【JX15-26】PFK--1012可逆反击式破碎机总体结构设计（CAD+论文）
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JX15-26
【JX15-26】PFK--1012可逆反击式破碎机总体结构设计CAD+论文
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【JX15-26】PFK--1012可逆反击式破碎机总体结构设计（CAD+论文）,JX15-26,【JX15-26】PFK,1012可逆反击式破碎机总体结构设计CAD+论文
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PFK-1012可逆反击式破碎机总体结构设计 2014届本科生毕业设计（论文）开题报告课题名称 PFK-1012反击式破碎机总体设计 专 业 机械设计制造及其自动化 专业方向 机械制造工艺及设备 班 级 111021B1 学 号 111021B132 学生姓名 朱晓菁 指导教师 沈秀国 教研室 现代制造 上海应用技术学院机械工程学院2015年 1月 19日15目录1背景意义31.1 选题背景31.2 课题意义32文献综述32.1 结构特点42.2 反击式破碎机的优缺点62.3 反击式破碎机的发展方向62.4 国内外发展现状73拟解决的关键问题和难点9 3.1反击式破碎机的工作原理9 3.2破粹机整体结构设计和强度计算94研究方法及方案确定104.1 原始数据104.2主要部件设计104.3方案比较及确定114.4设计的技术要求（论文的研究要求）124.5毕业设计（论文）应完成的具体工作125进度安排136参考文献13PFK-1012可逆反击式破碎机总体结构设计1 背景意义1.1 选题背景随着我国国民经济的快速发展，矿产资源的综合利用技术与其产业迅猛前进，到1999年我国已建成10879座国有大中型矿山和227854个乡镇集体企业，全国矿石采掘总量超过50亿吨，矿业总产值为4000亿元。物料的破碎是许多行业(如冶金、矿山、建材、化工、陶瓷筑路等)产品生产中不可缺少的工艺过程。由于物料的物理性质和结构差异很大，为适应各种物料的要求，破碎机的品种也是五花八门的。就金属矿选矿而言，破碎是选矿厂的首道工序，为了分离有用矿物，不但分为粗碎、中碎、细碎，而且还要磨矿。因为破碎是选矿厂的耗能大户(约占全厂耗电的50%)，为了节能和提高生产效率，所以提出了“多碎少磨”的技术原则。这使破碎机向细碎、粉碎和高效节能方向发展。另外随着工业自动化的发展，破碎机也向自动化方向迈进(如国外产品已实现机电液一体化、连续检测，并自动调节给料速率、排矿口尺寸及破碎力等)。随着开采规模的扩大，破碎机也在向大型化发展，如粗碎旋回破碎机的处理能力已达6000th。至于新原理和新方式的破碎(如电、热破碎)尚在研究试验中，暂时还不能用于生产。对粗碎而言，目前还没有研制出更新的设备以取代传统的颚式破碎机和旋回式破碎机，主要是利用现代技术，予以改进、完善和提高耐磨性，达到节能、高效、长寿的目的。细碎方面新机型更多些。总的来看，值得提出的有：颚式破碎机、圆锥破碎机、冲击式破碎机和辊压机。而应用最广泛的就是反击式破碎机。1.2 课题意义随着当代经济社会的持续发展，破碎机作为行业产品生产中的关键部件，广泛运用于公路、铁路、冶炼、矿山、建材、化工、陶瓷等部门。由于物料的物理性质和结构差异很大，为适应各种物料的要求，近年来国内外研制开发多种类型的破碎机。如锤式，反击式，反击锤式，立轴式，冲击式等等目前破碎机的种类有颗式破碎机、圆锥破碎机、反击式破碎机、辊轮式破碎机。颗式破碎机、圆锥破碎机、辊轮式破碎机的破碎比小、破碎效率低、能耗高、针片状产品的含量高，这些缺点使得这些类型的破碎机在一些对矿石产品特性要求很高场合不能被使用，具有结构简单、破碎比大、能耗低、产量高、重量轻、产品颗粒好、结构简单、出料细而均匀、易损零件少、维护保养方便等优点，其正以势不可挡的趋势逐步取代颗式破碎机、圆锥破碎机成为许多行业中初级破碎、中细破碎过程中的重要设备，是实现“多破少磨”的理想设备。反击式破碎机适用于矿山、冶金、水泥、建材工、化工、水电等行业，反击式破碎机能处理边长100500毫米以下物料，其抗压强度最高可达350兆帕，具有破碎比大，破碎后矿山物料呈立方体颗粒等优点。设备体积小、构造简单、破碎比大、耗能少、生产能力大、产品粒度均匀、并有选择性的碎矿作用，是很有发展前途的设备；旧反击式破碎机最大的缺点是板锤和反击板特别容易磨损，尤其是破碎坚硬的矿石，磨损则更为严重，需要经常更换。目前耐磨钢材料的出现在新型反击式破碎机已经得到了应用，改变了这个缺点的存在。2 文献综述2.1 结构特点反击式破碎机的多级反击腔，有足够的破碎空间，适于大块物料的破碎。反击式破碎机的反击板角度可以调整，以保证物料在反击板和转子之间反复冲击时呈合适的角度，可以有效提高破碎效率。逐级反击式破碎机碎过程可以有效降低破碎过程中的能量消耗反击式破碎机的转子有单转子和双转子两种类型，其详细分类见图示。转子多为钢板通过二氧化碳保护焊焊接在筒体上，最后再堆焊耐磨层。单转子反击式破碎机如上图的AE所示，其结构简单，适合中、小型厂矿使用。按转子转动分为：单向转动和双向转动。转子下方有带有均整篦板和不带均整篦板两种结构。带有均整篦板的反击式破碎机，可控制产品的粒度，过大颗粒少，产品粒度较均匀。均整篦板的悬挂点能够水平移动，以适应各种破碎工况。它的下端可借调整机构与转子间的夹角，从而补偿因篦板和板锤磨损后而引起卸料间隙的变化。双转子反击式破碎机如图的FI所示，按转子的回转方向可分为三种形式： （1） 两转子同向回转的反击式破碎机如图中的F 及H 所示，相当于两个单转子反击式破碎机碎机串联使用，可同时完成粗、中、细碎作业。破碎比大，产品粒度均匀，生产能力大，但电耗也高。采用这种机械可以减少破碎段数，简化生产流程。 （2） 两转子反向回转的反击式破碎机碎机如图中的G 所示，相当于两个单转子反击式破碎机并联使用。生产能力大，可破碎块度大的物料，可作为大型粗、中碎破碎机使用。 （3） 两转子相向回转的反击式破碎机如图中的I所示，主要是利用两转子相对抛出的物料互相撞击进行破碎，所以破碎比大，金属磨损量较小。 反击式破碎机的反击板调整系统同时兼作整机的过载保护装置，当异物(如铁块等)或不可破碎物块进入破碎机后，反击板可以自动回退弹起，让异物通过破碎机，防止异物(如铁块等)或不可破碎物块对设备产生损害。反击板调整系统通常是液压调整或者用螺母调整。 反击式破碎机的板锤牢固固定于转子上，通常装着六块板锤，板锤用比较耐磨的高锰钢材料铸造而成。转子本身用键固装在主轴上，主轴两端借助滚动轴承支承在下机架上。因此破碎机启动力矩小，转子部分动平衡性能易于控制，运行过程动扰力小。启动平稳。 反击式破碎机机架部分为三分体结构，用铁板和型钢焊接而成，在机体内壁装有钢板制成的衬板。机体的前、后、左、右都设置小门，以便于检修和更换易磨损件。必要时只须打开破碎机后部机壳，即可进行更换板锤、反击板、衬板等检修维护作业。 反击式破碎机零部件的互换性强，易损件品种少，便于备件的采购和管理。液压开启装置用于机壳的启闭，可以有效地降低维护劳动强度，提高维护工作效率，缩短维护工作时间。 反击式破碎机的监测系统可以对破碎机的运行状况进行随时监测，监测信号可以与主控制系统联锁，保证机器的安全、可靠运行。反击式破碎机的驱动系统采用电动机+带轮+V型皮带+破碎机的方式，能有效改善电机启动性能，使电机能平稳启动运行。皮带传动方式可起到双重的过载保护的功能，驱动系统所要求的电机功率低，大大降低运行成本。此驱动方案是经济实用、性能优良、安全可靠的驱动方案。2.2 反击式破碎机的优缺点a. 反击式破碎机的优点： 1）构造简单、体积小、重量轻、生产能力大、生产成本低。进料口大、破碎腔高、适应物料硬度高； 2）矿石沿节理面破碎，故电耗少、效率高； 3）破碎比大，可达40，因此可以简化破碎流程，可使三段破碎变成两段或一段破碎，降低选矿厂设备费用； 4）反击板与板锤间隙能方便调节，有效控制出料粒度，颗粒形状好； 5）高铬板锤，抗冲击、抗磨损、冲击力大； 6）无键连接，检修方便，经济可靠； 7）破碎功能全、生产率高、机件磨耗小、综合效益高； 8）具有选择性破碎作用，并且破碎产品的粒度较均匀，形状多数为立方体石子。对于桥梁建造、高速筑路、码头、机场的建造有广泛的应用。b. 反击式破碎机的缺点： 1）不设下蓖条的反击式破碎机不能控制产品粒度，同时难于生产单一粒度的产品，产中有少量大块。 2）作粗碎和单机破碎时，需严格控制最大进料粒度。 3）防堵性能较差，不适宜破碎塑性和粘性物料，在破碎硬质物料时，板锤和反击板磨损较大，运转时噪音较大，产生粉尘大。2.3 反击式破碎机的发展方向总的来说，未来国内外反击式破碎机的发展方向主要表现在以下几个方面：第一，需要对现有的反击式破碎机结构进行改进，提高反击式破碎机的对中硬矿石的破碎能力和设备维护的方便性，其主要集中在板锤、转子结构的改进以便于板锤的更换和装卡;反击架(破碎腔形)的结构优化，提高矿石的一次破碎率和能量的利用率。 第二，研究开发具有高耐磨高韧性的新型板锤材料提高板锤的使用寿命，提高生产率。 第三，应用现代机电一体化技术和现代控制方法（如液压技术、电子技术），不断提高反击式破碎机的自动化程度，减少工人的劳动强度，提高生产率。例如:应用现代计算机辅助设计优化反击架的结构参数，提高对能量的利用率和矿石的一次破碎率。 第四，为适应市场和客户的需要，反击式破碎机正向系列化规格化，大型化发展。 第五，坚持技术创新，逐渐摆脱对产品的单一引进和模仿。2.4 国内外发展现状五十年代初，随着新型耐磨材料的应用，德国KHD公司首先推出硬岩反击式破碎机，打破了这种局限，这种机型的改进型目前仍在生产中。我国在五十年代末已有反击式破碎机问世，在八十年代之前，国产的反击式破碎机局限于处理煤和石灰石之类中硬物料。直到八十年代末原上海建设机器厂方引进KHD型硬岩反击式破碎机，填补国内空白。但落后国外二十多年。国产的硬岩反击式破碎机，开始时其核心零件板锤依赖进口，国产化板锤在“八五”期间列为部级科研攻关项目，项目成功之后，国产板锤不仅取代进口，而且已大量出口欧美、日本等国。国内各厂家所制造的反击式破碎机技术水平相差很悬殊，有少数厂家的产品基本接近世界先进水平，而大多数厂家的产品与世界先进水平相比差距较大。综上所述，改善国内反击式破碎机落后的状况，全面提高反击式破碎机技术水平，赶上世界先进水平，创造世界品牌的反击式破碎机是当务之急。耐磨材料的突破，使硬岩反击式破碎机如虎添翼，仅仅上海建设路桥机械设备有限公司（以下简称建设路桥公司）为例：十年间，硬岩反击式破碎机销售增长15倍。出口增长10倍，为我国的基本建设工程作贡献。例如：交通部为提高我国公路建设质量，曾提出路面混凝土石料破碎站的科研项目，并列入国家“八五”攻关项目。该项目的试制设备在东北某工地使用中失败。而用户改用硬岩反击式破碎机后生产石料，完全符合高速公路防滑路面混凝土要求。于是硬岩反击式破碎机声誉大振。辽宁省交通厅曾把拥有这种设备，作为投标承接公路建设的必备条件。据统计，在全国各省市的公路建设中都已采用硬岩反击式破碎机作为路面石料备制设备，来破碎抗压强度达300MPa的玄武岩、安山岩等坚硬物料，并达到19.6mm以下的级配石料。其针片状百分比含量小于10。目前有400 多台在各地使用中，不仅解决了高速公路建设中的一个难题，而且也挡住了进口，作为硬岩反击式破碎机的主导制造企业，上海建设路桥公司也从中得到发展，硬岩反击式破碎机已有三个系列几十个规格。以下主要从3个方面来分析国内外产品差异：（1）德国HAZAMAC 公司生产的反击式破碎机既分为粗破、中破、细破三种用途，又分为适合坚硬物料和中硬物料两种不同场合从而组合而为十几种机型。以满足市场方方面面的需求。相比之下，我国的反击式破碎机虽然在硬岩破碎方面有突破，但是品种缺，规格少。从市场需求来看，应加强开发下列类型的产品。 a：粗破设备当水泥工业采用管磨机作为生料磨时，单段锤式破碎机是较佳的选择，而目前在2000t/d以上的水泥生产线上，越来越多选用立式磨机来取代管磨机，较佳的配套方案应是选用大型粗破的反击式破碎机，可以方便地随着立磨的需求调整出料粒度，以便立磨压力床的建立，从而提高处理能力，因此，承担粗破的反击式破碎机，将会有相当大的市场； b:中细碎设备当高等级公路防滑面层沥青混凝土的级配骨料要求越来越少，并且对玄武岩、安山岩等坚硬物料处理能力要求达到100t/h 以上时，目前的硬岩反击式破碎机在出料粒度和处理能力两方面都有些难度。上海建设路桥公司1999年引进美国最新技术作为一种新的机型，在腔形设计和转子结构上对照旧机型有相当大变化。很好地解决上述两方面的问题。其新产品PF1315型，自2000年下半年供应市场后，一直供不应求。这一产品经原国家机械总局鉴定，达到国际上先进水平，满足硬岩、细碎，较大处理量的二破要求。c：制砂设备当长江等地天然砂禁止采挖之后，机制砂成为市场热门商品，可逆反击式破碎机碎机在欧洲作为制砂设备使用十分广泛。采用双向包络的反击板配合线速度达40m/s以上的高速双板锤转子，很好地控制排料粒度。在闭路系统中，其排料的制砂可达50以上，高于石打石的立轴冲击式破碎机的制砂率。这种产品必将在机制砂市场上一显身手，以上三个方面将是市场推动反击式破碎机发展的方向。 （2）随着改革开放政策带来的国民经济发展，市场需求推动着反击式破碎机的发展。然而这种发展是在仿照和引进国外技术中进行。虽然，也满足市场需求，但是缺少自主的创造性，而市场经济带来的“急功近利”的负面影响，对破碎理论的研究和对破碎机的实验近年来两者都非常缺乏，没有理论和实验指导产品开发，只能不断地模仿国外设计，往往知其然不知所以然。假如国内有关大学，科研院所和企业，能实现良好的“产学研”三结合，在理论研究和实验工作上多下些功夫，一定能使我国的反击式破碎机达到一个新的水平。 （3）随着新型耐磨材料的问世，反击式破碎机的板锤材料的耐磨性能进一步提高，可靠行加强。历来破碎机的发展是以新型耐磨材料的应用为支柱。1882年首先提出的高锰钢，经水韧处理后，在高冲击载荷和高挤压应力下由于孪晶变形等组织变化引成的表面加工硬化，显微硬度可达HV750，而芯部仍保持良好冲击韧性。使用于颚式的齿板，园锥的动锥、定锥、锤式的锤头等，称为第一代耐磨材料。它不适应低冲击载荷或低应力时使用。1930年左右出现的硬镍铸铁，硬度可达HRC5560，作为第二代耐磨材料，因为太脆，故只能制作小零件，如砂石清洗机的螺旋叶片板等，且我国镍贵，故应用甚少。比硬镍铸铁晚几年出现的高铭铸铁则被称为第三代耐磨材料，在其强韧的马氏体基体上，分布坚硬大块的一次碳化物和一定量弥散性细小二次碳化物，当铬含量超过10后，出现的碳化物呈（Fe,Cr）7C3型。其显微硬度高达HV13001800。目前主要应用于反击式的板锤和立轴式的打击板。高铬铸铁按铬含量分为Cr15,Cr20,Cr26 三种，铬含量低则价格低含量高则韧性相对较好,反击式板锤，国内大多数厂家使用Cr20制造，而国外较普遍使用Cr26。高铬铸铁的不足之处是硬脆性和价格偏高。而国内在这方面还是落后。例如福建省顺昌水泥厂购买的德国HAZAMAC公司生产的反击式破碎机的板锤材料在国内找不到，这使维修成本增加不少。（4）国内在高锰钢板锤的铸造质量方面不如国外。例如在铸造时熔炼温度控制区间波动较大，在加入的合金元素、铸造工艺和热处理方面还是有差距的。（5） 目前，国外大多通过动力学仿真、有限元分析技术、三维建模等技术对反击式破碎机进行优化分析，而国内这方面很少有人做。反击式破碎机的设计大多还是依靠二维的AUTOCAD，校核计算方面还是依靠经验。这对产品研发和生产造成诸多不便，很可能发生零部件的干涉等问题。国内较先进的反击式破碎机采用液压开启装置用于机壳的启闭，可以有效地降低维护劳动强度，提高维护工作效率，缩短维护工作时间；还有反击式破碎机监测系统可以对破碎机的运行状况进行随时监测，监测信号可以与主控制系统联锁，保证机器的安全、可靠运行。3 拟解决的关键问题与难点3.1 反击式破碎机的工作原理反击式破碎机利用高速旋转的转子上的板锤，对送入破碎腔内的物料产生高速冲击而破碎，且使已破碎的物料沿切线方向以高速抛向破碎腔另一端的反击板，再次被破碎，然后又从反击板反弹到板锤，继续重复上述过程。在往返途中，物料间还有互相碰击作用。由于物料受到板锤的打击、与反击板的冲击以及物料相互之间的碰撞，物料不断产生裂缝，松散而致粉碎。当物料粒度小于反击板与板锤之间的缝隙时，就被卸出。3.2 破粹机整体结构设计和强度计算 对反击式破粹机的结构原理进行分析，选择和计算结构参数和工作参数，包括运动及动力参数计算。总装图设计，主要的零件部件强度计算选用计算。用CAD完成设计图。通过采用经验公式对结构参数进行优化设计。能熟练查阅手册，较高的动手能力和创新能力。较好的综合素质。4 研究方法及方案确定4.1 原始数据PFK-1012可逆反击式破碎机适用于中硬物料的中等规模一次性破碎场合的破碎设备，对抗压强度不大于150Mpa以下脆性物料进行破碎，其物料表面含水量是12%以下，含泥量极少条件下使用。(1) 转子直径mm：1000 (2) 转子长度mm：1200 (3) 转子转速：738r/min(4) 最大进料粒度mm：50 (5) 出料粒度mm：525 (6) 生产能力： 大于50t/h(7) 电动机型号：Y315M-8功率：110KW 转速：738r/min4.2 主要部件设计PFK-1012可逆反击式破碎机由机壳、转子、反击板、锤头、衬板等组成。 1.机壳由上机体、后上盖、左侧壁和右侧壁组成，各部分用螺栓连结成一体，上部开有进料口,内部镶有高锰钢衬板，磨损后可以更换，后部开有进风口，下部开有出风口,机壳和轴之间漏灰现象十分严重，为了防止漏灰，设有轴封。机体工作是无显著不平衡震动，无需笨重的基础。为了便于检修、调整和更换，下机体的前后两面都设有液压支柱。2.转子由主轴、方盘、销轴等组成，方盘上开有4个均匀分布的孔，通过螺栓4个板锤固定起来。 3.主轴是支承转子的主要零件，冲击力由它来承受。因此，要求其材质具有较高的韧性和强度。通常断面为圆形，且有平键和其他零件连接。4.打击板有三块，圆弧型。一个可以调整，一个是固定的。调整的一个靠的是安装在箱体上的螺杆装置。 5.板锤是主要的工作部件。其质量、形状、和材质对破碎机的生产能力有很大的影响。因此，根据不同的进料尺寸来选择适当的锤头质量。要破碎中等硬度的物料。 板锤用高碳钢铸造或锻造，也可用高锰钢铸造发。为了提高耐磨性，有的锤头表面涂上一层硬质合金，有的采用高铬铸铁。4.3 方案比较及确定工作机一般都是依靠原动机供给一定形式的能量才能工作。但是，把原动机和工作机直接连接起来的情况是很少的，往往需在二者之间加入传递动力或改变运动状态的传动装置。其主要原因是： （1）工作机所要求的速度，一般与原动机的最优速度不相符合，故需增速或减速。此外，原动机的输出轴通常只作匀速回转运动，而工作机所要求的运动形式却是多种多样的，如直线运动、间歇运动等。 （2）很多工作机都需用根据生产要求而进行速度调节，但依靠调整原动机的速度来达到这一目的往往是不经济的，甚至是不可能的。 （3）在有些情况下，需用一台原动机带动若干个工作速度不同的工作机。（4）为了工作安全及维护方便，或因机器的外廓尺寸受到限制等其他原因，有时不能把原动机和工作机直接连接在一起。 由此可见，传动装置是大多数机器或机组的主要组成部分。实践证明，传动装置在整台机器的质量和成本中占有很大的比例。机器的工作性能和运转费用也在很大程度上取决与传动装置的优劣。 在这设计中，我想了四种传动方案，这四种方案如下： （1） 电机联轴器齿轮减速器联轴器反击式破碎机 （2） 电机皮带反击式破碎机 （3） 电机链条反击式破碎机（4） 电机联轴器涡轮蜗杆减速器联轴器反击式破碎机 在第一种传动方案中，电机为高速电机，齿轮减速器工作时机械性能好，工作可靠，维护方便，传动比恒定，噪音低，传动效率高等优点，但它的安装精度高，价格较贵，抗冲击性能差且无过载保护。 在第二种传动方案中，电机不一定是高速电机，带传动结构紧凑，传动平稳，价格低廉和缓冲吸震等特点。而皮带传动的最大优点是可以起到过载保护的效果，防止机械因过载而发生损坏。 在第三种传动方案中，链传动具有无弹性滑动和整体打滑的现象，因而能保持准确的平均传动比。链条又不需要像带传动那样张得很紧，因此压轴力较小。链传动具有整体尺寸较小，结构较为紧凑；同时能在高温和潮湿的环境中工作。它的制造与安装精度要求较低，成本也低。由于链传动的速度并不高，只适用于减速比小且无启动频繁的场合，链传动的缺点是只能实现平行轴间链轮的同向传动；运转时不能保持恒定的瞬时传动比，磨损后易发生跳齿，不易在载荷变化很大高速和急速反向的传动中，且无过载保护。 在第四种传动方案中，采用的是涡轮蜗杆减速器，这种减速器的最大好处是传动比大，零件数目又少，因而结构紧凑；由于蜗杆齿是逐渐进入啮合及逐渐退出啮合的，同时啮合的齿对较多，故冲击载荷较小，传动平稳，噪声低。但这种传动的最大缺点是在啮合处有相对滑动，当滑动速度很大，工作条件不够良好时，会产生较严重的摩擦与磨损，从而引起过分发热，使润滑情况恶化，因此摩擦损失较大，效率低。同时也无过载保护。 在设计中，由于考虑到反击式破碎机的工况：载荷变化大且不易控制，传动比要求也不那么严格，同时载荷大对电机的启动性能造成不好的影响，考虑到大功率的电机在转速高低上的价格差异不很明显及整机的成本最低化的原则， 反击式破碎机的驱动系统采用电动机+V型皮带+破碎机的方式，能有效改善电机启动性能，使电机能平稳启动运行。皮带传动方式可起到双重的过载保护的功能，驱动系统所要求的电机功率低，大大降低运行成本。此驱动方案是经济实用、性能优良、安全可靠的驱动方案。4.4 设计的技术要求（论文的研究要求）：(1) PFK-1012反击式破碎机总体结构布置方案论证；(2) PFK-1012反击式破碎机总体设计；(3) 转子主轴强度、结电机选择及核算、反击板结构、强度结构设计、皮带传动、主轴轴承、动力系统等分析计算；4.5 毕业设计（论文）应完成的具体工作：(1) 开题报告一份；(2) 20000外文印刷字符或5000汉字以上的相关科技文献翻译； (3) 规定的图纸设计任务；(4) 毕业设计说明书（论文）一本等。5 进度安排1月19日-2月3日: 学习课题内容，查阅资料，完成外文资料的翻译；完成开题报告，完成毕业实习；2月4日-2月28日：PFK-1012反击式破碎机结构分析及箱体布局方案设计；3月1日-4月25日： PFK-1012反击式破碎机箱体结构装配图和转子草图设计；4月25日-5月23日: 完成关键零部件的设计，计算及结构绘制，绘制完整装配图、零件图； 5月23日-5月30日: 编写、装订毕业设计说明书，完成并提交毕业设计全部设计内容； 5月30日-6月06日: 准备毕业设计答辩；根据审核意见，修改、完善毕业设计内容；并将修改、完善后的毕业设计全部内容刻成光盘； 6月9日-6月13日: 参加毕业设计答辩；提交毕业设计全部设计内容和光盘。 提交申报优秀毕业设计的有关资料。 6月16日-6月20日：成绩评定；6 参考文献1 孙桓等主编.机械原理.高等教育出版社，20012 濮良贵等主编.机械设计.高等教育出版社，20013 郑鸣皋主编破碎机综述北京：机械工业出版社，20014 范祖尧主编. 现代机械设备设计手册. 北京：机械工业出版社，19965 徐灏主编.机械设计手册（第四版）.北京：机械工业出版社.19916 机械设计手册编辑组 非标准机械设备设计手册，航空工业出版社，1990：2-107 北方交通大学材料系编，金属材料学，1983，中国铁道出版社8 朱宝库，机械设计，哈尔滨工业大学出版社，1989：20-25 9 钱可强，机械制图，第四版，高等教育出版社，1997：41-4410 陈宏杰，公差与测量技术基础，第一版，科学技术文献出版社 1991：44-4811 Kaliszer H.et al ,Effect of dressing upon the grinding performance An nals of the CIRP Vol .25/2/1976,p.27-3512 ZhangJun-chong.ThedesignforfixtureofmillingmachineJ.MechanicalResearch&Application,2010,(02)13WuXia;ZhouTai-ping.ProblemsofTechnologyandFixtureDesigninNCMachiningJ.MechanicsCollegeofJinggangshanUniversity,2010,(2). 机械工程学院毕业设计（论文）开题报告指导教师评语表 指导教师评语：朱晓菁同学能根据毕业设计的时间结点，较认真地收集了与设计课题有关的资料， 对资料进行了汇总和分析，对重锤式类型的破碎机和PCG-1316重锤式破碎机的总体的基本结构，进行了破碎机的功能分析和方案的比较和论证，并对破碎机的腔型的设计有比较和选择结果，制定了课题设计的工作时间进度。设计方案有一定的可行性，基本结构比较合理，但还需要进一步完善。希望在下阶段结构分析和结构设计论述中，弥补不足之处，将毕业设计工作完成的尽可能更好。 同意该同学开题。 指导教师： 年 月 日 毕业设计（论文）指导小组意见 ： 开题报告内容基本可行，方案设计及结构考虑比较合理，同意开题。 审核人： 年 月 日目录目录I摘要IIAbstractIII第一章 选题背景11.1选题的目的和意义：11.2国内外反击式破碎机的现状及发展11.3反击式破碎机的特点41.3.1结构特点41.3.2反击式破碎机的优缺点71.3.3 反击式破碎机的发展方向81.4反击式破碎机和破碎机分类81.4.1 反击式破碎机介绍81.4.2 反击式破碎机的分类：81.4.3破碎机的分类：91.5反击式破碎机的规格和型号9第二章 反击式破碎机碎机的工作原理及破碎实质102.1反击式破碎机工作原理102.2 矿石的力学性能与反击式破碎机的选择112.3破碎过程的实质11第三章 传动系统方案选择133.1传动系统的作用133.2传动方案的选择13第四章 反击式破碎机主要参数设计154.1 反击式破碎机的总体方案设计154.2转子转速的验算154.3 生产率的计算164.4电动机的功率17第五章 反击式破碎机转子设计185.1 转子结构设计185.2 板锤结构形式与数目185.3 转子轴与轴承195.3.1转子轴的强度计算195.4 反击式破碎机破碎腔设计215.5 反击板设计235.6 反击板调整装置255.6.1反击板悬挂装置255.6.2此处选用拉杆自重式255.7 拉杆设计27结论28致谢29参考文献3010摘要反击式破碎机是在反击式破碎机基础上发展起来的，大量应用于石灰石，砂岩，水泥熟料，烧粘土，石膏及煤等矿石的破碎使用，所以，它的设计有着广泛的前景和丰富的可借鉴的经验。其设计的实质是，在完成总体的设计方案以后，就指各个主要零部件的设计、安装、定位等问题，并对个别零件进行强度校核和试验。并在相关专题中，对反击式破碎机转子锤头的寿命延长进行比较详细的分析。在各个零部件的设计中，要包括材料的选择、尺寸的确定、加工的要求，结构工艺性的满足，以及与其他零件的配合的要求等。在强度的校核是，要运用的相关公式，进行危险部位的分析、查表、作图和计算等。并随后对整体进行安装、工作过程以及工作后的各方面的检查，同时兼顾到维修、保险装置等方面的问题，最后对主要工作零件的加工精度、公差选择进行分析，以保证破碎机最终设计的经济性和可靠性。关键词 反击式破碎机 转子 强度 公差Abstract The impactcrusher hammer crusher is developed on the basis of, a lot of application in limestone, sandstone, the cement clinker, burned clay, gypsum and coal, ore of broken use, so, it is designed to have a wide range of prospects and rich experience for reference. The essence of the design is, in the final design scheme of the overall, when you refer to all the main parts design, installation, orientation, and the individual parts strength check and test. And in the related project, to the impactcrusher rotor hammer live longer carry out more detailed analysis. In all parts of the design, to include the material choice, the size of the sure, processing requirements, the structure of the technology to meet, and other components of the cooperation of requirements, etc. In the strength of checking is, to use the related formula, the analysis of the dangerous parts, check a watch, mapping and calculation, etc. And then on the overall for installation, working process and work all the way to check, and pay attention to the maintenance, insurance device, and other aspects of the problem, the last of the main parts of the machining accuracy, tolerance, the choice of analysis, in order to ensure that the crusher of the final design of economy and reliability.Key words：impactcrusher rotor strength tolerances第一章 选题背景1.1选题的目的和意义： 随着当代经济社会的持续发展，破碎机作为行业产品生产中的关键部件，广泛运用于公路、铁路、冶炼、矿山、建材、化工、陶瓷等部门。由于物料的物理性质和结构差异很大，为适应各种物料的要求，近年来国内外研制开发多种类型的破碎机。如锤式，反击式，反击锤式，立轴式，冲击式等等目前破碎机的种类有颗式破碎机、圆锥破碎机、反击式破碎机、辊轮式破碎机。颗式破碎机、圆锥破碎机、辊轮式破碎机的破碎比小、破碎效率低、能耗高、针片状产品的含量高，这些缺点使得这些类型的破碎机在一些对矿石产品特性要求很高场合不能被使用，具有结构简单、破碎比大、能耗低、产量高、重量轻、产品颗粒好、结构简单、出料细而均匀、易损零件少、维护保养方便等优点，其正以势不可挡的趋势逐步取代颗式破碎机、圆锥破碎机成为许多行业中初级破碎、中细破碎过程中的重要设备，是实现“多破少磨”的理想设备。反击式破碎机适用于矿山、冶金、水泥、建材工、化工、水电等行业，反击式破碎机能处理边长100500毫米以下物料，其抗压强度最高可达350兆帕，具有破碎比大，破碎后矿山物料呈立方体颗粒等优点。设备体积小、构造简单、破碎比大、耗能少、生产能力大、产品粒度均匀、并有选择性的碎矿作用，是很有发展前途的设备；旧反击式破碎机最大的缺点是板锤和反击板特别容易磨损，尤其是破碎坚硬的矿石，磨损则更为严重，需要经常更换。目前耐磨钢材料的出现在新型反击式破碎机已经得到了应用，改变了这个缺点的存在。1.2国内外反击式破碎机的现状及发展 五十年代初，随着新型耐磨材料的应用，德国KHD公司首先推出硬岩反击式破碎机，打破了这种局限，这种机型的改进型目前仍在生产中。我国在五十年代末已有反击式破碎机问世，在八十年代之前，国产的反击式破碎机局限于处理煤和石灰石之类中硬物料。直到八十年代末原上海建设机器厂方引进KHD型硬岩反击式破碎机，填补国内空白。但落后国外二十多年。国产的硬岩反击式破碎机，开始时其核心零件板锤依赖进口，国产化板锤在“八五”期间列为部级科研攻关项目，项目成功之后，国产板锤不仅取代进口，而且已大量出口欧美、日本等国。国内各厂家所制造的反击式破碎机技术水平相差很悬殊，有少数厂家的产品基本接近世界先进水平，而大多数厂家的产品与世界先进水平相比差距较大。综上所述，改善国内反击式破碎机落后的状况，全面提高反击式破碎机技术水平，赶上世界先进水平，创造世界品牌的反击式破碎机是当务之急。耐磨材料的突破，使硬岩反击式破碎机如虎添翼，仅仅上海建设路桥机械设备有限公司（以下简称建设路桥公司）为例：十年间，硬岩反击式破碎机销售增长15倍。出口增长10倍，为我国的基本建设工程作贡献。例如：交通部为提高我国公路建设质量，曾提出路面混凝土石料破碎站的科研项目，并列入国家“八五”攻关项目。该项目的试制设备在东北某工地使用中失败。而用户改用硬岩反击式破碎机后生产石料，完全符合高速公路防滑路面混凝土要求。于是硬岩反击式破碎机声誉大振。辽宁省交通厅曾把拥有这种设备，作为投标承接公路建设的必备条件。据统计，在全国各省市的公路建设中都已采用硬岩反击式破碎机作为路面石料备制设备，来破碎抗压强度达300MPa的玄武岩、安山岩等坚硬物料，并达到19.6mm以下的级配石料。其针片状百分比含量小于10。目前有400 多台在各地使用中，不仅解决了高速 公路建设中的一个难题，而且也挡住了进口，作为硬岩反击式破碎机的主导制造企业，上海建设路桥公司也从中得到发展，硬岩反击式破碎机已有三个系列几十个规格。以下主要从3个方面来分析国内外产品差异： （1）德国HAZAMAC 公司生产的反击式破碎机既分为粗破、中破、细破三种用途，又分为适合坚硬物料和中硬物料两种不同场合从而组合而为十几种机型。以满足市场方方面面的需求。相比之下，我国的反击式破碎机虽然在硬岩破碎方面有突破，但是品种缺，规格少。从市场需求来看，应加强开发下列类型的产品。 a：粗破设备当水泥工业采用管磨机作为生料磨时，单段锤式破碎机是较佳的选择，而目前在2000t/d以上的水泥生产线上，越来越多选用立式磨机来取代管磨机，较佳的配套方案应是选用大型粗破的反击式破碎机，可以方便地随着立磨的需求调整出料粒度，以便立磨压力床的建立，从而提高处理能力，因此，承担粗破的反击式破碎机，将会有相当大的市场； b:中细碎设备当高等级公路防滑面层沥青混凝土的级配骨料要求越来越少，并且对玄武岩、安山岩等坚硬物料处理能力要求达到100t/h以上时，目前的硬岩反击式破碎机在出料粒度和处理能力两方面都有些难度。上海建设路桥公司1999年引进美国最新技术作为一种新的机型，在腔形设计和转子结构上对照旧机型有相当大变化。很好地解决上述两方面的问题。其新产品PF1315型，自2000年下半年供应市场后，一直供不应求。这一产品经原国家机械总局鉴定，达到国际上先进水平，满足硬岩、细碎，较大处理量的二破要求。 c：制砂设备当长江等地天然砂禁止采挖之后，机制砂成为市场热门商品，可逆反击式破碎机碎机在欧洲作为制砂设备使用十分广泛。采用双向包络的反击板配合线速度达40m/s以上的高速双板锤转子，很好地控制排料粒度。在闭路系统中，其排料的制砂可达50以上，高于石打石的立轴冲击式破碎机的制砂率。这种产品必将在机制砂市场上一显身手，以上三个方面将是市场推动反击式破碎机发展的方向。 （2）随着改革开放政策带来的国民经济发展，市场需求推动着反击式破碎机的发展。然而这种发展是在仿照和引进国外技术中进行。虽然，也满足市场需求，但是缺少自主的创造性，而市场经济带来的“急功近利”的负面影响，对破碎理论的研究和对破碎机的实验近年来两者都非常缺乏，没有理论和实验指导产品开发，只能不断地模仿国外设计，往往知其然不知所以然。假如国内有关大学，科研院所和企业，能实现良好的“产学研”三结合，在理论研究和实验工作上多下些功夫，一定能使我国的反击式破碎机达到一个新的水平。 （3）随着新型耐磨材料的问世，反击式破碎机的板锤材料的耐磨性能进一步提高，可靠行加强。历来破碎机的发展是以新型耐磨材料的应用为支柱。1882年首先提出的高锰钢，经水韧处理后，在高冲击载荷和高挤压应力下由于孪晶变形等组织变化引成的表面加工硬化，显微硬度可达HV750，而芯部仍保持良好冲击韧性。使用于颚式的齿板，园锥的动锥、定锥、锤式的锤头等，称为第一代耐磨材料。它不适应低冲击载荷或低应力时使用。1930年左右出现的硬镍铸铁，硬度可达HRC5560，作为第二代耐磨材料，因为太脆，故只能制作小零件，如砂石清洗机的螺旋叶片板等，且我国镍贵，故应用甚少。比硬镍铸铁晚几年出现的高铭铸铁则被称为第三代耐磨材料，在其强韧的马氏体基体上，分布坚硬大块的一次碳化物和一定量弥散性细小二次碳化物，当铬含量超过10后，出现的碳化物呈（Fe，Cr）7C3型。其显微硬度高达HV13001800。目前主要应用于反击式的板锤和立轴式的打击板。高铬铸铁按铬含量分为Cr15，Cr20，Cr26 三种，铬含量低则价格低含量高则韧性相对较好，反击式板锤，国内大多数厂家使用Cr20制造，而国外较普遍使用Cr26。高铬铸铁的不足之处是硬脆性和价格偏高。而国内在这方面还是落后。例如福建省顺昌水泥厂购买的德国HAZAMAC公司生产的反击式破碎机的板锤材料在国内找不到，这使维修成本增加不少。 （4）国内在高锰钢板锤的铸造质量方面不如国外。例如在铸造时熔炼温度控制区间波动较大，在加入的合金元素、铸造工艺和热处理方面还是有差距的。 （5） 目前，国外大多通过动力学仿真、有限元分析技术、三维建模等技术对反击式破碎机进行优化分析，而国内这方面很少有人做。反击式破碎机的设计大多还是依靠二维的AUTOCAD，校核计算方面还是依靠经验。这对产品研发和生产造成诸多不便，很可能发生零部件的干涉等问题。国内较先进的反击式破碎机采用液压开启装置用于机壳的启闭，可以有效地降低维护劳动强度，提高维护工作效率，缩短维护工作时间；还有反击式破碎机监测系统可以对破碎机的运行状况进行随时监测，监测信号可以与主控制系统联锁，保证机器的安全、可靠运行。1.3反击式破碎机的特点1.3.1结构特点 反击式破碎机的多级反击腔，有足够的破碎空间，适于大块物料的破碎。反击式破碎机的反击板角度可以调整，以保证物料在反击板和转子之间反复冲击时呈合适的角度，可以有效提高破碎效率。逐级反击式破碎机碎过程可以有效降低破碎过程中的能量消耗反击式破碎机的转子有单转子和双转子两种类型，其详细分类见图示。转子多为钢板通过二氧化碳保护焊焊接在筒体上，最后再堆焊耐磨层。单转子反击式破碎机如上图的AE所示，其结构简单，适合中、小型厂矿使用。按转子转动分为：单向转动和双向转动。转子下方有带有均整篦板和不带均整篦板两种结构。带有均整篦板的反击式破碎机，可控制产品的粒度，过大颗粒少，产品粒度较均匀。均整篦板的悬挂点能够水平移动，以适应各种破碎工况。它的下端可借调整机构与转子间的夹角，从而补偿因篦板和板锤磨损后而引起卸料间隙的变化。双转子反击式破碎机如图的FI所示，按转子的回转方向可分为三种形式： （1） 两转子同向回转的反击式破碎机如图中的F 及H 所示，相当于两个单转子反击式破碎机碎机串联使用，可同时完成粗、中、细碎作业。破碎比大，产品粒度均匀，生产能力大，但电耗也高。采用这种机械可以减少破碎段数，简化生产流程。 （2） 两转子反向回转的反击式破碎机碎机如图中的G 所示，相当于两个单转子反击式破碎机并联使用。生产能力大，可破碎块度大的物料，可作为大型粗、中碎破碎机使用。 （3） 两转子相向回转的反击式破碎机如图中的I所示，主要是利用两转子相对抛出的物料互相撞击进行破碎，所以破碎比大，金属磨损量较小。 反击式破碎机的反击板调整系统同时兼作整机的过载保护装置，当异物(如铁块等)或不可破碎物块进入破碎机后，反击板可以自动回退弹起，让异物通过破碎机，防止异物(如铁块等)或不可破碎物块对设备产生损害。反击板调整系统通常是液压调整或者用螺母调整。 反击式破碎机的板锤牢固固定于转子上，通常装着六块板锤，板锤用比较耐磨的高锰钢材料铸造而成。转子本身用键固装在主轴上，主轴两端借助滚动轴承支承在下机架上。因此破碎机启动力矩小，转子部分动平衡性能易于控制，运行过程动扰力小。启动平稳。 反击式破碎机机架部分为三分体结构，用铁板和型钢焊接而成，在机体内壁装有钢板制成的衬板。机体的前、后、左、右都设置小门，
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