锤式破碎机设计

1、1 绪论在冶金、矿山、化工、水泥等工业部门，每年都有大量的原料和再利用的废料都需要用破碎机进行加工处理，如在选矿厂，为使矿石中的有用矿物达到单体分离，就需要用破碎机将原矿破碎到磨矿工艺所要求的粒度。磨机再将破碎机提供的原料磨至有用矿物单体分离的粒度。再如水泥厂，必须将原料破碎，以便烧成孰料，然后再将孰料用磨机磨成水泥。另外，在建筑和筑路也需要用破碎机机械将原料破碎到下一步作业要求的粒度。在炼焦厂、烧结厂、陶瓷厂、玻璃工业和粉末冶金等部门，都必须用破碎机械将原料破碎至要求的粒度。在化工、电力部门，破碎机粉磨机将原料破碎、粉磨，增加了物料的表面积，为缩短物料的化学反应时间创造有利条件。随着工业的迅

2、速发展和资源的迅速消耗，各部门生产中废料的回收利用是很重要的，而破碎机的破碎作用就是其中很关键的一种手段和环节。不一而足，破碎机械在许多国民经济部门中起着举足轻重的作用，其制造业也越来越凸显出其支柱的地位。1.1 概述目前，锤式破碎机已经在水泥、化学、电力、冶金等工业部门广泛用来破碎各种物料，如石灰石、炉渣、焦炭、煤及其中等硬度的矿石。本设计中型号为800600锤式破碎机是单转子的、不可逆的、多排的、带铰接锤头的破碎机，在设计过程中主要依据相关的基本理论和实践经验对其构造和主要工作参数进行了设计与计算。1.2锤式破碎机的分类锤式破碎机的种类很多，一般根据结构特征的不同，可进行如下分类：（1）按

3、回转数的数目可分为单轴式（或单转子）和双轴式（或双转子）；（2）按锤头的排数可分为单排式和多排式；（3）按转子的回转方向可分为定向式和可逆式；（4）按锤头的装置方式不同，还可分为固定锤式和活动锤式两种。1.3 锤式破碎机的优缺点(1) 锤式破碎机的优点：锤式破碎机具有很高的粉碎比（一般为1025，个别可达到50），这是它最大的特点。其次，它的结构简单，体型紧凑，机体重量轻，操作维修容易。另外，它的产品粒径小而均匀，呈立方体，过粉碎少。生产能力大，单位产品的能量消耗低。(2) 锤式破碎机的缺点：锤式破碎机的工作零件（如锤头、篦条等）容易破损，需经常更换。篦条容易堵塞，尤其是对湿度大，含有粘土质的

4、物料，会引起生产能力的显著下降。破碎腔中落入过大的金属硬物时，会导致运转事故的发生。 1.4 常见锤式破碎机的规格和型号锤式破碎机的规格，通常是以回转体的外端直径和其工作长度尺寸表示的。如800600的锤式破碎机，转子直径D=800mm,转子长度L=600mm。常见的型号（不可逆式）有：800600，1000800，13001600，16001600，20001200，800600。2 锤式破碎机的工作原理2.1锤式破碎机的工作原理锤式破碎机的基本结构如下图所示。主轴上装有锤架3，在锤架之间挂有锤头2，锤头的尺寸和形状是根据破碎机的规格和物料径决定的。锤头在锤架上能摆动大约120的角度。为保护

5、机壳，其内壁嵌有打击衬板，在机壳的下半部装有箅条筛1，以卸出破碎合格的物料。主轴、锤架和锤头组成的回转体称为转子。物料进入锤式破碎机中，即受到高速旋转的锤头2冲击而被破碎，破碎的矿石从锤头处获得动能以高速向机壳内壁冲击，向箅条、打击衬板冲击而受到第二次破碎，同时还有矿石之间的相互碰撞而受到进一步的破碎。破碎合格的矿石物料通过箅条1排出，较大的物料在箅条1上继续受到锤头的冲击、磨削而破碎，达到合格粒度后即从缝隙中排出。为了避免筛缝的堵塞，通常要求物料含水量不超过10%。图2.1 锤式破碎机的工作原理图2.2 锤式破碎机的破碎实质2.2.1 破碎机型号与矿石力学性能的关系矿石都由多种矿物成份组成，

6、并且各矿物成份的物理机械性能相差很大，故当破碎机的作用方式与矿石力学性质相适应时，锤式破碎机对其的破碎作用效果更加明显。（1）对于中等硬度以上的矿石，采用折断配合冲击来敲碎矿石比较合适，若选择磨碎作业方式，会使机件受到严重磨损；（2）对于脆性矿石，采用劈裂和弯折破碎比较有利，若选择磨碎作业方式，则会使产品中细粉较多；（3）对于韧性和粘性很大很大的矿石，采用磨碎比较合适。常见的软矿石有：无烟煤矿、方铅矿等，它的抗压强度一般是24MPa,最大的也不超过40MPa，普氏硬度系数一般为24；中等硬度的矿石有：铁矿、花岗岩、大理石等，其抗压强度是120150MPa，普氏硬度系数为1215；其他的还有硬矿

7、石、极硬矿石，普氏硬度系数一般为1520。一般可依据矿物的物理机械性能、矿块的形状和产品所要求的粒度来选择破碎机的作用方式以及完成破碎用的破碎设备。本设计中加工的矿石在中等硬度左右的均可适合。2.2.2 破碎过程的本质破碎过程中必须是足够大的外力对待破碎的矿石做功，克服其内部质点间的内聚力，物块才能发生破碎 。当外力对其做功时，首先使之变形，到一定程度后，物体即产生微裂缝。能量集中在原有和新生成的微裂缝周围并使之扩展，对于脆性材料在开始扩展的瞬间即破碎。物料粉碎后，外力所做功部分转化为物料表面能，其余转化为热能损失掉。具有代表性的相关学说有以下三个：（1）面积学说（2）体积学说（3）裂缝学说3

8、 锤式破碎机的结构参数和工作参数3.1 结构参数3.1.1 转子的直径和长度（1）转子的直径一般是根据矿石的尺寸来决定的。通常情况下，转子直径与待加工矿石块的尺寸之比范围为1.28，大型破碎机则取较低值。本设计中800600型锤式破碎机为中偏小型破碎机，所以直径与给矿块尺寸之比取为=6，而加工矿物粒度A120毫米。所以转子直径 D=A (4.1) 式中 D-转子直径，mm； A-矿块粒度，mm； -转子直径远矿块粒度之比；D=1206 =720（mm）取D=800(mm)（2）转子长度决定着破碎机的生产能力。转子直径与长度的比值范围0.72，当矿石的抗冲击力较强时，应该选取较大的比值。本设计中

9、800600型锤式破碎机加工的对象为石灰石、煤或者石膏这样一些中等偏下硬度的矿物，所以比值取=1.35。所以转子长度 L=D/ (4.2) 式中 L-转子的长度，mm； D-转子的长度，mm； -转子直径长度之比； L=800/1.35=592（mm）取L=600（mm）。 4.1.2 基本结构尺寸的确定（1）给料口的宽度和长度：卧式锤式破碎机给料口宽度Bdmax，dmax表示最大矿块的尺寸，故dmaxB=1202.5=300mm；给料口的长度一般与转子的长度相同，故长度L1=600mm。（2）排料口尺寸：锤式破碎机的排料口主要由箅条筛的间隙尺寸控制，而箅条间隙依据产品粒度要求，即为平均粒度的

10、1.52倍。所以本设计中排料口尺寸取值为25mm。（3）给矿方式：一般要求所供给的物料具有一定的下落速度，故供料口要设置在机架的上方，其中心要偏向打击衬板那侧的部分转子，具体方案第4章。3.2 工作参数3.2.1 转子速度转子速度是衡量锤式破碎机的主要参数。因为使用范围的限制同时为了简化设计，该破碎机传动部分不设变速箱。转子的速度一般用锤头的圆周线速度来表示，可按下列公式转换计算： n=60v/3.14D （r/min） (3.3) 式中 n-转子的转周速，r/min； D-转子的直径，m； v-转子的圆周线速度，m；转子的圆周线速度v可依据待破碎矿物的性质来进行计算： v= (9.8/r)0

11、.5G05/6/E1/3（m/s）； (4.4)式中 r-矿石比重，kg/m； -矿石的抗压强度，Pa； E-物料的弹性模量，Pa；依据手册可查得物料的比重为12001500kg/m3，石灰石、煤矿类中等硬度矿石一般抗压强度为1.965.88107Pa，而弹性模量为0.42106 Pa，故可求得v=34.39（m/s）上式中没有反映出破碎比这一重要因素，所以上述转子圆周线速度只作为转子转速的参考。目前，锤式破碎机的转子圆周线速度的使用范围是1870m/s，通常，粗碎时在1540m/s，细碎时取4070m/s。破碎偏粘性脆性矿物时，圆周线速度一般要降低3040%，而对于中等硬度矿物且要求得到叫细

12、碎的产品时，速度要相应增加。转子速度，破碎比以及功耗之间正相关，即高速、高比、高耗，同时加剧锤头、箅条筛和衬板的磨损，维修频繁。因此，在满足力度要求的情况下，转子的速度应尽量偏低。依据本设计中产品粒度15mm,可取值v=40m/s,则有： n=60v/3.14D =6040/3.140.8 =980（r/min）这一取值有利于减少设备磨碎和功率消耗。3.2.2 生产率锤式破碎机的产量，目前仍无精确的计算公式，在设计计算和选型时，一般是参照类似设备实际生产能力或按经验公式来确定的。影响锤式破碎机产量的因素有很多，包括物料性质、破碎机的规格型号、破碎比及给料的均匀程度等诸多因素。根据长期实践不断总

13、结出的计算方法，常见的公式有两种，分别适于较高速度的中小型锤式破碎机和大型锤式破碎机，在此只讨论前者。可用下面的公式进行计算： Q=KLD (3.5)式中 Q-生产率，t/h； D-转子工作直径，m； L-转子长度，m； -物料松散容积重量，t/m3； K-系数，通常范围3045，小型破碎机取低值；可求得Q=360.60.81.5=25（t/h）根据上述计算结果，现在可以确定出PC-800600锤式破碎机的生产率为25t/h。3.2.3 电机功率锤式破碎机的功率消耗与很多因素有关，但是主要取决于矿物的性质、转子圆周线速度、破碎比以及生产能力。转子在进行冲击破碎时动力特性极其复杂，到目前为止仍无

14、一套完整的理论公式可以综合考虑到各种因素。在此仅以一些经验公式在实际生产中的应用作为本设计计算的依据。N=KD2Ln (3.6)式中 N-破碎机装机功率，kw； K-经验系数，取0.10.2，小型机取低值； D-转子工作直径，m； n-转子转速，r/min； L-转子长度，m；故求得 N=0.140.820.6980=52.8（KW）由于带传动机械效率0.96，故电机为P=55（KW）。综合生产实际中所要求的转速、工作环境等诸多因素，可选择Y250M-4型三相异步电动机，其额定功率为55KW，满载转速为1480r/min，额定转速为1500r/min。4 锤式破碎机传动方案的选择与计算为了给锤

15、式破碎机转子在运转中存储一定的动能，避免在破碎较大物料块时工作锤头的动量损失过大，同时保护电机，减少电机峰值负载冲击，需要在主轴一端配置飞轮或者采用较大带轮与电机相连。在此提出三种传动方案，如下所示：（1）主轴一端采用V带轮与电机相连，另一端不配置飞轮；（2）主轴一端采用弹性联轴器与电机相连，另一端配置飞轮；（3）主轴一端采用V带轮与电机相连，另一端配置飞轮；方案分析讨论如下：第一种方案：依据已工作参数，可以设计V带，过程如下：（1）计算功率PcaPca=KAP (4.1)式中 Pca-计算功率，KW； KA-工作情况系数，查表可取值为1.4； P-所需传递的额定功率，如电机功率，KW；计算得

16、 Pca=1.455=77（KW）（2）选择带型根据Pca和小带轮的转速（即电机的转速），由表查知：应选取C型V带（3）确定带轮的基准直径dd并验算带速1）初选小带轮基准直径dd1根据V带的带型，参考6中表8-6和表8-8确定小带轮的基准直径dd1200mm，可选dd1=200mm。2）验算带速带速不宜过高或过低，一般带速v=525m/s，最高不超过30m/s。验算如下v=nD/（601000） (4.2)式中 n-带轮的转速，r/min； D-带轮的直径，取为0.125m；可得v=11.56（m/s）符合要求。再依据大小带轮间的传动比不难求知，大带轮允许的最大尺寸依旧不能很好完成存储动能的作

17、用，并且带轮在结构上应尺寸适中，过大会导致线速度变大从而加大带速，过小则影响其结构和加工工艺的合理性。综上所述，第一种方案不合适。第二种方案：采用联轴器联接会限制电机与破碎机之间相互运动范围，弹性联轴器的吸振效果远差于V带传动的，就总体而言V带传动具有更强的优势：（1）传动平稳，更强的缓冲吸振作用；（2）通过带轮直径大小可以实现速度的调节，允许的传动比范围大，而不仅仅靠改变电机型号来实现；综上所述，此方案可行。第三种方案：由第一、二种方案可知，此方案可行，且具有更强的优势。5 锤式破碎机的主要组成及其相关设计锤式破碎机主要由转子、机架、箅条筛、打击衬板和传动装置等几部分组成。下面就依次对这几大

18、主要部件的结构和参数进行相关设计与计算。5.1 机架机架是一台机器的骨架，它支持着所有的零件进行工作。由于锤式破碎机是很容易磨损零件的机器，它需要经常更换零部件。所以可采用上下机架的结构。而上下机架又分别用钢板焊接而成，然后再用螺栓将上下机架联结起来。上机架的上方留有一个给矿口，给矿口应该向破碎板一边靠近。因为这样可以使物料进入机体后便能在锤头和破碎板的作用下迅速的破碎。由于转子是在旋转下工作的，所以，矿物也会磨损机架，可给机架的内壁加上衬板，衬板是用铰接在机架内壁上的，可参见5.4节。5.2 转子转子是锤式破碎机的主要工作部件，主要是由主轴、锤架和锤头组成。在锤架之间，为了防止锤架和锤头的轴

19、向窜动，在锤架的两端用圆螺母来缩紧固定。转子的工作长度和工作直径对锤式破碎机的产量起着决定性作用，同时在主轴一侧配置的飞轮也很关键。5.2.1 主轴主轴起着很关键支承的作用，承受来自转动部件的载荷与压力，同时传递扭矩。主轴的结构要恰当，以使轴上的零件可靠的装在一起，因此轴的设计与其上零件排布的关系很关键。本设计主要从选材、结构和强度三方面进行分析。（一）选材轴的主要材料多是经过轧制或铸造的优质中碳钢和合金钢，通常最常用的是45#钢，故选取轴的材料为45#钢。（二）结构通常轴设计成阶梯状，这样可以减少应力集中，同时又方便零件定位和拆装。依据文献12中相关经验和理论，阶梯之间的截面变化幅度不要过大

20、，这样可以有效削弱应力集中。设计如下：（1）确定轴的基本直径根据轴上所受转矩，依据公式估算为：d0=A （5.1）式中 d0-危险截面的直径，mm； P3-轴所传递的功率，KW； n3-主轴的转速，r/min； A-材料系数，A=/（0.2T）1/3求得d0=42.58mm依据文献6，在轴的末端应考虑到键槽对轴削弱的影响。在末端配有飞轮和大V带轮，设有两个个键槽，故轴径要增大710%在此取最小直径为50mm。可依据以下零件及其顺序进行轴的设计：飞轮、轴承、锤架、轴套、紧固件、轴承、大V带轮。（2）结构设计图5.1主轴结构图在第1段安装飞轮，采用平键与飞轮联接。在该轴段右侧采用轴肩定位，飞轮左端

21、用轴端挡圈定位紧固。查手册得挡圈厚度为6mm，飞轮轮毂长度为110mm，所以该段长度为L1=116mm，直径d1=55mm。为使飞轮不与一侧的轴承支座和机架相接触，取其之间的间距，即第2轴段的长度为L2=60mm，且直径d2=60mm。该段左边长度35mm空出，而右边25mm车螺纹（退刀槽3mm），安有2个小圆螺母。第3段主要依据轴承型号。关于轴承的选择在此不做赘述，过程参见6.2.5节。故L3=72mm， d3=65mm，左侧安装定位套筒长度为45mm，厚度2.5mm；右侧轴肩定位。配合轴承支座SN213型的尺寸，第4段的直径d4=75mm，长度L4=133mm。第5段主要安装锤架及其紧固圆

22、螺母，转子长度为600mm，该段轴的两端开有螺纹，长度为42mm，故该段总长为L5=684，关于其中心线对称，直径d5=95mm。与第4段关于第五段的中线对称。与第3段关于第五段的中线对称。主要安装大V带轮，该段长度L8=120mm，直径d8=60mm。带轮右侧通过轴端挡圈定位紧固，而左端靠轴肩定位，同时靠紧右轴承的定位套筒。（3）大V带轮、飞轮和锤架的周向定位全部采用A型圆头平键联接。为保证各部件与轴配合良好，取配合为K7/n6，同时为了避免应力集中和优化轴的工艺性，使键槽开在同一母线上。其余详细参数见主轴的零件图。5.2.2 锤头因此，锤头的重量要适中。锤头重量大的有几十公斤，小的只有几公

23、斤，一般不超过80公斤。锤头是锤式破碎机的主要工作零件。锤头的重量、形状和材质对破碎机的生产能力有很大影响。关于锤头质量的相关计算一般有两种计算方法:依据动能定理计算其质量；依据动量定理计算其质量。在此选择后一种。锤式破碎机转子的转速和锤头的质量是密切相关联的，靠着锤头的动能冲击物料块来完成破碎工作。在实际生产中应考虑到锤头打击物料后，它速度损失的大小，如果损失过大会使锤头绕销轴偏向后方，且打击力度变小，导致生产率降低和无用功消耗加大。在生产中，锤头损失一定速度后，必须要通过离心力作用在下次打击物料前复位。通常允许速度损失4060%,根据经验公式进行一下计算：mv=（m1m2）v2整理得，v1

24、=m/（m1m）v （5.2）式中 m-锤头折算到打击中心处质量，Kg； m1-最大物料块的质量，Kg； v-锤头打击前所具有的圆周线速度，m/s； v1-锤头打击后所具有的圆周线速度，m/s；公式（5.2）中系数范围为0.40.6，即v1=（0.40.6）v （6.3）由（5.2）和（5.3）式联立可得，m=（0.71.5）m1 （5.4）其中，最大物料块的质量为m1=6.3Kg，所以可求得m=4.49.5Kg。但锤头的实际质量m0应依据其转动惯量求得，即m0=mr2/r02 （5.5）式中 r-锤头打击中心到悬挂点的距离，m； r0-锤头质心到悬挂点的距离，m；上述r、r0、m0这三个参数

25、均与锤头形状有关联，因此要依据材料和尺寸来选择合适的锤头质量，这对生产有很大的影响。由于此次设计中所选矿物为中等硬度的，且粒度120mm，故锤头的形状有以下几种方案可供选择：材料：（1）高碳钢（锻造） （2）高锰钢（铸造）（3）高铬铸铁（复合）分析：碳素钢的锤头多用来破碎石灰石，几天之内就会产生很大的磨损；而高锰钢ZG30MnSiTi铸造的锤头，其性能已远超高碳钢锤头的，有的还会在工作表面堆焊一层硬质合金，这更提高了其综合性能；高铬铸铁锤头采用复合铸造，即锤柄采用ZG310570号钢，而锤头采用高铬铸铁铸造，其耐磨性能比前者提高了数倍。综上所述，可选择高铬铸铁复合锤头，质量为7.6Kg。形状：

26、图5. 3锤头常见的几种外型分析：依据材料和性能，很明显（d）更合适。高耐磨材料全部集中在硕大的锤头部分，且质量集中；而锤柄的板状设计使总体的质心偏向上侧，这更有利于对物块的冲击。通过锤头打击平衡计算可得具体参数（计算过程略），依据相关资料与研究成果，在此对锤头改进为下图所示的结构：图5.4锤头结构5.2.3 锤架(一)选材在锤式破碎机工作过程中，锤架虽然不起主要破碎作用，仍然要受到矿石的冲击与磨削而造成磨损，因此锤架也要有一定的耐磨性，在此选用铸钢ZG35B，该材质除了优良的耐磨性外，还具有较好的可焊接性，这一点有利于锤架的焊补修复。（二）结构破碎锤头工作环境极其恶劣，且高速高频，这对于锤头

27、的寿命有很大的影响，将导致生产中经常要修复锤头。对此可以在锤架上略作改进，配合着6.2.2节中的锤头结构，以提高锤头的利用率，减少生产成本。改进处：在锤架上排布的销轴孔多出一组，即由6个增加为12个，两组锤头分别分布在两个直径上，其直径差即为第一个大周期锤头的磨损厚度。这样以来，仍可保证转子的平衡。（三）具体参数转子直径D=800mm，则锤架的大小就可以确定了。依据生产经验，可取销轴孔直径近似锤头销轴孔，即30mm左右，锤架上两组孔所在直径分别为440mm和400mm，而锤架直径为550mm，每个销轴挂5个锤头，因此共有6个锤架，包括四个中间锤架和2个端锤架。其结构如下图所示：（a）左图中间锤

28、架（b）右图两端锤架图5.5锤架结构5.2.4 飞轮锤式破碎机在工作过程中遇到较大矿块时，锤头会损失很大一部分速度，这会导致产量下降且电机尖峰负载增大。为避免这种情况发生，就需要配置相匹配的飞轮来存储动能并补充动能的损失。（一）飞轮尺寸确定依据文献12中飞轮矩（把飞轮看成矩形截面圆环）：GD2=4gJ （5.6） 飞轮设计要保证机器运转的不均匀系数在许用范围内，依据经验和相关结论，可有J2=120t1N （5.7）式中 g-重力加速度，取9.81m/s2； D-飞轮直径，m； -飞轮平均角速度，取主轴角速度，rad/s； -速度不均匀系数，=0.030.05，取0.04； t1-空转时间，取3

29、0s/n； N-电机额定功率，w； -机械效率，取0.85由上述公式可求得飞轮直径取值为580mm。（二）飞轮结构确定飞轮的结构有板式、辐板式和辐条式几种，根据本破碎机的工作条件选用有孔辐板式。其结构如下：图5.6 飞轮结构图5.2.5 轴承锤式破碎上装在机壳内部高速旋转的锤头冲击破碎物料时, 其转子轴承承受较重的冲击载荷而摩擦发热, 不匹配的轴承选型会引起设备运行过程中的温升超标。轴承的载荷计算及速度选择是选择轴承的首要条件,一定要正确选择；其次是轴承游隙的选择, 矿山设备一般选择C3组游隙轴承,过小的轴承游隙不利于润滑油膜的形成及消除因热膨胀、过度配合引起的尺寸变化，给轴承运转性能带来的不

30、利影响, 是引起轴承温升过高的主要因素之一。（一）滚动轴承的尺寸选择取决于疲劳寿命。寿命计算公式Lh=(10660n)(C/p) （5.8）式中 C基本额定载荷（轴承），KN； P轴承的当量动载荷，KN； n轴承的转速，r/min； 轴承的寿命指数，对称轴承=3，滚子轴承=10/3；（二）当量动载荷的计算：用于计算同时承受径向及轴向载荷的轴承而引进的假定负荷，若将此假定负荷作用于轴承所得的寿命与轴承在实际使用条件下达到的寿命相同。考虑到机械工作中的冲击，振动以及传动件运转不平稳等所产生的动负载对轴向负载的影响。所以对向心轴承有Fr= Fa.RFa=Pa.fd （5.9）式中 Fr实际径向负荷，

31、KN； Fa实际轴向负载，KN； R轴承段受名义径向载荷，KN； Pa轴承段受名义轴向载荷，KN； fd动载荷系数，查表得fd =1.83.0。可求得，预期计算寿命Lh=45000h，基本额定动载荷Cr=253.6（ KN）。根据已知参数查文献6GB/T2881994选择型号为22213C/W33的调心滚子轴承，e=0.37,Y1=1.8, Y2=2.7,Y0=1.8,基本额定静载荷Cr=128KN，脂润滑极限转速2800r/min。同时为了保证轴承在恶劣的工作环境下正常工作，用两个轴承座将轴承密封，与其相匹配的轴承座可选择SN213型。 （三）极限转速的校核：轴承应满足的转速约束条件为f1f

32、2nlim （5.10）式中 轴承最大工作转速，r/min； 负荷系数； 负荷分布系数； 轴承的极限转速，r/min。=980 r/min，f1f2nlim =980 r/min，故满足。需要注意：该轴承的内圈、外圈和滚动体采用铬钢制造，并且150度回火热处理，故温升必须要控制在120度以内，以保证其硬度。在本设计中，让与大带轮靠近的右轴承采用套筒定位，带有一定间隙，套筒通过带轮紧固。5.3 箅条筛箅条在物料变成成品的过程中起着很关键的作用，和锤头同样会受到很大的磨损和冲击，也是锤式破碎机中易损部件之一。因此箅条必须具有较高的耐磨性，又能承受一定的冲击。（一）箅条材料和结构（1）箅条的截面有多

33、种形状，常见的有三角形，矩形和梯形三种。三角形截面可有效减小受力面积；矩形截面可以承受较大冲击，并且易于物料从筛子中漏下；而梯形截面兼具前两者的优点，故本设计中采用梯形截面箅条，通过ZGMn12高锰钢锻造成型。 图5.7 箅条结构（2）箅条相互之间平行卡在与之垂直的弧形托板上，同时垂直于转子的转动方向。在箅条两端焊接有角块，以卡在破碎机箱体内壁的弧形紧固槽内。图5.8 箅条筛断面图5.4 打击衬板在破碎机的内部，物料具有很大的冲量，打击衬板上受到反击力作用进行再次破碎，这一作用完成整个破碎过程的50%以上的任务量，其大小和布置位置非常重要。衬板磨损严重，因此要用高耐磨材料ZGMn13制造；通常

34、再在其下部用螺栓连接一块带肋的托板，使之具有很强的耐冲击性，。本设计中采用主打击衬板和副打击衬板两个衬板。（一）主打击衬板完成主要的破碎任务，它与竖直方向夹角为30，同时与转子之间的缝隙与初阶段的物料粒度比很大，因此为了物料的流通和过载保护，通常主衬板可以以一定幅度活动，即上部铰接在固定的旋转轴上，而下部和弹簧压力杆下相连，在外力足够大时可以压缩弹簧而绕轴转动一定角度，其结构如下图所示：图5.9 主衬板结构视图（二）副打击衬板副衬板安装在筛子上方，可以看作是箅条筛的延伸，它主要是为了阻断经过一系列破碎后离开筛板的物料，并对不合格物料进行再次破碎，托板通过螺栓呈45角固定连接在上箱体，其结构参见

35、附件零件图。5.5 V带传动带速过高会导致离心力增大，使带和轮之间的正压力减小而降低传动能力，并影响带的使用寿命，所以带速一般在525m/s这一范围之内。通过验算可知，大带轮和小带轮的基准直径则要分别限制在480mm和320mm以内。其验算过程如下（取最大带速vm=25m/s）：由公式（4.2） v=nD/（601000）可得dd2=601000 vm/（n）=60100025/（14803.14）480（mm） dd1=601000 vm/（n）=60100025/（9803.14）320（mm）大带轮选择合适的直径有助于传递扭矩，因此不应过小；但是带轮的设计同时要求其质量尽量小，结构工艺性

36、好，所以带轮存储动能的作用可以忽略，不考虑如计算内，下面进行V带传动的设计。5.5.1 V带轮的设计（一）V带轮尺寸确定（1）由第5章的相关计算可知：带型为C（2）根据带型和电机转速，可查表确定小带轮的基准直径dd1=300mm。又大小带轮间的传动比为i=n1/n2 （5.11）式中 n1-小带轮转速，r/min； n2-大带轮转速，r/min；计算得 i=1480/980=1.51故dd2=1.51300=453（mm）可取为dd2=450（mm）综上所述，dd1=300mm，dd2=450mm。（二）带轮的材料常用的材料为HT150或HT200，转速较高时可以采用铸钢或钢板冲压后焊接而成，

37、而小功率带轮可采用铸铝或塑料，在此，为满足加工要求，选用钢板冲压后焊接的方法。（三）V带轮结构确定（1）V带轮的结构形式与其基准直径dd有关。当dd2.5d（d为安装带轮的轴的直径，mm）时，可采用实心式；当dd300mm时，可采用腹板式；当dd300mm，同时D1d1100mm时，可采用孔板式；当dd300mm时，可采用轮辐式。由前面已知dd1=300mm和dd2=450mm，于是根据上述条件有：1）电动机轴直径d1=65mm，则小带轮采用孔板式。图5.10 小V带轮结构图2）主轴上安装大带轮的轴段直径为60mm，则大带轮采用轮辐式。图5.11 大V带轮结构图（2）V带轮的轮槽与所选用的带的

38、型号要匹配，可参考相关标准。V带绕在带轮上会发生弯曲变形，使V带工作面的夹角发生变化。为了使V带的工作面与轮槽紧密贴合通常将轮槽的工作面夹角做成小于40。在此，轮槽工作表面选择通过去除材料获得粗糙度为3.2m。轮槽截面尺寸参见零件图。5.5.2 V带的设计（1）已知所选带型为C。对于C型带，小带轮转速接近1450r/min，基准直径为300mm，依据此查文献4表84a可知，单根V带的基本额定功率P0=12.46KW。（2）确定V带中心距a和基准长度Ld1）根据公式0.7（dd1dd2）a02（dd1dd2） （5.12）可初步确定带的中心距a0= 800mm2）根据公式Ld02a0（dd2dd

39、1）/2+（dd2dd1）2/（4a0） （5.13）可求得Ld0=2767mm，查表选带的基准长度Ld=2800mm。3）跟据公式aa0（LdLd0）/2 （5.14）求得a816mm，中心距变化范围为774900mm。（3）确定带的根数z1）小带轮上的包角11=180（dd2dd1）57.3/a （5.15）得115990，查表得K=0.95，KL=0.952）计算带的额定功率Pr已知计算功率Pca=77KW，单根V带的基本额定功率P0=12.46KW，又P0=1.4KW，于是 Pr=（P0P0）KKL=12.5（KW） （5.16）3）计算V带的根数z= Pca/ Pr=77/10.47

40、 （根） （5.17）5.6密封防护装置（1）密封配件中除了与相关部件配合的外，还有可以根据部件具体外型进行设计。其中，带轮的防护罩，除了可以防尘外，还可以起到操作安全作用；还有飞轮的防护网，可有效防止物体不慎被其打飞伤人，也可以隔绝保护操作人员。参见附件零件图。5.7过载保护装置在大带轮上安装保护销，主要置于轮缘部位，在此仅提出一种方案，具体不予讨论。其主要作用是避免因难以破碎的物料进入破碎腔，而导致设备负荷过大而引发事故。此外，在主衬板的安装上也有过载保护措施。6 专题部分（1）在此，讨论一下另一种锤头：组合锤头锤头磨损很大很快，因此它的拆装维修是很频繁的，尽管本设计中在锤头和锤架上针对此

41、略作了改进，但是组合锤头在拆装上更具有方便性。组合锤头，主要在头部的结构与锤柄结构不再铸造在一起，而是分开成为两个通过螺栓连接的锤头。这样一来可以活拆活装，不必再拆装销轴了。（2）主衬板改进 在破碎过程中物料排除率不是百分之百，一些已经满足产品粒度要求的难免会被再次受到破碎作用而过度粉碎，增大了功率消耗。对此可以在主衬板上开出适量的孔或槽，其尺寸达到可产品粒度要求即可，在初阶段破碎时就能让一部分满足要求的物料排出。（3）弧形箅条筛配合上述的主衬板，可以让箅条变成弧形。根据相关研究，物料通过筛缝主要集中在转子最底部，而略微靠上的一点的部分筛缝的物料通过则较少，这主要是一个角度的问题。当变成弧形筛

42、条时，漏缝的方向就和转子转动方向平行，与物料运动方向也一致，增加了其通过的效率。为了达到与传统的箅条筛相同的效果，可以在弧形箅条筛内面制出类似梯形的凸起结构。7 锤式破碎机的操作和维护7.1 锤式破碎机的基本操作法（1）启动锤式破碎机前应做好的准备工作：1）破碎机的主要零件：如锤头、衬板、检查门以及紧固螺栓是否完好。松动。2）认真检查辅助设备如供料设备、联轴器、电机等设备是否完好。3）破碎腔有无杂物、若在破碎腔中发现有块状物或金属物，应清除。4）进行润滑油量检查。做好上述工作后，发出开车信号，取得下一步工序同意后方能开机。（2）启动操作的注意事项1）在做好以上准备工作后，就可以启动破碎机及电机

43、，这时应控制好电流。2破碎机运转正常后，就可以开动供料设备，向破碎机送入物料，并要根据料块的大小和破碎机运转情况，调节喂料机的喂料量，如料块大，破碎机中物料较多时，供料量则要适当减少，反之可增加供料量，通常破碎腔中物料高度不要超过破碎腔高度的2/3。3）操作中必须注意均匀供料，这样有利于破碎产量的提高，同时物料的尺寸不能太大，它们应该控制在120mm以下。4）供料过程要防止尖硬的金属物进入破碎腔，以免造成锤头和箅条等零件的损坏。5）电器设备自动跳闸后，若原因不明，严禁强行连续启动。6）设备运转中要实行巡回检查，如发现以下情况，应立即停止工作：A 轴承温度高于70oCB 发现不正常声音。（3）停车注意事项必须按生产流程停车，即先停止供料，然后等物料全部破碎后停止破碎机的工作。停机后要作好清理和检查机器的各个部分的工作，认真作好设备生产记录。7.2 安全操作技术（1）保持保护装置和报警装置的完好一类是保护人生安全，如飞轮和传动装