0.56米。3傳動部分設(shè)計3.1皮帶傳動設(shè)計以下各公式圖表參考由程志紅主編東南大學(xué)出版的?機(jī)械設(shè)計?1.確定計算功率根據(jù)工作情況系數(shù)查表4.6得=1.4設(shè)計功率=P=1.4×15=21KW =21KW選擇帶型根據(jù)=21KW和=970r/min，查圖4.6得B型帶確定帶輪基準(zhǔn)直徑和小帶輪基準(zhǔn)直徑查表4.7 =180mm大帶輪直徑 =(970/275)×180=634圓整=560mm =630mm2.驗算帶的速度Vm/s V=9.1m/s要求帶速在5～25m/s范圍內(nèi)，帶速符合要求。確定中心距初取=700mm =700mm確定基準(zhǔn)長度=2×700+3.14×(180+630)/2+=2744.02 按表4.8圓整=2800mm確定實際中心距a由式4-22a≈+(-)/2=700+(2800-2744.02)/2=727.99a=727.99mm驗算小帶輪包角由式4-23=180°-（630-180）/a×57.3°=180°-（630-180）/727.99×57.3°=144.68°＞120°符合要求 =144.68°確定V帶根數(shù)單根V帶試驗條件下許用功率查表4.4=2.72KW根據(jù)=/=3.5得傳遞功率增量查表4.5=0.3KW包角系數(shù)查表4.8=0.95長度系數(shù)查表4.3=1.05V帶根數(shù)由式4-24Z==21/[（2.72+0.3）0.95×1.05]=6.97圓整 Z=7根確定V帶的預(yù)拉力V帶的每米長度質(zhì)量q查表4.2q=0.17=500（-1）+q=283.02=283.02N確定壓軸力=2Z=2×7×283.02×=3768N=3768N3.2軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計軸是機(jī)器中的重要零件，各種作旋轉(zhuǎn)運動的零件都必須安裝在軸上，才能進(jìn)行運動和動力的傳遞。因此軸的功能是支承旋轉(zhuǎn)零件及傳遞運動和動力。軸的材料種類很多，要根據(jù)強(qiáng)度、剛度和耐磨性等要求，選擇材料種類和熱處理方式。軸的材質(zhì)是碳素鋼與合金鋼。碳素鋼價格較低，對應(yīng)力集中敏感性小，通常使用碳素鋼，最常用的是45號鋼，不太重要或受力較小的軸可以使用Q235等鋼材。合金鋼畢碳素鋼具有更高的機(jī)械強(qiáng)度和優(yōu)良的熱處理性能，但對應(yīng)力集中較為敏感，對于受力較大又要減小軸的尺寸和重量，或者需要提高軸頸的耐磨性，或者在高溫、腐蝕等條件下工作的軸，可以采用合金鋼。在低于200℃熱處理可以明顯提高軸的強(qiáng)度（特別是疲勞強(qiáng)度）和耐磨性，因此要根據(jù)工作條件選用合適的熱處理方式。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計是根據(jù)軸上零件的安裝、定位及制造工藝等方面的要求，合理地確定軸的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸。工作能力計算是通過強(qiáng)度、剛度和振動穩(wěn)定性計算，保證軸具有足夠的工作能力和可靠性。大多數(shù)的軸只需進(jìn)行強(qiáng)度計算，防止斷裂和塑性變形；對于剛度要求較高的軸（如機(jī)床主軸）才進(jìn)行剛度計算，避免發(fā)生過大的變形；對于高速轉(zhuǎn)動的軸還要進(jìn)行振動穩(wěn)定性計算，避免發(fā)生共振。軸的設(shè)計步驟通常是先擬定軸上零件裝配方案，然后裝配和制造要求，確定軸的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸，最后進(jìn)行軸的強(qiáng)度校核，必要時進(jìn)行剛度計算或振動穩(wěn)定性計算。提高軸的強(qiáng)度措施：1、改善軸的受力狀況軸上零件的安裝位置、軸的結(jié)構(gòu)對軸的受力影響很大，設(shè)計軸時應(yīng)該充分加以考慮。當(dāng)軸上有兩個以上的零件輸出扭矩，應(yīng)該將輸入扭矩的零件盡量布置在軸的中間，而不是布置在軸的一端，這樣可以顯著降低軸上的最大轉(zhuǎn)矩。2、減小應(yīng)力集中大多數(shù)軸是在變應(yīng)力條件下工作的，主要失效形式為疲勞破壞。軸的截面變化處（如軸肩、鍵槽等）及過盈配合產(chǎn)生的應(yīng)力集中是引起疲勞破壞的主要因素，因此設(shè)計軸的結(jié)構(gòu)時，應(yīng)盡量減少應(yīng)力集中源和降低應(yīng)力集中程度。合金鋼對應(yīng)力集中較為敏感，設(shè)計時更應(yīng)加以注意。為減少應(yīng)力集中，應(yīng)盡量避免在軸上特別是應(yīng)力較大不為處鉆孔、開槽或加工螺紋。軸肩處應(yīng)采用圓角過渡，并且圓角不宜過小。當(dāng)依靠軸肩定位的零件圓角半徑很小時，為增大軸肩的圓角半徑，可采用內(nèi)凹圓角或隔離環(huán)過渡。軸的表面質(zhì)量對疲勞強(qiáng)度也有顯著影響，因為軸表面的加工刀痕也是應(yīng)力集中源，疲勞裂紋常發(fā)生在表面粗糙的部位，所以必須合理確定表面粗糙度。此外，對軸進(jìn)行表面熱處理（滲碳淬火、高頻淬火等）和表面強(qiáng)化處理（碾壓、噴丸等），也可以提高軸的疲勞強(qiáng)度。3、軸的結(jié)構(gòu)工藝性軸的基本形狀確定后，需要根據(jù)裝配和制造工藝要求，對軸的細(xì)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理設(shè)計。例如，為了減少裝夾工件的時間，同一軸上的鍵槽應(yīng)布置在同一母線上；為了減少道具種類，軸的鍵槽寬度、圓度、退到草和砂輪槽等應(yīng)盡量采用相同的尺寸，并符合有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)；為了去掉毛刺和便于裝配零件，軸段端部應(yīng)該倒角；過盈配合零件裝入端通常要加工出導(dǎo)向錐面；磨削處應(yīng)有砂輪越程槽，車削螺紋處應(yīng)有退刀槽。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計包括軸的形狀、軸的徑向尺寸和軸向尺寸。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計是在初估軸頸基礎(chǔ)上進(jìn)行的。 為了滿足設(shè)計要求，保證軸上零件的定位和規(guī)定，便于裝配，并有良好的加工工藝性，所以選擇階梯軸形。裝滾動軸承的定位軸肩尺寸應(yīng)查有關(guān)的安裝尺寸。為便于裝配及減小應(yīng)力集中，有配合的軸段直徑變化處做成引導(dǎo)錐。在一根軸上的軸承一般都取一樣型號，使軸承孔尺寸相同，可一次鏜孔，保證精度。選取45號鋼作為軸的材料，調(diào)質(zhì)處理。由式8-2計算軸的最小直徑，并加大3%以考慮鍵槽的影響。查表8.6，取A=115則按GB5014-85圓整，可得最小直徑d=60mm2）確定軸的結(jié)構(gòu)方案傳動過程為：電動機(jī)皮帶輪大皮帶輪轉(zhuǎn)子圖3.1主軸示意圖帶輪和右軸承從軸的右端裝入，靠軸端檔圈得到定位。飛輪和左軸承從軸的左端裝入。皮帶輪靠鍵聯(lián)接，采用調(diào)心磙子軸承。3）確定各軸段的直徑和長度（從右到左）①段：軸段1用于安裝皮帶輪。其直徑應(yīng)該與皮帶輪的孔徑相配合。圓整后，=60mm。其帶輪寬=132mm。軸打孔定位皮帶輪，故取=120mm。皮帶輪與軸的軸向定位采用漸開線平鍵聯(lián)接。這種聯(lián)接具有結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、裝拆方便等優(yōu)點，獲得了廣泛的應(yīng)用。②段：為使皮帶輪定位，軸肩高度(2～3)mm,孔倒角取3mm(GB64034-86)。=65mm，=15mm③段：為了便于裝拆軸承內(nèi)圈，＞，且符合標(biāo)準(zhǔn)軸承內(nèi)徑。查GB/T288-1994,選軸承為調(diào)心滾子軸承，型號為22216，軸承寬為33mm,基本額定載荷=180KN,=115KN。極限轉(zhuǎn)速：脂潤滑為2200,油潤滑為3000。該段還有檔圈、螺紋（厚度）。=80mm,=76mm。④段：同樣為了便于裝拆軸承內(nèi)圈，＞，且符合標(biāo)準(zhǔn)軸承內(nèi)徑，查GB/T288-1994，選軸承為調(diào)心滾子軸承，型號為22218，軸承寬為40mm，基本額定載荷=272KN,=168KN。極限轉(zhuǎn)速：脂潤滑為1900，油潤滑為2600，該段還有檔圈，=90mm,=67mm。⑤段：為了調(diào)整輸出軸上個零件的軸向距離和對調(diào)心滾子軸承的軸向定位。根據(jù)調(diào)心滾子軸承內(nèi)圈定位點來確定軸的直徑，選擇軸的直徑為=100mm,=41mm。⑥段：同樣為了調(diào)整輸出軸上個零件的軸向距離和對調(diào)心滾子軸承的軸向定位。根據(jù)調(diào)心滾子軸承內(nèi)圈定位點來確定軸的直徑，==100mm,=41mm。⑦段：該軸端與④段一樣。==90mm,==67mm。⑧段：該軸端與③段一樣。==80mm,==76mm。⑨段：該軸端與②段一樣。==65mm,==15mm。⑩段：該軸端與①段一樣。==60mm,==120mm3.3軸和鍵的校核完成軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計后，軸上主要零件和支反力的位置、外載荷的大小=260N?m單位長度上的均布載荷為：=6.26N/mm水平方向的單位載荷為：=6.2×cos=3.1N/mm垂直方向的單位載荷：=6.2×sin=5.4N/mm由于張緊力的作用，使軸所受的力Q為：Q=3573N其方向與水平方向成角偏下=3573×cos=3417N=3573×sin=1045N重力的作用M=+++=5.5107×4+24.135×16+65.2×5+679=1413.2G=1431.2×10=14312N軸上的受力如圖3.3所示：(1)軸承的支反力利用力矩的平衡在水平面H上=[3417×828+3.1×435×（217.5+136）]/701=4716.1N+=+qL=3417+3.1×435–4716.1=49.4N在垂直平面上×828+G×347.5=×701+qL×347.5=(1045×828+14312×347.5–5.4×347.5×435)/701=7164.6N+qL=+G+=7164.6+5.4×435–14312–1045=-5843N(2)畫出水平面彎矩圖3.6，垂直面彎矩圖3.9，軸的合成扭矩圖圖3.11（3）按彎扭強(qiáng)度校核軸的強(qiáng)度軸的材料為45號鋼，正火查表4—1得，σB=580N/,則[σ]=0.09—0.1σB，即58N/軸的計算應(yīng)力為：圖3.2軸的結(jié)構(gòu)圖圖3.3軸的受力圖圖3.4軸的水平受力圖圖3.5軸的水平剪力圖圖3.6彎矩圖圖3.7軸的垂直面受力圖圖3.8軸的垂直面剪力圖圖3.9軸的彎矩圖圖3.10軸的合成彎矩圖圖3.11合成扭矩圖由圖可以看出，D點的彎矩和扭矩最大，為危險面，軸的抗彎剖面系數(shù)為：安全皮帶輪上鍵的選擇：此處所用的鍵為普通平鍵，其用于靜聯(lián)接，A型鍵在鍵槽中的固定良好，但軸上鍵槽端部的應(yīng)力集中較大；B型鍵在鍵槽中的定位性較圓形鍵差，常用緊定螺釘輔助緊固，軸上鍵槽端部的應(yīng)力集中較?。籆型鍵主要用于軸端。應(yīng)用廣泛，適用于高精度，高速或承受變載、沖擊的工況。根據(jù)主軸直徑，查《機(jī)械設(shè)計手冊》，選用普通半圓型平鍵，皮帶輪及飛輪的聯(lián)接采用普通A型平鍵，具體型號：皮帶輪鍵18×11飛輪鍵18×11。鍵的公稱尺寸，根據(jù)前面軸的長度可選鍵長。對鍵進(jìn)行強(qiáng)度校核:鍵的工作長度C型健=101-9=92mm:鍵與輪隔板的接觸高度，mm:許用擠壓應(yīng)力，鍵的材料一般采用抗拉強(qiáng)度極限的槽，45號鋼，而輪轂的材料為鑄鐵，所以軸的連接許用擠壓應(yīng)力。鍵的強(qiáng)度滿足設(shè)計要求。3.3.1取3.3.2由于≥，故應(yīng)按照計算，由表5—9和表5—10查得按式5-3得:h軸承的壽命符合要求擇過小，或使肘板與其襯墊在機(jī)器空載運行時分離而產(chǎn)生撞擊，或使彈簧完全壓死甚至破壞彈簧。因此拉桿彈簧的優(yōu)化設(shè)計的目的，是確定保證肘板與其襯墊緊密貼合的最小彈簧計算載荷。4結(jié)論鄂式破碎機(jī)的破碎作業(yè)是在兩塊鄂板間進(jìn)行的，其中一塊鄂板固定在機(jī)架上稱為定鄂板，另一塊裝在運動的動鄂體上稱為動鄂板，起表面一般為齒形。當(dāng)動鄂板周期性地靠近與遠(yuǎn)離定鄂板時，擠壓破碎動作從而形成，故而完成破碎與排礦作業(yè)。本次設(shè)計對帶和飛輪進(jìn)行了結(jié)構(gòu)改進(jìn)，這樣對于拆卸和安裝兩方面，都會比較方便。在實際生產(chǎn)中即使軸孔磨損，只需要更換輪轂部分就能解決問題，對于中型鄂式破碎機(jī)每次可節(jié)約上千元的維修費用。另外本次設(shè)計將固定槽軌進(jìn)行了適當(dāng)加寬，軌道面上增加一個條形襯墊，用螺栓在背面固定，這樣當(dāng)襯墊磨損后，只要更換襯墊就可以了，有效的保護(hù)了軌道面。本次設(shè)計還有在機(jī)架兩側(cè)，對應(yīng)于推力板的位置，各預(yù)留一個適當(dāng)規(guī)格的孔洞，使維修人員能在兩側(cè)協(xié)助安裝就大大地方便了。通過在兩個月的畢業(yè)設(shè)計過程中，我對未來學(xué)習(xí)、工作有了新的認(rèn)識，對建材機(jī)械尤其是破碎機(jī)械有了詳細(xì)的了解和把握。此次畢業(yè)設(shè)計順利的完成，使我對自己畢業(yè)后的事業(yè)充滿了信心，并懂得將書本上、網(wǎng)絡(luò)上的科學(xué)知識，大學(xué)四年學(xué)習(xí)的專業(yè)知識與設(shè)計實踐相結(jié)合。我會繼續(xù)鉆研，為提高勞動生產(chǎn)率而進(jìn)行不懈的努力。參考文獻(xiàn)[1]江晶.《環(huán)保機(jī)械設(shè)備設(shè)計》[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2009[2]牛福生.《選礦知識600問》[M].北京:冶金工業(yè)出版社,2008[3]郎寶賢,郎世平.《破碎機(jī)》[M].北京:冶金工業(yè)出版社,2008[4]駱?biāo)鼐?朱詩順.《機(jī)械課程設(shè)計簡明手冊》[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2006[5]孫桓,陳作模.《機(jī)械原理》[M].北京:高等教育出版社,2001[6]申永勝.《機(jī)械原理教程》[M]．北京：清華大學(xué)出版社,1999[7]陳立德.《機(jī)械基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)書（第二版）》[M].北京:高等教育出版社,2004[8]經(jīng)來旺，宮能平.《材料力學(xué):上冊》[M].合肥:中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社,2009[9]經(jīng)來旺，宮能平.《材料力學(xué):下冊》[M].合肥:中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社,2009[10]邵曉榮，包耳編.《互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)》[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2001[11]百度百科.《顎式破碎機(jī)》.北京：百度搜索引擎，2000[12]維基百科.《顎式粉碎機(jī)》.美國.Wikipedia搜索引擎，2001[12]戎吉華復(fù)擺式額式破碎機(jī)機(jī)構(gòu)參數(shù)的確定選自礦山機(jī)械1998-4期[14]唐毅,金玉萍,羅延新.《快捷拆裝的顎式破碎機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計探討》[M].四川:煤礦機(jī)械，2009[15]機(jī)械設(shè)計手冊委員會編.《機(jī)械設(shè)計手冊(1-6卷)》北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2004[16]M.Lindqvist，C.M.Evertsson.MineralsEngineering16(2003)1-12[17]SergeiAzernikov，AlexMiropolsky，AnathFischer．SurfaceReconstructionofFreeformObjectsBasedonMultiresolutionVolumetricMethod．ACMSymposiumonSolidModelingandApplication，2003(1)：115-126目錄TOC\o"1-2"\h\z\u1項目概況 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