開題報告-PF-0807型反擊式破碎機設(shè)計

設(shè)計開題報告課題名稱反擊式破碎機設(shè)計課題來源指導(dǎo)教師職稱學(xué)生姓名學(xué)號專業(yè)/班級研究的背景、目的和意義我國在五十年代末已有反擊式破碎機問世，在八十年代之前，國產(chǎn)的反擊式破碎機局限于處理煤和石灰石之類的硬物料。直到八十年代末原上海建設(shè)機器廠引進KHD型硬巖反擊式破碎機，填補了國內(nèi)空白。但依然落后國外二十多年。國產(chǎn)的硬巖反擊式破碎機開始時其核心零件板錘依賴進口，國產(chǎn)化板錘在“八五”期間列為部級科研攻關(guān)項目，項目成功之后，國產(chǎn)板錘不僅取代進口，而且已大量出口歐美、日本等國。耐磨材料的突破，使硬巖反擊式破碎機如虎添翼，僅以上海建設(shè)路橋機械設(shè)備有限公司為例：十年間，硬巖反擊式破碎機銷售增長15倍。出口增長10倍，為我國的基本建設(shè)工程作出了貢獻。例如：交通部為提高我國公路建設(shè)質(zhì)量，曾提出路面混凝土石料破碎站的科研項目，并列入國家“八五”攻關(guān)項目。該項目的試制設(shè)備在東北某工地使用中失敗。而用戶改用硬巖反擊式破碎機后生產(chǎn)石料，完全符合高速公路防滑路面混凝土要求。于是硬巖反擊式破碎機聲譽大振。遼寧省交通廳曾把擁有這種設(shè)備作為投標(biāo)承接公路建設(shè)的必備條件。據(jù)統(tǒng)計，在全國各省市的公路建設(shè)中都已采用硬巖反擊式破碎機作為路面石料備制設(shè)備，來破碎抗壓強度達(dá)300MPa的玄武巖、安山巖等堅硬物料，并達(dá)到19.6mm以下的級配石料。其針片狀百分比含量小于10％。目前有400多臺在各地使用中，不僅解決了高速公路建設(shè)中的一個難題，而且也擋住了進口，作為硬巖反擊式破碎機的主導(dǎo)制造企業(yè)，上海建設(shè)路橋公司也從中得到發(fā)展，硬巖反擊式破碎機已有三個系列幾十個規(guī)格。隨著改革開放政策帶來的國民經(jīng)濟發(fā)展，市場需求推動著反擊式破碎機的發(fā)展。然而這種發(fā)展是在仿照和引進國外技術(shù)中進行。雖然也滿足了市場需求，但是缺少自主的創(chuàng)造性，而市場經(jīng)濟帶來“急功近利”的負(fù)面影響，對破碎理論的研究和對破碎機的實驗近年來兩者都非常缺乏，沒有理論和實驗指導(dǎo)產(chǎn)品開發(fā)，只能不斷地模仿國外設(shè)計，往往知其然不知所以然。假如國內(nèi)有關(guān)大學(xué)，科研院所和企業(yè)，能實現(xiàn)良好的“產(chǎn)學(xué)研”三結(jié)合，在理論研究和實驗工作上多下些功夫，一定能使我國的反擊式破碎機達(dá)到一個新的水平。

二、國內(nèi)外文獻綜述在反擊式破碎機中，板錘打擊物料時，物料處于無約束的自由狀態(tài)，故稱為自由反擊碎。在自由反擊破碎的研究方面，文獻[1]推導(dǎo)出了破碎機單顆粒物料的破碎能耗計算公式。齊國成[2]對立式反擊式破碎機的破碎機理進行了試驗研究，認(rèn)為是擊碎、壓碎、劈碎、研磨與互磨的綜合作用，并提出了體積破碎和表面破碎兩種破碎模型。G.Unland[3]通過實驗研究了巖石形狀對反擊式破碎機的能耗、破碎概率、沖擊時間、以及最大破碎力的影響。W.Schubert運用試驗和DEM仿真，研究了混凝土的反擊式破碎，并對仿真結(jié)果進行了試驗對比，證明了仿真分析的有效性。而關(guān)于自由反擊破碎的機理，以及自由反擊破碎時的臨界反擊速度、反擊速度與破碎比的關(guān)系、反擊速度與能耗的關(guān)系等，還沒有進行過研究。關(guān)于反擊式破碎力，Renzo[4]對線性、非線性和無滑動三種反擊碰撞理論模型進行了比較，研究了物料反擊的入射角與法向、切向反擊力的關(guān)系。銀金光[5]進行了錘式破碎機單顆粒物料反擊破碎試驗研究，并運用數(shù)理統(tǒng)計理論得到了錘式破碎機最大破碎力的計算公式。曾洪茂[6]通過理論分析，研究了平均破碎力及其與最大破碎力的關(guān)系。張海[7]運用有限元仿真，對反擊式破碎機板錘磨損前后反擊破碎力的變化情況進行了研究，探討了板錘磨損對反擊破碎力的影響。反擊式破碎機型腔對破碎產(chǎn)品質(zhì)量、設(shè)備生產(chǎn)能力、鋼耗、功耗等影響極大，決定著破碎機性能關(guān)鍵結(jié)構(gòu)。轉(zhuǎn)子空間位置關(guān)系及反擊板形狀決定著腔型形狀。一般認(rèn)為，當(dāng)物料沿板錘法線方向沖擊反擊板時，既有較好的破碎效果，又能減小對反擊板襯板的磨損。目前有關(guān)腔型設(shè)計理論指導(dǎo)很少，從國內(nèi)來看，郎寶賢[8]在對四種型號的反擊式破碎機腔形參數(shù)進行比較的基礎(chǔ)上，初步確定了腔型參數(shù)。文獻[9]、[10]運用有限元仿真技術(shù)，對單顆粒巖石在多反擊條件下的運動軌跡進行了分析，提出了一種基于仿真的腔型設(shè)計方法。反擊速度是破碎機性能參數(shù)之一，直接影響破碎機的生產(chǎn)能力、破碎效率及破碎比。較高的反擊速度有助于獲得較細(xì)的產(chǎn)品粒度，但過高的反擊速度又會阻礙物料進入錘頭有效打擊區(qū)，使錘頭對物料的作用更多地處于剪切狀態(tài)，錘頭磨損加?。粶p小反擊速度，能減輕錘頭的磨損，但會增加錘盤用于安裝和固定錘頭的磨損，且生產(chǎn)能力較低。因而，反擊速度需要經(jīng)過綜合評估后確定。文獻[11]推薦了一個反擊速度的取值范圍：粗碎時15～40m/s，細(xì)碎時40～80m/s。但具體應(yīng)該選擇多大，沒有給出一個科學(xué)的選擇方法。B.π瑪洛金[12]和曾洪茂[6]采用不同的理論模型，分別推導(dǎo)出了反擊速度和反擊時間錘頭與物料的接觸時間的計算公式，其結(jié)果存在差異。文獻[13]應(yīng)用體積功耗學(xué)說、動量定理及斷裂力學(xué)理論，破碎單顆粒巖石所需的最小反擊速度進行研究，推導(dǎo)出了巖石顆粒內(nèi)部的初始裂紋長度與發(fā)生破碎所需要的反擊速度之間的關(guān)系式。文獻[14]、[15]對于錘式破碎機沖擊速度對粉碎效果的影響進行了試驗研究，認(rèn)為破碎機的能量利用率隨反擊速度的增大而增加。而綜合考慮能耗、破碎比、磨損等與反擊速度優(yōu)化問題還沒有進行過研究。反擊時間是破碎機強度設(shè)計的主要參數(shù)之一，不同文獻給出的數(shù)值有較大差別，所以反擊時間根據(jù)經(jīng)驗取值。三、研究的主要內(nèi)容：反擊式破碎機在實際工作過程中問題主要集中于破碎腔關(guān)鍵部件，例如轉(zhuǎn)板錘、轉(zhuǎn)子部件上經(jīng)常產(chǎn)生裂紋、甚至發(fā)生斷裂，經(jīng)常需要停車檢查更換部件，從而導(dǎo)致破碎效率低等問題,為了克服上述問題，對破碎腔關(guān)鍵部件板錘、機架、轉(zhuǎn)子、反擊板進行結(jié)構(gòu)設(shè)計及優(yōu)化分析。本設(shè)計的主要內(nèi)容如下:1）物料性能：固體物料物性和物料的強度與易碎性簡述，水分、泥質(zhì)含量及磨蝕性等對破碎工藝的影響以及物料破碎方法分析；2）破碎機總體結(jié)構(gòu)設(shè)計：轉(zhuǎn)子由主軸、轉(zhuǎn)盤、板錘、板錘緊固裝置等組成，根據(jù)實際生產(chǎn)需求經(jīng)過計算分析確定轉(zhuǎn)子直徑D；在轉(zhuǎn)子直徑確定的情況下合理選擇板錘數(shù)目Z；破碎機機架在確定破碎腔尺子情況下依據(jù)經(jīng)驗分析其前、后、側(cè)壁截面形狀及結(jié)構(gòu)尺寸，考慮機架受力情況下的強度、剛度及工藝性要求材料重量等因素；3）主要傳動零件的設(shè)計及破碎機的破碎腔設(shè)計；4）最后在Autocad2014上繪制破碎機總裝圖及零件圖；研究方法：調(diào)研四、研究進度安排2016年01月07號—2016年03月08號選題及下達(dá)任務(wù)書2016年03月09號—2016年03月25號組織開題答辯，上交開題報告2016年03月26號—2016年05月02號中期檢查，填寫中期檢查表2016年05月03號—2016年05月26號完成畢業(yè)設(shè)計初稿，呈指導(dǎo)老師審閱2016年05月27號—2016年05月31號完成畢業(yè)設(shè)計終稿，呈指導(dǎo)老師審閱2016年06月01號—2016年06月10號完成畢業(yè)設(shè)計終稿，呈指導(dǎo)老師和評閱教師審核，論文答辯預(yù)期成果與表現(xiàn)形式：零件圖、裝配圖。五、主要參考文獻[1]銀金光．錘式破碎機中單顆粒物料破碎能耗的分析[J]．礦山機械，2002，(1)：16～17[2]齊國成．立式?jīng)_擊破碎機的破碎機理研究[J]．中國建材裝備，1996，(11)：16～21[3]G．Unland，Y．Al-Khasawneh．Theinfluenceofparticleshapeonparametersofimpactrushing[J]．MineralsEngineering，2009，(22)：220～228[4]A．D．Renzo，F(xiàn)．P．D．Maio．Comparisonofcontact-forcemodelsforthesimulationofcollisionsinDEM-basedgranularflowcodes[J]．ChemicalEngineeringScience，2004，(59)：525～541[5]銀金光，周恩浦．錘式破碎機最大破碎力的研究[J]．礦山機械，1991，(10)：17～21[6]曾洪茂，周恩浦．沖擊破碎機沖擊速度、沖擊時間和破碎力的確定[J]．礦山機械，1994，(1)：2～6[7]張海．基于非線性瞬態(tài)動力學(xué)仿真的沖擊破碎理論研究[J]．北京航空航天大學(xué)，博士后出站報告，2005，(3)：1～4[8]郎寶賢．反擊式破碎機破碎腔設(shè)計[J]．礦山機械，2004，(10)：6～7[9]胡宗武．非標(biāo)準(zhǔn)機械設(shè)備設(shè)計手冊[M]．北京：機械工業(yè)出版社，2003：105～106[10]張海，張以都．反擊式破碎機腔型的數(shù)值仿真研究．遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報[J]．2006，(1)：111～114[11]房琳，張以都，張海．基于仿真的反擊式破碎機反擊板形狀的設(shè)計與分析[J]．礦冶，2006，(1)：73～76[12]B．π瑪洛金著．制粉設(shè)備（上冊）[M]．北京：機械工業(yè)出版社，1957：77～79[13]張柱，楊云川，晉艷娟．單顆粒破碎機理分析．太原科技大學(xué)學(xué)報[J]．2005，(4)：306～308[14]邊漢民，廖正光，張佑林，朱昆泉．錘式破碎機的沖擊速度對粉碎效果的影響[J]．中國建材裝備，1996，(5)：23～25[15]秦綁憲．最新破碎機設(shè)計生產(chǎn)新工藝新技術(shù)與故障診斷排除及質(zhì)量檢驗標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范實用手冊[J]．中國機械出版社，2009，(3)：12～14[16]濮良貴、紀(jì)名剛．機械設(shè)計．第八版[M]．北京：高等教育出版社，2006：33～35[17]于天佑，李鳳翔，李群安．水泥工業(yè)機械設(shè)備安裝、運行、維護、檢修與安全標(biāo)準(zhǔn)、性能檢驗全書[M]．吉林：長春電子出版社，2005：21～23[18]ColeThompsonAssociates．Machinerymanufacturingtechnologydevelopmentandapplication[J]．MachineBuilding&Automation，2003，1：8～9指導(dǎo)教師意見：指導(dǎo)教師簽字:年月日