I摘 要機械沖擊粉碎是建材行業(yè)材料破碎的主要手段，其設備效率是重要的技術(shù)和經(jīng)濟指標。目前在破碎機的設計研究中，主要集中在耐磨材料和常規(guī)設計的改進。本次設計要求:a、最大進料粒度：≤50mm；b、出料粒度：≤5mm；c、生產(chǎn)能力：12-15t/h。選用 PCL750-4 立軸錘式破碎機。立軸錘式破碎機接合了反擊式破碎機和錘式破碎機的優(yōu)點并加以改進的優(yōu)良破碎機。我進行的主要工作是分析其工作原理，實地觀察了它的工作過程，計算主要部位的數(shù)據(jù)。設計的內(nèi)容包括錘頭、反擊板、隔板、轉(zhuǎn)子、軸、軸承以及皮帶等一些重要的零部件計算，確定了電動機的型號以及鍵、油管和密封裝置。除了以上工作量外我還對國內(nèi)破碎機現(xiàn)狀做了總結(jié)和未來發(fā)展的方向。關鍵詞：破碎；PCL750-4 立軸錘式破碎機IIAbstractMechanical impact crushed the building materials industry is the primary means of broken material, the equipment efficiency is an important technical and economic indicators. Currently in the design of the study Crusher is mainly concentrated in the wear-resistant materials and general design improvements. The design requirements: a, the maximum feed size: ≤ 50mm; b, the particle size: ≤ 5mm; c, production capacity :12-15t / h. Use PCL750-4 Vertical Crusher. Hammer Crusher Vertical Shaft Impact Crusher bonding a hammer crusher and the advantages and improved the fine crusher. My main work is to analyze the working principle, field observations of its working process, calculate the main parts of the data. Design including hammer, impact plate, diaphragm, rotor, shaft, bearings and belts and some other important parts calculations to determine the type of motor as well as keys, tubing and seals. Workload in addition to the above I also made the domestic crusher status summary and future direction.Keywords: broken; PCL750-4 Vertical CrusherIII目 錄摘 要 .I1 緒論.11.1 引言 .11.2 我國破碎機現(xiàn)狀 .12 總體方案設計.32.1 立軸錘式破碎機的類型 .32.2 立軸錘式破碎機的工作原理 .53 結(jié)構(gòu)性能及應用.74 主要零件的設計.94.1 錘子和轉(zhuǎn)子 .94.2 反擊板的設計 .114.3 門的設計 .114.4 隔板的設計 .125 立軸錘式破碎機的結(jié)構(gòu)參數(shù)和工作參數(shù)的選擇與計算.135.1 電動機的選擇 .135.1.1 立軸式破碎機的設計參數(shù).135.1.2 功率的確定135.2 傳動部分的設計 .145.2.1 確定計算功率 Pca.145.2.2 選擇 V 帶型號 .145.2.3 確定帶輪直徑 dd1，dd2.145.2.4 確定中心距 a 和帶的基準長度 dL.155.2.5 驗算主動輪上的包角 1?.155.2.6 確定 V 帶根數(shù) z155.2.7 計算單根 V 帶初拉力 F .165.2.8 計算對軸的壓力 FQ 166 立軸式破碎機主要參數(shù)的確定.176.1 基本結(jié)構(gòu)參數(shù) .176.1.1 轉(zhuǎn)子的直徑與長度176.1.2 基本結(jié)構(gòu)尺寸176.1.3 錘頭質(zhì)量的確定186.2 主要工作參數(shù)的確定 .196.2.1 轉(zhuǎn)子的速度196.2.2 功率19IV6.3 轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)設計 .206.3.1 傳動裝置的運動和動力參數(shù)的選擇和計算206.3.2 傳動軸的設計計算216.3.2.1 軸的結(jié)構(gòu)設計.216.4 軸承和鍵的選用 .276.4.1 軸承的選用和潤滑276.4.2 鍵的選用276.5 輔助零件的設計 .287 安裝及使用注意事項.29總 結(jié).30致 謝.31參考文獻.32附錄 A.33附錄 B.4411 緒論1.1 引言建材產(chǎn)品的生產(chǎn),從原料、燃料到半成品都需要進行破碎和粉磨,其目的是使物料的表面積增加,以提高物理作用的效果及化學反應的速度,如促進均勻混合,提高物料的流動性,便于貯存和運輸,提高產(chǎn)量等。水泥熟料和石膏一起磨碎成最終產(chǎn)品,其磨碎的粒度越細,表面積越大,則水泥的標號就越高。改善和提高產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量,減少動力消耗,降低生產(chǎn)成本,對達到優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低消耗具有重要意義。如今全球的每年的破碎物料達到數(shù)百億噸之多，而僅僅我國每年破碎的各種物料約為 18 億其中鐵礦石約 2.4 億 t，有色金屬礦石超過 1 億非金屬礦物 2.3 億 t，化工礦物 0.3 億 t，水泥 4 億 t。建材用石灰石 4.7 億 t，耗電量為 250-0 億 kW-h,鋼耗約為 250萬 t。以上數(shù)據(jù)表明在破碎機行業(yè)生產(chǎn)節(jié)能降耗，高技術(shù)含量高的破碎機已是未來破碎機械行業(yè)發(fā)展的一大趨勢。破磨作業(yè)是選礦的龍頭，也是能耗、鋼耗的大戶。因此，節(jié)能、降耗是破磨設備研究的主題， “多碎少磨” 是節(jié)能、降耗的重要措施，其關鍵問題是降低破碎產(chǎn)品的最終粒度。立軸錘式破碎機的生產(chǎn)效率高，排料粒度小而均勻，成為金屬礦山選礦廠的主要破碎設備。破碎機的發(fā)展與人類社會的進步和科學技術(shù)的水平密切相關。對于立軸錘式破碎機來說，物料的要求不是那么苛刻的，此機是五大常用的破碎設備之一，看看此機的發(fā)展情況。立軸錘式破碎機是選礦生產(chǎn)線中必不可少的設備之一，立軸錘式破碎機是世界較為先進的破碎設備。隨著科學技術(shù)的發(fā)展，各學科間相互滲透，各行業(yè)間相互交流，廣泛使用新結(jié)構(gòu)、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。1.2 我國破碎機現(xiàn)狀目前，我國立軸錘式破碎機已形成大、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)品尚有差距，有待進一步研究、改進?？偟膩碚f，未來國內(nèi)外立軸錘式破碎機的發(fā)展方向主要表現(xiàn)在以下幾個方面：2第一，需要對現(xiàn)有的立軸錘式破碎機結(jié)構(gòu)進行改進，提高立軸錘式破碎機的對中硬礦石的破碎能力和設備維護的方便性，其主要集中在板錘、轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的改進以便于板錘的更換和裝卡；反擊架（破碎腔形）的結(jié)構(gòu)優(yōu)化，提高礦石的一次性破碎率和能量的利用率。第二，研究開發(fā)具有高耐磨高韌性的新型板錘材料提高板錘的使用壽命，提高生產(chǎn)率。第三，應用現(xiàn)代機電一體化技術(shù)和現(xiàn)代控制方法（如液壓技術(shù)、電子技術(shù)） ，不斷提高立軸錘式破碎機的自動化程度，減少人工的勞動強度，提高生產(chǎn)率。例如：應用現(xiàn)代計算機輔助設計優(yōu)化反擊架的結(jié)構(gòu)參數(shù)，提高對能量的利用率和礦石的一次破碎率。第四，為適應市場和客戶的需求，立軸錘式破碎機正向系列化規(guī)格化，大型化發(fā)展。第五，堅持技術(shù)創(chuàng)新，逐漸擺脫對產(chǎn)品的單一引進和模仿。32 總體方案設計2.1 立軸錘式破碎機的類型我國制造的立軸錘式破碎機用漢語拼音字母和動錐的底部直徑表示型號，如PCL1000-4，其中 P—破碎機、C—錘式、L—立式、1000—筒體內(nèi)直徑（毫米） 、4 錘頭排數(shù)。常用的立軸錘式破碎機型號如下表根本設計方案采用的是 PCL750-4 立軸錘式破碎機。立軸式破碎機由筒體、轉(zhuǎn)子、機蓋附件、底座等部分組成，筒體由機殼、門、隔板、反擊板組成，各部件分別用焊接螺栓、螺釘連結(jié)成一體；轉(zhuǎn)子由主軸、錘架組成。錘架上偏心銷軸將錘頭分 4 排懸掛在錘架之間，為了防止錘架和錘頭的軸向竄動，錘架一端用軸套軸向固定，一端用止退墊圈和鎖緊螺母固定，轉(zhuǎn)子支承在三個滾動軸承上，機殼內(nèi)部有反擊板，反擊板磨損后可以更換，機蓋與軸之間漏灰現(xiàn)象嚴重，為了防止漏灰，設有軸封。主軸是破碎機支承轉(zhuǎn)子的主要零件，沖擊力由它來承受。因此，要求主軸的材質(zhì)具有較高的硬度和韌性，如用 45 鋼。主軸斷面為圓形，錘架用平鍵與軸連接，錘架是用來安裝錘頭的，但破碎機在逆轉(zhuǎn)時，錘架與物料接觸，易造成磨損，所以選擇的材料要具有一定的耐磨性。該錘架的銷軸孔都為 6 個孔，可以在銷軸孔磨損后，把錘頭安裝在另一個位置，在錘架中，上面一個圓盤用以減少偏心銷軸的磨損4程度。錘頭的質(zhì)量、形狀和材質(zhì)對破碎機的生產(chǎn)能力有很大的影響。錘頭動能的大小與錘頭質(zhì)量成正比，動能越大，即錘頭質(zhì)量越大，破碎效率愈高，但能耗佷大。因此，應根據(jù)不同的進料尺寸來選擇適當?shù)腻N頭質(zhì)量。錘頭耐磨性是其主要質(zhì)量指標之一，提高錘頭的耐磨性，可以縮短破碎機的檢修停車時間，就能大大的提高立軸式破碎機的利用率和減少檢修費用。機蓋部件由機蓋、滾動軸承、圓錐套、上軸承蓋、上密封環(huán)、圓螺母以及直通式油杯組成，用螺栓連接在一起，軸承蓋用于軸承的外圓定位，軸承蓋內(nèi)的內(nèi)油氈槽用以安裝油氈起密封油的作用，軸承蓋外面有凸起的環(huán)體，擋住外面的灰塵進入軸承蓋內(nèi)，圓螺母和止退墊圈使軸承的內(nèi)圈得以定位，上密封環(huán)擋住筒體內(nèi)的灰塵進入到機蓋內(nèi)，即采用迷宮密封來擋灰。軸承的潤滑采用直通式油杯油潤滑，軸承間隙的調(diào)整可通過調(diào)整墊片得以實現(xiàn)。底座部件由支承套、滾動軸承、下軸承蓋、下密封環(huán)、軸套、墊片、注油裝置、底座等組成，用螺栓連接在一起，底座用于整個轉(zhuǎn)子軸的定位，支承套用來支承兩個滾動軸承和下軸承蓋，調(diào)心滾子軸承主要用來承受軸向力，推力調(diào)心滾子軸承主要承受徑向力，在兩個軸承之間增加一塊墊片，隔開兩軸承以避免兩軸承直接接觸，影響兩軸承的壽命。上軸承蓋用來定位，推力調(diào)心滾子軸承的外圈定位，兩軸承之間的墊片用于保證兩軸承的內(nèi)圈定位，軸承蓋內(nèi)毛氈用來保證潤滑油的密封，下軸承蓋和下密封環(huán)組成的環(huán)形密封用來擋住筒體內(nèi)的灰塵進入到軸承中。進料口由法蘭、鋼板焊接而成，用螺栓連接在機蓋上。出料口由法蘭，鋼板焊接而成，用螺栓連接在底座的加強筋上。機蓋部分與筒體,筒體與底座均用螺栓連接在一起，轉(zhuǎn)子與底座之間用軸承來支承。立軸式破碎機結(jié)構(gòu)模型如圖 2-1 所示5圖 2-1 立軸式破碎機結(jié)構(gòu)模型圖2.2 立軸錘式破碎機的工作原理常見的錘式破碎機有單轉(zhuǎn)子和雙轉(zhuǎn)子兩種，按照錘子在轉(zhuǎn)盤上的排列，還有單排錘和多排錘等，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)向有可逆式和不可逆式兩類。此外還有一些簡易型錘式破碎機，如十字錘粉碎機，鏈環(huán)式碎煤機等。其中，使用最廣泛的是單轉(zhuǎn)子多排錘式破碎機。錘式破碎機一般適用于含水量小于 12%，抗壓強度小 120MPA 的脆性物料，如石灰石，油母頁巖，礦渣，煤塊等。 錘式破碎機的工作部分是許多按一定規(guī)律鉸在轉(zhuǎn)盤上的錘子，當轉(zhuǎn)盤高速旋轉(zhuǎn)時，6錘子因離心力和旋轉(zhuǎn)力，打擊裝入機內(nèi)的物料，使之破碎，同時，受到打擊的石塊彼此之間以及與機器內(nèi)板，蓖條之間相互撞擊，也促使物料破碎。物料由進料斗進入破碎機，經(jīng)分料器將物料分成兩部分，一部分由分料器中間進入高速旋轉(zhuǎn)的葉輪中，在葉輪內(nèi)被迅速加速，其加速度可達數(shù)百倍重力加速度，然后以 60-70 米/秒的速度從葉輪三個均布的流道內(nèi)拋射出去，首先同由分料器四周自收落下的一部分物料沖擊破碎，然后一起沖擊到渦支腔內(nèi)物料襯層上，被物料襯層反彈，斜向上沖擊到渦動腔的頂部，又改變其運動方向，偏轉(zhuǎn)向下運動，從葉輪流道發(fā)射出來的物料形成連續(xù)的物料幕。這樣一塊物料在渦動破碎腔內(nèi)受到兩次以至多次機率撞擊、磨擦和研磨破碎作用。被破碎的物料由下部排料口排出。和循環(huán)篩分系統(tǒng)形成閉路，一般循環(huán)三次即可將物料破碎成 20 目以下。在整下破碎過程中，物料相互自行沖擊破碎，不與金屬元件直接接觸，而是與物料襯層發(fā)生沖擊、磨擦而粉碎，這就減少了角污染，延長機械磨損時間。渦動腔內(nèi)部巧妙的氣流自循環(huán)，消除了粉塵污染錘式破碎機的種類很多，可以按照下述特征進行分類：按轉(zhuǎn)子的數(shù)目，分為單轉(zhuǎn)子和雙轉(zhuǎn)子兩類。按轉(zhuǎn)子的回轉(zhuǎn)方向，分為不可逆式和可逆式兩類。按錘子的排列方式，分為單排式和多排式兩類。前者錘子安裝在同一回轉(zhuǎn)平面上，后者錘子分布在好幾個回轉(zhuǎn)平面上。按用途的不同，分為一般用途和特殊用途兩類。按錘子在轉(zhuǎn)子上的連接方式，還可以分固定錘式和活動錘式兩種。固定錘式主要用于軟質(zhì)物料的細碎和粉磨。用于粉磨的稱為粉磨機。73 結(jié)構(gòu)性能及應用本次設計是單轉(zhuǎn)子，多排，不可逆式錘式破碎機。他主要由機殼，轉(zhuǎn)子，篦條，和打擊板等部件組成。機殼由上下兩部分組成，分別用鋼板焊接，各部分用螺栓連接成一體。頂部有喂料口，機殼內(nèi)壁有高錳鋼襯板，襯板磨損后可以拆換。為了便于檢修，調(diào)整和更換篦條，機殼的上下兩面均有檢修孔。為了檢修更換錘子方便，兩側(cè)也開有檢修孔。如圖 3-1 所示3-1 轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)圖破碎機的主軸上安裝數(shù)排掛錘體。在其圓周的銷孔上貫穿著銷軸，用銷軸將錘子鉸接在各排掛錘體之間。錘子磨損后可調(diào)換工作面。掛錘體上開有兩圈銷孔，銷孔中心至回轉(zhuǎn)軸心之半徑距離是不同的，用來調(diào)整錘子與篦條之間的間隙。為防止掛錘體和錘子的軸向串動，在掛錘體兩端用壓緊錘盤和鎖緊螺母固定。轉(zhuǎn)子兩端支承在滾動軸承上，軸承用螺母固定在機殼上。主軸和電機用皮帶聯(lián)接。圓弧狀卸料篦條篩安裝在轉(zhuǎn)子的下方，篦條的兩端裝在機殼上，最外面的篦條用壓板壓緊，篦條排列方向與轉(zhuǎn)子運動方向垂直。篦條間隙由中間凸出部分形成。為了便于物料排出，篦條之間構(gòu)成向下擴大的篩縫，同時還向轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)方向傾斜。8當轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時，錘子在離心慣性力的作用下，作輻射狀向四周伸開。進入機內(nèi)的料塊，受到錘子打擊而破碎。小于篦縫的物料，通過篦縫向下卸出，少部分尚未達到要求尺寸的料塊，仍留在篩面上繼續(xù)受到錘子的沖擊和磨削作用，直到達到要求尺寸后從篦縫卸出。這種錘式破碎機的轉(zhuǎn)子只能沿一個方向運轉(zhuǎn)進行破碎，故稱不可逆式。錘式破碎機主要以沖擊兼磨削作用粉碎物料。由于設置有篦條篩，不能破碎粘物料。物料水分超過 15%時就要出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象。94 主要零件的設計4.1 錘子和轉(zhuǎn)子錘子是錘式破碎機的主要零件。垂頭的質(zhì)量，形狀和材質(zhì)對破碎機的生產(chǎn)能力有很大影響。而錘子的形式，尺寸和質(zhì)量的選擇，主要決定于材料物理的性質(zhì)和尺寸，如圖 4-1 所示。4-1 錘頭結(jié)構(gòu)圖在錘式破碎機中料塊受到高速旋轉(zhuǎn)的錘子沖擊而粉碎。當轉(zhuǎn)子的圓周速度一定時，錘子質(zhì)量愈大則其動能愈大，才能將大塊和堅硬物料粉碎。實踐證明，錘子的有效質(zhì)量，不但要能對料塊產(chǎn)生碎裂的沖擊，而且還要在沖擊時不產(chǎn)生向后偏倒。否則將大大降低破碎機的生產(chǎn)力，而且增加能量消耗。所以，在粉碎大塊而堅硬的物料時宜選用重型的錘子，但個數(shù)不要求很多。在粉碎小塊而松軟的物料時，宜選用輕型的錘子，這時錘子的數(shù)目不妨多些，宜增加的物料的沖擊次數(shù)，從而更有利于物料的粉碎。錘子用高碳鋼或鍛造，也可以用高錳鋼鍛造。用高碳鋼鍛造錘子時，以鍛造的質(zhì)量較高。為了提高錘子的耐磨性，有時在他的工作面上，涂焊上一層硬質(zhì)合金或焊上一薄層高錳鋼，或者進行熱處理。用高錳鋼鍛造的錘子，最好經(jīng)過水硬熱處理以提高錘子的質(zhì)量，延長使用時間。錘頭磨損后，可以采用高錳鋼堆焊進行修補，這樣可以大大節(jié)省金屬的消耗。錘式破碎機的轉(zhuǎn)子是一個回轉(zhuǎn)速度較高的部件，質(zhì)量又大，平衡問題就顯得非常重要。為了使破碎機能正常工作，首先必須使它的轉(zhuǎn)子獲得平衡。如果轉(zhuǎn)子的重心偏離轉(zhuǎn)軸的幾何中心時，則產(chǎn)生靜力不平衡現(xiàn)象；若轉(zhuǎn)子的回轉(zhuǎn)10中心線和其主慣性軸中心線不重合而成交叉狀態(tài)時，則將產(chǎn)生動力不平衡現(xiàn)象。轉(zhuǎn)子產(chǎn)生不平衡時，則破碎機的軸承除了承受轉(zhuǎn)子質(zhì)量之外，還受到其離心慣性力，離心慣性力矩作用，以致軸承很快磨損，功率消耗增加，機械產(chǎn)生振動。因此，轉(zhuǎn)子制造與修理后，還要精確地進行平衡。通常當錘子磨損以后，破碎機的破碎效果顯著降低，生產(chǎn)力下降，此時則需要更換其中一部分錘子。當錘子磨損而需要調(diào)換工作面，或更換新錘子時，更要把錘頭的質(zhì)量選配好。更換新錘子時，在徑向要對稱成對地更換，使破碎機運轉(zhuǎn)起來平穩(wěn)，減少振動。如圖 4-2為本次設計的破碎機。4-2 立軸式破碎機結(jié)構(gòu)圖114.2 反擊板的設計反擊板的作用是承受被板錘擊出的物料在其上沖擊破碎，將破碎后的物料重新彈回破碎區(qū)，再次進行沖擊破碎。設計的要求是，被板錘沖擊后的物料經(jīng)反擊后的位置剛好為該板錘旋轉(zhuǎn)以后的位置，以利用再次進行沖擊破碎。反擊板結(jié)構(gòu)圖 4-3 所示。圖 4-3 反擊板結(jié)構(gòu)圖破碎機反擊板經(jīng)各種表面積形狀實驗比較,采用棱條結(jié)構(gòu)效果最好。因為棱條尖角部分鑄造質(zhì)量和熱處理后硬度高, 抗磨損能力強。而且抗磨面是逐漸加大，磨損尺寸逐漸減緩。反擊板材質(zhì)采用耐磨合金鋼，這些措施都有利于反擊板壽命的延長。反擊板的安裝方式為從側(cè)面推入鉸接件，再由緊固螺栓壓緊。4.3 門的設計在物料破碎過程中，難免有難破碎的大塊物料，落在反擊板與轉(zhuǎn)子之間。由于物料粒徑較大，難以從下料口排出，易引起物料阻塞。為清除阻塞物料,保證機構(gòu)的正常運行，所以開設防護門。門的結(jié)構(gòu)如圖 4-4 所示124-4 門的結(jié)構(gòu)防護門為組焊件。耳環(huán)焊接在門上面，接頭形式為角焊接。4.4 隔板的設計由于反擊板不是一整塊，而是由多塊組成進行反擊，反擊板與無聊碰撞時長生不小的力會使反擊板來回運動，所以反擊板之間加以隔板固定固定方式是通過方頭螺釘進行固定。如圖 4-5 所示4-5 隔板的結(jié)構(gòu)135 立軸錘式破碎機的結(jié)構(gòu)參數(shù)和工作參數(shù)的選擇與計算5.1 電動機的選擇5.1.1 立軸式破碎機的設計參數(shù)進料粒徑≤50出料粒徑≤55.1.2 功率的確定由邦德理論N=kQ×(1/ ─1/ ) （5-1）dD式中：d—出料粒徑，um；D—進料粒徑，um；Q—產(chǎn)量，t/h；得 N=185×(1/ ―1/ )X12500=29kw由電機功率,查手冊:選電機型號為 Y200L-4 功率為 30kw 轉(zhuǎn)速為 1470r/min 145.2 傳動部分的設計5.2.1 確定計算功率 Pca考慮到載荷的性質(zhì)、原動機的不同和每天工作時間的長短等，計算功率 Pca比要求傳遞的功率 P 略大，即（5-2）式中：PKAca?KA——工作情況系數(shù)，kwpAca48306.1??5.2.2 選擇 V 帶型號根據(jù)計算功率 kwpca48?min/1470rn由《機械設計手冊》圖 12-1-1 確定選用 D 型帶。5.2.3 確定帶輪直徑 dd1，dd2a) 參考《機械設計手冊》帶傳動設計部分，選取小帶輪直徑 =200 。1dmb) 驗算帶的轉(zhuǎn)速（5-3）106??ndv?= max/301606472.3vs????帶的速度合適 (普通 V 帶 )smv/5max～?c) 從動帶輪直徑 2d= （5-4）ni 4072121??由《機械設計手冊》表 12-1-10 查得 =410mmd155.2.4 確定中心距 a 和帶的基準長度 dL根據(jù) 0.7( + ) 2( + ) （5-5）120a12d取 =11000m根據(jù) （5-6）??0121204dLad????10)()(2.32???58.m?由《機械設計手冊》表 12-1-4 選帶的基準長度 35dLm?（5-7）10928.3501200 ?????dLa5.2.5 驗算主動輪上的包角 1?（5-8）000120 126.5819248618 ?????????ad主動輪包角合適5.2.6 確定 V 帶根數(shù) za)由線性插值法求得額定計算功率 P0（5-9）027.56.1. (74)28.480Pkw?????額定功率值的增量△P 0=3.92,包角系數(shù) Kα =0.98,長度系數(shù) KL=0.90b)計算 V 帶根數(shù) z（5-10） ??tackpZ1???16由《機械設計手冊》表 12-1-18 16.5Pkw?kwP32.1??由《機械設計手冊》表 12-1-21 09aK由《機械設計手冊》表 12-1-22 .8l根?? 89.5.0)32.156(71 ???????tackpZ取 z=6 根5.2.7 計算單根 V 帶初拉力 F(5-11)202.51caaPmvKz?????????由表 12-1-23 m=0.62 ?kg202.5710.618.50.792F N?????????5.2.8 計算對軸的壓力 FQ(5-12)2sin10az? NFQ 167902.sin7.8506i10 ??176 立軸式破碎機主要參數(shù)的確定6.1 基本結(jié)構(gòu)參數(shù)6.1.1 轉(zhuǎn)子的直徑與長度轉(zhuǎn)子直徑一般根據(jù)給料塊的尺寸來決定，提出轉(zhuǎn)子直徑與給料塊尺寸之比為1.2～5,大型破碎機取低值。D=690mm。轉(zhuǎn)子軸直徑與長度之比值一般為 0.2～2，物料沖擊力較大時,應取較大的比值.（6-1）.0～?LDm6916.1.2 基本結(jié)構(gòu)尺寸a．給料口寬度、長度、高度、傾角給料口寬度大于 2 倍最大給料尺寸取 B=260mm、L400mm,為了要求給料有一定的垂直下落速度取 h=400mm,要求入料塊經(jīng)導板給入，因此，導板的傾角不應小于60 ，否則引起給料塊的堆積，給料口如圖 6-1 所示。??06-1 入料口結(jié)構(gòu)圖18b．卸料口尺寸破碎機的卸料口尺寸由產(chǎn)品粒度的大小來決定，卸料口如圖 6-2 所示。6-2 卸料口結(jié)構(gòu)圖c．給料方式破碎機要求給料塊有一定的垂直下落速度，故給料口一般都設置在機架的上方。 6.1.3 錘頭質(zhì)量的確定由于立軸式破碎機的錘頭是通過偏心銷軸固定在轉(zhuǎn)子上的，所以正確地選擇錘頭質(zhì)量消耗都有很大的作用，如果錘頭質(zhì)量選的過小，則可能滿足不了錘頭一次就將物料破碎的要求。若是選得過大，這是不經(jīng)濟的，而且旋轉(zhuǎn)起來產(chǎn)生的離心力也很大，對轉(zhuǎn)子上的其它零件要產(chǎn)生影響并且易損壞。因此，錘頭質(zhì)量一定要滿足錘擊一次使物料破碎，并使無用功率消耗達到最小值，同時還必須不使錘頭過度向后偏倒。計算錘頭質(zhì)量的方法有兩種：一種是使錘頭運動起來產(chǎn)生的動能等于破碎物料所需的破碎功，另一種是根據(jù)碰撞理論的動量相等原理。前一種方法由于沒有考慮錘頭打擊物料后的速度損失，故計算出來的錘頭質(zhì)量往往偏小，需要根據(jù)實際情況修正。按動能定理計算錘頭質(zhì)量（6-2）kgKnDNm21325048??式中 D ─ 轉(zhuǎn)子直徑，mm ；n ─ 轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，m/s；─ 轉(zhuǎn)子圓周方向的錘頭排數(shù)；1K─ 轉(zhuǎn)子橫向每排的錘頭個數(shù)；219因為 （6-3）601'??nEN（6-4）K2'（6-5）mv（6-6）60Dn??式中 N ─ 電動機功率，kw；E ─ 錘頭的動能，J；m ─ 錘頭的質(zhì)量，kg；v ─ 錘頭的圓周速度，m/s；─ 轉(zhuǎn)子上全部錘頭每轉(zhuǎn)一次所產(chǎn)生的動能, J；'所以 kwKnDN7206112???kgm .2834720690614380438 252154 ????6.2 主要工作參數(shù)的確定6.2.1 轉(zhuǎn)子的速度從立軸式破碎機的特點可看見，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速是破碎機的重用工作參數(shù)，它影響著破碎機的破碎效率、破碎比和生產(chǎn)能力。由 （6-7）式中 Dvn?60?─ 轉(zhuǎn)子的圓周速度，m/s；v─ 轉(zhuǎn)子直徑，m。D得 smnv/26609.714.360????一般中小型破碎機的轉(zhuǎn)速為 750～1500r/min，圓周速度為 25～70m/s。6.2.2 功率功率消耗和很多因數(shù)有關，但主要取決于物料的性質(zhì)，轉(zhuǎn)子的圓周速度，破碎比和生產(chǎn)能力。20（6-8）kwefnmRN?32108??式中 m ─ 錘頭質(zhì)量，kg；R ─ 轉(zhuǎn)子半徑，m；n ─ 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，r/min；─ 機械效率， =0.7～0.85；??─ 修正系數(shù)。與轉(zhuǎn)子的圓周速度有關，隨圓周速度增加而減少，因為速度f愈高，每個錘頭打擊物料的機會率愈低。查《建筑材料機械設計》表 1-4 得 =0.00125。f?32108??efnmRN kw1.37.018254245.3???6.3 轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)設計6.3.1 傳動裝置的運動和動力參數(shù)的選擇和計算0 軸（電動機軸）：P0=30kwn0=1470r/min T0=9.55×103×103×P0/n0=9.55×103×103×30/1470=0.19×103×103N·mm1 軸（主軸）：P1=P0×η 電×η 帶 =30×0.921×0.95=24.9kwn1=720 r/minT1=9.55×103×103×P1/n1 =9.55×103×103×24.9/72021=0.33×103×103N·mm6.3.2 傳動軸的設計計算6.3.2.1 軸的結(jié)構(gòu)設計a) 軸的材料及熱處理由于破碎機的設計功率不是太大，對其重量和尺寸無特殊要求，故選擇常用材料45 鋼，調(diào)質(zhì)處理。b)初估軸徑按扭矩初估軸的直徑，查《機械設計》表 10-2，得 C=106-117，考慮倒安裝皮帶輪僅受扭矩作用，取 C=110，則(6-9)3minPCd?式中： C——由軸承的材料和承載情況縮確定的常數(shù)；P——軸的輸出功率， kw；n——軸的轉(zhuǎn)速，r/min.（1）初步確定軸的直徑m397201303 ???npAd根據(jù)工作條件，取 d=70mm（2）傳動軸受力分析N57.94287013.261???mtdTF（3）繪制傳動軸的受力簡圖，如圖所示，求支座反力22垂直面支反力：由∑M=0，得：Ft(L1+L2) – R2L1= 0 FtL2 – R1L1 = 0 由∑Y=0，得：F+R2 – R1 = 0所以：R2=Ft(L1+L2) /L1 = 9428.57×1091/935= 11011.68NR1=R2 – Ft = 11011.68 – 9428.57 = 1573.11N圖 4.1 傳動軸的受力簡圖23（4）作彎矩圖：①垂直面彎矩 M 圖：II 點M1=Ft(L1+L2) – R2L1 = 9428.57×1091–11011.68×935 = 0N·mmIII 點M2=R1L1+FtL2 =1573.11×935+9428.57×156 = 2941714.77N·mm（5）作轉(zhuǎn)矩 T 圖：T=T1 = 330000N·mm（6）校核軸的強度：按彎扭合成應力校核軸的強度校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險截面 III）的強度。由文獻[1，15-5]可知，取 α=0.6，軸的計算應力MPa57.4801.)13.6(7294)( 2622 ??????WTMc???選定軸的材料為 45 鋼，鍛打處理，由文獻[1]表 15-1 可知， MPa。因此，??01??，故安全。??1??ca（7）精確校核軸的疲勞強度①判斷危險截面從應力集中對軸的疲勞強度的影響來看，截面 III 引起的應力集中最嚴重，且受的彎矩較大；從受載的情況來看，截面 III 的應力最大，故 II 面不用校核。只需校核截面24III。②截面 III 左側(cè)抗彎截面系數(shù) W=0.1d3=0.1×803=51200mm 3抗扭截面系數(shù) WT=0.2d3=0.2×803=102400mm截面 III 左側(cè)的彎矩 M 為M= 2941714.77×920/935 = 2894521.48N·mm截面 V 上的扭矩 T 為 T=T1=330000N·mm截面上的彎曲應力 Mpa08.56512894.??WMb?截面上的扭轉(zhuǎn)切應力 MPa3.031T?軸的材料為 45 鋼，由文獻[1]表 15-1 可知， MPa， MPa，640?B?2751???MPa。15???由文獻[1] 附表 3-8 可知，用插入法求出，8.2???k24.8.0????k軸按精車加工，由文獻[1] 附圖 3-4 可知，表面質(zhì)量系數(shù)為： 84.0????軸未經(jīng)表面強化處理， 1?q?固得綜合系數(shù)為9.2184.021???????????kK2543.218.024.1??????????kK由文獻[1] § 3-1，§3-2 可知，碳鋼的特性系數(shù)取2.0~1???1.0???取5? 5?所以軸在截面 V 左側(cè)的安全系數(shù)為5.210.56.89.271 ???????maKS???.732.23.411??a???5.1.715222 ?????SSca??故該軸在截面 V 左側(cè)的強度是足夠的。③截面 V 右側(cè)抗彎截面系數(shù) W=0.1d3=0.1×703=34300mm 3抗扭截面系數(shù) WT=0.2d3=0.2×703=68600mm截面 V 右側(cè)的彎矩 M 為M=2941714.77×126/156 = 2376000.39N·mm截面 V 上的扭矩 T 為 T=T1=330000N·mm截面上的彎曲應力 MPa45.39340276.??WMb?截面上的扭轉(zhuǎn)切應力 MPa.81T?26截面上由于軸肩而形成的理論應力集中系數(shù) 及 按文獻[1]附表 3-2 查取。因???， ，042.95?dr 53.019?dD，.??.?又由文獻[1]附圖 3-1 可得軸的材料的敏感系數(shù)為，83.0??q7.?故有效應力集中系數(shù)按文獻[1，附 ]為43?87.1)05.2(8.1)(1?????????qk67??由文獻[1]附圖 3-2 可得軸的截面形狀系數(shù)為 .??由文獻[1]附圖 3-3 可得軸的材料的敏感扭轉(zhuǎn)剪切尺寸系數(shù)為 76.0???綜合系數(shù)為41.38.05.71???????????kK6.2??所以軸在截面 V 右側(cè)的安全系數(shù)為 80.1.345.91.271 ???????mbKS???3.5627.02871?a??? .1.43.56.1222 ??????SSca??故該軸在截面 V 右側(cè)的強度是足夠的。