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鞍山科技大学本科生毕业设计（论文） 第 1 页 F N of in of A on of of by lf in of of of in or is in of of in a as or of in of 2 of n is it is of a of is of in it of (a) a (b) a a is an in is to if an is on to or be as to or on 山科技大学本科生毕业设计（论文） 第 1 页 be of s of is of of In (a) of in of b) of c) of d) of to a in of it to e) of is to of of f) it is to of of he of be to is or ( ) is in or do of is as ( ) of in of or to is of is an to be ) 9m/s); ( ) 9100m/s);( ) 20100m/s);( )100200m/s); ( ) 2501000m/s). of is is in is as a in is 山科技大学本科生毕业设计（论文） 第 1 页 as a in is as a in in 3 of he of be a) In b) c) to of to be in in of he of of of In an is in in a in of is of in of be a) of of he of is a by a a of of in of by of of is (b) to of 山科技大学本科生毕业设计（论文） 第 1 页 is it is in of of in a is in is of as in is so of by is in of to or of of in in is If in is by an as in an by on of or on to in is a (a) of of to in of is a of is as is a of in (b) in is in is to of of to of of ta of is 山科技大学本科生毕业设计（论文） 第 1 页 a in 4 n of of be as (a) of as of to (b) of to is to is (c) of in or in of is of of d) or On of in of of in fo in in of in to of 5 山科技大学本科生毕业设计（论文） 第 1 页 A by of of is is of is in at a of on in be in 鞍山科技大学本科生毕业设计（论文） 第 1 页 of by ). as of by to R is on of of is 鞍山科技大学本科生毕业设计（论文） 第 1 页 自动磨碎机以及散装流体材料对其的影响 摘要： 在不同阶段的形状、状态和运动的情况下，通过被采用的液体和散装材料（主体松软材料） ， 对 自动磨碎机 以及散装流体材料的影响所做的调查。在散装材料磨碎机应用的基础上，一种新型的循环流体状态自生磨碎机已经发展起来了，自生磨碎机的实验结果与 4R 雷德蒙工厂的实验结果通过比较，及其高精确地获得了更小的微粒。在对散装材料磨碎方面，这种新发展起来的自动研磨机的可行性是被证明成功的。 1、 介绍 粉碎 除了在大多数粉碎机的磨碎过程或是压缩机在散装材料运动中被压碎的过程，只有在很少的一些设备例如 轧辊机和挤压机粉碎时采用的材料才是固定的或可以说是比较固定的。因此，一种关于流体状态的散装材料自动磨碎机的新的构想，通过深刻领会流体材料在研磨过程中的特性而被提出来了。 2、 散装材料的流体状态 体散装材料 在机械学的分支 介质 机械学 中 ，散装材料同样被叫做主体松软材料，它是相互关联的固体微粒的集合体，在这里，每一个单独的微粒都代表着固体的特性，并且是主体松软材料的骨骼。然而，肉眼可见的方面分析，它同样代表流体和流体的一些特性。 （ a） 与流体一样， 散装材料不能保持固定的形状； （ b） 散装材料和流体都 不能承受拉力但可以承受 压力。散装材料与流体的不同是散装材料可以承受较小的正切力，而流体不能，这是由于在散装材料里存在内部摩擦（内部摩擦角）。 也就是说，如果用外部条件施加在散装材料上用以减轻或削减内部摩擦角，散装材料将被流体化。举例来说，把一些如水和胶体材料的介质加入到散装材料中或是在外部施加特殊的力（谐振力等）在散装材料上，散装材料将会被流体化。 装材料状态的影响因素 如上所述， 影响散装材料状态最主要的因素是其内部存在摩擦角。摩擦角越小，散装材料的状态越容易得到。具体说来，影响因素包括： （ a） 散装材料单独微粒体的块状程度。微 粒的块状程度越大，散装材料的状态越难得到。 （ b） 散装材料单元体的重量。单元体的重量越大，散装材料的状态越难得到。 鞍山科技大学本科生毕业设计（论文） 第 1 页 （ c） 散装材料的疏松（多孔性）程度。 散装材料越疏松，散装材料的状态越容易得到。 （ d） 散装材料的潮湿程度。当湿度超过临界值时，散装材料开始流动，然而，对于某些散装材料， 在湿度反面附加的东西反过来也带来摩擦角影响因素并且导致散装材料不易流动。 （ e） 微粒的形态和表面粗糙 程度 。 内部的摩擦角与散装材料微粒的形态和粗糙程度有着密切的关系。 （ f） 对于理想状态的散装材料，实际状态的散装材料更难流动。 装材料流体状态的分类 散 装材料流体状态根据是否有承载能量的介质可分类为： （）单阶段流动。但散装材料中没有承载能量的介质，又或者是有介质， 如水和 空气， 但不能起到承载能量作的介质，这样的流动形式都被认为是单阶段流动。 （）双阶段流动。当散装材料中存在大量的能量承载介质，散装材料的微粒是悬浮的或是接近悬浮的，这样的流动形式被认为是双阶段流动。 散装材料的流动速度对于自磨来说是主要参数。根据其速度，流体的状态可分为： （ a） 最低速度 (9m/s)； （ b） 低速 (9100m/s)； （ c） 中速 (20100m/s)； （ d） 高速 (100200m/s)； （ e） 超高速 (2501000m/s)。 当流动速度在最低速度范围内时，自磨的效率是非常低的，作为自动磨碎机来说这种速度几乎不能作为参数。 低速经常被拿来作为水平圆柱磨碎机的参数。介质的速度经常被选来作为纵 向 离心磨碎机的参数，并且极细粉碎中采用高速和超高速。 3 流体磨碎机的分析 磨形式的分类 流体的自磨形式可以分为： （ a） 自磨 的 冲击。 在这种形式下，微粒互相碰撞并且减小； （ b） 自磨的分层。微粒互相撞击互相削减，发生微粒分层 、 减少的现象； （ c） 自磨的疲劳破裂。在高频率交替脉冲的重压下，材料因疲劳而导致破 裂； 疲鞍山科技大学本科生毕业设计（论文） 第 1 页 劳破裂的自磨过程，用脆性材料被研磨的方式，可以使较硬的材料被研磨。 动磨碎机的 分析 各种各样的散装材料流动形式都是由以下两种流动形式组成：直线流动和旋转流动。实际上， 独立的流动形式常出现在自磨机上，在一些情况下， 两种流动形式在离心自磨机中合成。因此， 为了研究散装自磨机，把自磨机的这两种流动形式分开来研究。而且，流动时不同的阶段和状态会带来不同的自磨形式。因此，散装材料的阶段和状态也必须考虑进去。 线流动 （ a） 单 直线流动。自磨的形式是微粒的撞击和分层。 纵向冲击自磨机的原理是：一个 高速的旋转离心圆盘产生的巨大的离心力场，带动散装材料产生高速直线喷雾，喷雾互相撞击，并且微粒停留在圆筒壁上。同时，不同大小和形态导致喷雾微粒在速度上的不同， 致使微粒撞击和分层，但是磨损和分层的程度是有限的。 （ b） 双直线流动。与流体的流动形式相似， 双 直线流动同样包括层流和乱流。在层流区域流动是稳定的，微粒的速度在同一层上是相同的，而不同层上的速度不同。不同层上的微粒产生摩擦。然而，总所周知，层流区域的速度是非常慢的， 因此层流自磨的程度是有限的。 研磨主要发生在乱流区域，因为在这个区域发生高速流动和强烈骚动。 乱流中产生强烈的微粒撞击，形成撞击粉碎。如果几条喷雾相交，交错的微粒会强烈的碰撞和冲击。速度越高，自磨得效率越高。如，气流自磨机以 固体、气体双直线流动的自磨下 工作 。 转流动 旋转流动是在如密闭管子或圆筒形容器中的产生的外力的作用下形成的。 由旋转流动产生的微粒的径向运动形成的离心力场，使微粒喷雾对管壁和容器壁产生压力，并且使微粒停留在壁上，因此导致微粒间摩擦力和剪切力。旋转流动中产生的特殊的剪切力是促成自磨的主要因素。 （ a） 单旋转流动。由于散装材料的每个微粒大小和形态的不同，导致每个微粒的状态和速度不 同。 因此，微粒间的摩擦剪切力导致的离心压力是一种交替和脉冲的压力，流动的速度越高，交替的频率和强度越高。 高频率的的交替和脉冲剪切力使微粒疲劳破裂，这种被认为是脆性疲劳自磨的疲劳破裂是自磨在旋转流动的主要形式。 鞍山科技大学本科生毕业设计（论文） 第 1 页 （ b） 双旋转流动。单旋转流动的自磨形式， 明显地存在于双旋转流动中。然而，由于承载能量的介质的粘度妨碍介质的流动，自磨得形式相对较弱。 与双直线流动相似，高旋转速度的乱流导致微粒的撞击和自磨得冲击。双旋转流动在自磨中同样占据一个重要位置。 4 自磨的影响因素 如上所述的自磨机的基本分析，自磨机的影响因素可以总结 如下： （ a） 散装材料的本质结构和物理性质 有脆性、硬度、易变性、 强度、 连接、裂开和自然缺陷。这些因素对每个自磨形式都非常重要。 （ b） 流动状态。直线流动和双旋转流动适用于 脆性材料，单循环流动适用于硬性材料，原因是高频率脉冲剪切的影响使硬性材料脆性断裂。 （ c） 流动速度。无论是在直线流动状态或是在旋转流动状态，流动的速度是影响自磨效率的一个主要因素。速度越高，自磨得效率越高，获得的微粒越细。 （ d） 集中性（双流动）松散度（但流动）。 在可行性理论的基础上，集中材料的增加会加剧微粒间的撞击，因此影响自磨得效率。因此， 双循环中 集中材料 的增 加和单循环状态松散材料的减少是提高自磨效率的有效途径。 5 实际应用 图 1 机器原理略图 鞍山科技大学本科生毕业设计（论文） 第 1 页 1 2 3 4 5 6 7 8 空气进入筒 9 10一种旋转流动离心自磨机已经被武汉科技大学成果的研制出。机器的主要图表如图1。这种自磨机与其它纵向自磨机的明显区别是它的工作盘是圆锥形的而其它的事平的。当圆锥工作盘在高速下旋转，强烈的横 向的和纵向的离心力作用在 材料上，材料在圆筒中处于螺旋循环上升状态，材料可以在旋转流中被完全磨碎。图 2 和 3 分别是水平和轴向运动方向。 图 2 水平流动 图 3 纵向流动 这种自磨机工作效率的结果与 4R 雷蒙德工业公司的相比较： 表 1 与 4R 雷德蒙工厂的实验结果的比较 工厂 加入材料的大小 产品的颗粒 产量 t/h 能量消耗 噪音 4R 雷德蒙工厂 1506% 过 9800 离心自磨机 150 2表 1 中可以看出 这种 产品的粒度和细度、产量、消耗量 和噪音等指数都好于 4R 雷蒙德工厂的。显示出在流体观点的基础上研制的新型自磨机是可行的。 毕 业 设 计（ 论 文 ） 题目 矿山用圆锥式破碎机设计 作者 学院 专业 学号 指导教师 二一五 年 五 月 二十五 日 毕业设计（论文）任务书 机 电 工 程 院 机械设计制造及其自动化 系（教研室） 系（教研室）主任 : （签名） 2015 年 1 月 15 日 学生姓名 : 学号 : 专业 : 机械设计制造及其自动化 1 设计（论文）题目及专题： 矿山用圆锥式破碎机设计 2 学生设计（论文）时间：自 2015 年 3 月 9 日开始至 2015 年 5 月 30 日止 3 设计（论文）所用资源和参考资料： （ 1）圆锥式破碎机现有设计标准数据。 （ 2）毕业实习、图书馆馆藏及网上相关资料。 （ 3）机械设计、机械原理、机械创新设计、机械制造工艺、机械工程材料、机械设计手册、机械工程毕业设计指导及 作平台等。 4 设计（论文）应完成的主要内容： （ 1）完成圆锥式破碎机结构设计方案比选择及确定。 （ 2）完成圆锥式破碎机结构设计、计算、校对及仿真。 （ 3）完成传动部件、圆锥破碎部件、偏心轴套等重要零件设计、计算及校对。 （ 4）完成圆锥式破碎机装配图（零号图）、各部分装配图及重要零件图若干张。 （ 5）完成圆锥式破碎机结构设计及说明书一份。 5 提交设计（论文）形式（设计说明与图纸或论文等）及要求： （ 1）破碎机装配图及零件图，毕业答辩图纸总量不少于 纸。 （ 2）设计说明书不少于 40 页，且附有 1500 汉字以上英文专业文献翻译。 （ 3）刻录光盘一张（含开题报告、设计说明书、图纸、英文原文及翻译）。 6 发题时间： 2015 年 1 月 15 日 指导教师： （签名） 学 生： （签名） 湖 南 科 技 大 学 毕业设计（论文）指导人评语 主要对学生毕业设计（论文）的工作态度，研究内容与方法，工作量，文献应用，创新性，实用性，科学性，文本（图纸）规范程度，存在的不足等进行综合评价 指导人： （签名） 年 月 日 指导人评定成绩： 湖 南 科 技 大 学 毕业设计（论文）评阅人评语 主要对学生毕业设计（论文）的文本格式、图纸规范程度，工作量，研究内容与方法，实用性与科学性，结论和存在的不足等进行综合评价 评阅人： （签名） 年 月 日 评阅人评定成绩： 湖 南 科 技 大 学 毕业设计（论文）答辩记录 日期： 学生： 学号： 班级： 题目： 提交毕业设计（论文） 答辩委员会下列材料： 1 设计（论文）说明书 共 页 2 设计（论文）图 纸 共 页 3 指导人、评阅人评语 共 页 毕业设计（论文） 答辩委员会 评语： 主要对学生毕业设计 （论文） 的研究思路，设计（论文）质量，文本图纸规范程度和对设计（论文）的介绍，回答问题情况等进行综合评价 答辩委员会主任： （签名） 委员： （签名） （签名） （签名） （签名） 答辩成绩： 总评成绩： 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 要 矿山用圆锥式破碎机主要用于对各种各样的矿石进行细碎，它主要由传动部、偏心轴套部、圆锥破碎部、机架部、碗型轴承部、调整装置部、调整套部、弹簧部、进料部以及调整排矿口的大小用的液压站等部分组成。破碎机工作时，电动机输出轴与传动轴通过一对锥形齿轮带动偏心轴套旋转，圆锥破碎轴的轴心线在偏心轴套的迫动下做旋转摆运动，使得动锥时而靠近，时而离开定锥，从而使矿石在破碎腔内不断地受到挤压和冲击而被破碎。 破碎机的发展与人类社会的进步和科学技术的水平密切相关。随着科学技术的发展，各学科间相互渗透，各行业间相互交流， 广泛使用新结构、新材料、新工艺，目前破碎机正向着大型、高效、可靠、节能、降耗和自动化方向发展。 本设计首先介绍了圆锥式破碎机的各部分的结构、工作原理和基本情况，接着对圆锥破碎机主要性能参数进行了分析计算（结构参数、破碎腔型、动锥摆动次数、破碎力）。然后对圆锥破碎机的主要零部件进行了设计（电动机、直齿锥齿轮、传动轴、键、滑动轴承）。 关键词： 圆锥破碎机；性能参数；零部件设计； 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 is in of it is by to of a of of of to so in by of of of is to of of of of of 买后包含有 纸和说明书 ,咨询 买后包含有 纸和说明书 ,咨询 录 第一章 圆锥破碎机工作原理 1 1 2 3 4 7 9 第二章 圆锥破碎机主要参数计算 11 11 12 14 18 第三章 主要零部件的 设计 21 21 动方案的确定 21 21 24 28 29 第四章 圆锥破碎机的改进 31 31 参考文献 33 谢辞 34 附录 35 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 1- 第一章 圆锥破碎机工作原理 圆锥破碎机分为粗碎圆锥破碎机和中、细碎圆锥破碎机。通常我们所说的圆锥破碎机一般都是指中细碎圆锥破碎机。本设计研究的是标准型弹簧圆锥破碎机。圆锥破碎机是当前应用最为广泛的物料中碎及细碎机，其规格用破碎锥底部直径（）来表示。 圆锥破碎机根据排料口调整方式和保险装置不同，又分为液压式圆锥破碎机和弹簧式两种。液压圆锥破碎机又分为三种形式：多缸液压圆锥破碎机、底部单缸液压圆锥破碎机及顶部单缸液压圆锥破碎机。弹簧式圆锥破碎机是第一代圆锥破碎机，随着技术的发展有被液压式圆锥破碎机所取代的趋势。弹簧式圆锥破碎机结 构图如图 图 簧式圆锥破碎机 1 电动机 2 联轴器 3 传动轴 4 小圆锥齿轮 5 偏心轴套 6 主轴 7 大圆锥齿轮 8 球面轴承座 9 保险弹簧 10 动锥衬板 11 定锥衬板 12 给料盘 13 给料箱 14 支柱 15 调整环 16 支撑环 17 机架 圆锥破碎机按照给料粒度和最终产品的粒度可分为标准型（中碎用）、中间型（中细碎用）、短头型（细碎用）。三者的区别在于破碎腔的形状不同，即平行区的长度不同，标准型的平行区最短，短头型的平行区最长，中间型平行区介于两者之间，如图 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 2- (a)标准型 (b)中间型 (c)短头型 图 圆锥破碎机破碎腔形式 一直以来，关于物料破碎理论的研究取得一些有实际指导意义的研究成果，对碎磨设备的研制开发及碎磨理论的发展做出重要贡献。目前最具代表性并普遍使用的是三大破碎理论。其中第一种破碎理论是“表面积说”，认为物料粉碎能耗与新生表面积成正比；第二种破碎理论是“体积学说”，认为粉碎能耗与被粉碎颗粒体积成正比；第三种破碎理论是“裂缝学说”，认为认为 物料粉碎能耗与物料中的原生裂纹直接相关。三大破碎理论的提出构成了早期对物料粉碎理论研究的基本框架。三大破碎理论表达式如式（ 1（ 1式中 、 、为三大破碎理论分别对应的破碎功耗， 、 、为比例系数，为物料给料粒度，为破碎产品粒度。 =（ -） (1= (1 =(-) (1物料破碎方法主要是机械力破碎，机械力破碎法是最古老的矿料破碎法，也是迄今运用最广泛的矿料破碎方法，它以破碎机械的工作部件直接作用于 矿块而使其破碎。机械力破碎方法主要有挤压、劈开、折断、磨剥和冲击破碎等。固体物料受到外界压力时产生压力变形，形成内部应力集中，当应力达到颗粒某最弱处的破碎力极限时，颗粒就会在该处首先发生破裂和粉碎。 物料在圆锥破碎机破碎腔中是以挤压破碎为主，兼有弯曲和冲击研磨，物料在破碎腔中受到巨大的挤压力作用，当挤压力超过物料颗粒之间的内聚力时，物料就产生破碎。以往对圆锥破碎机的研究都是以物料在破碎腔内发生单颗粒破碎，单颗粒破碎是指压力、撞击力、拉力或剪力作用于单个物料颗粒的破碎事件。而在破碎设备的实际生产过程中 ，单颗粒破碎现象是很少发生的，更多的是以层压破碎工作的。近年来基于对层压破碎原理的研究使得圆锥破碎机发展到一个新的阶段。 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 3- 圆锥破碎机的结构简图如图 动机 1的动力由传动轴 2、圆锥齿轮 3，带动偏心轴套 4旋转。主轴 5自由地插在偏心轴套 4的锥形孔里，动锥 7固装在主轴 5上，并支撑在碗型轴承座 6的碗型轴承上。随着偏心轴套 4的旋转，牵连着动锥 7的中心线以 破碎机中心线作锥面运动，这种运动叫做进动运动，又叫旋进运动。两中心线的夹角为进动角（在工作过程中为不变的定值）。与此同时，动锥还绕 自身轴线作自转运动。 图 通圆锥破碎机简图 123 45 67 8工作时动锥周期性地靠近或远离定锥，当动锥靠近定锥时，处于两个锥体之间的物料在破碎腔中受到巨大的挤压力作用产生破碎。而远离锥体表面的物料则由于自身重力的作用不断下落，下落一段高度后，动锥再次向定锥靠近，物料受到压碎与冲击力作用而破碎。一段时间后动锥将会再次离开，物料再次下落一定距离。经过几次循环后，物料破碎到要求粒度经排矿口排出。也就是说，分层的物料 在一个循环的大部分时间以内都是处于下落排出状态，破碎机的通过能力很大。而排料的顺利通畅，使得破碎机生产率大为提高。 圆锥破碎机的排料口附近通常会设计成一段平行区，平行区是由动锥和定锥之间啮角等于零的一段长度。其目的是达到有效破碎物料，满足产品粒度要求。物料在平行区中通过时，至少要经历一次以上的破碎，这就使得所获得的产品粒度有一个或几个方向上的尺寸要比平行区的宽度小，从而保证物料的顺利排出。平行区的起始点称为堵塞点，一般认为单位时间内破碎机堵塞层处物料的通过量最小。 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 4- 圆锥破 碎机由下列主要部分组成：机架部；传动部； 碗型 轴承部；偏心轴套部； 圆锥破碎 部；调整部 ；调整套部；进料部。 架部 图中的机架部是整个破碎机的主体，所有部分都装在机架上，它被四个地脚螺栓固定在基础上。 图 架部 传动轴套筒插入机架中心套筒中，用螺钉固定。中心套筒里压入直衬套。直衬套用锡 青铜材料制作。为了防止直衬套上串，在直衬套的上口开两个缺口，装一压板将其压住。 动部 图 动部 传动部装在机架传动轴套内，它的前端小伞齿轮和偏心轴套上的大伞齿轮相啮合。购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 5- 其另一端借联轴器与电 动机相连接。 型轴承部 图 型轴承部 碗型 轴承部有 碗型 轴承座和 碗型 轴承（ 碗型轴 瓦 ） 组成。 碗型轴 瓦用销子固定在 碗型 轴承座上，其上有回油孔而 碗型 轴承座外圈有档油环，防止从 碗型 瓦外缘挤出的油进入防尘水中。 碗型 轴承座上有一圈环形沟槽是为装防尘水用的。 碗型 轴承也是用 锡 青铜材料制作的。 心轴套部 图 心轴套部 偏心轴套部分是由 偏心轴套、 大伞齿轮和锥衬套组成。锥衬套用 锡 青铜制作。锥衬套压装在偏心轴套的锥形孔里并在其上部缺口处铸锌加固。大伞齿轮与偏心轴套之间是用键连接。 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 6- 图 动锥部分 由 动锥体和主轴组成，用热压配合装配在一起。动锥的外表面装有 高 锰钢衬板。为了使它们之间紧密贴合，中间铸以锌。上部用锁紧螺帽 锁 紧。在 锁 紧螺帽的顶部装有分矿盘。为了防止破碎机工作时锁紧螺帽退扣，装有制动齿板。制动齿板的外齿卡在 锁 紧螺帽的内齿中，而制动齿板下面的方形键卡在主轴头部的缺口内，以防止主轴与 锁 紧螺帽的相对运动。 整套部 图 整套部 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 7- 调整 套 部也是一个动锥体，其外圆锥表面有 锯齿 形螺纹，而内部锥体上有七个缺口，定锥衬板上面相应 的 有 七 个耳环。用 “ U” 形螺栓穿过缺口钩在耳环上，将定锥衬板固定在调整 套 上。 整装置部 图 整装置部 调整环与固定环靠 锯齿 形螺纹联接；借旋转调整环使定锥上升或下降，从而改变破碎机排矿口大小。为了防止调整环自动退扣，用 锁紧螺母锁 紧。 固定环（也叫支撑环）的锥面与机架上部的锥面相配合，固定环沿圆周方向有弹簧 ，靠弹簧的张力把固定环压在机架上。这样，当不能破碎的物料落入破碎腔时能起保险作用。 圆锥破碎机重要的性能指标有破碎机的生产率、破碎产品的粒度及能耗等，而影响破碎机性能的 因素则很复杂。已有的研究与工程实践表明，影响破碎机破碎产品的产量与粒度的关键因素有破碎机性能因素、破碎腔结构因素及破碎机操作情况等。 性能因素是影响破碎机工作性能的关键因素，包括动锥摆动速度 n、进动角、偏心距 e、排料口摆动行程 。破碎机结构因素主要是破碎腔腔型结构，包括平行区长度 l、闭边排料口尺寸、破碎腔啮角、动锥底角、破碎机悬架高度 H、给料口尺寸等。破碎机操作因素主要是对破碎机的给料情况。各个关键参数如图 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 8- 图 影响破碎机性能的关键参数 碎机性能因素 对于破碎机性能指标 来说，其生产率与破碎产品粒度是一对矛盾体，两者之间相互制约 。工作性能因素是通过影响破碎机生产率进而影响破碎机产品粒度。动锥摆动速度 料通过破碎腔时所受冲击次数越多，物料粒度越整齐，但转速 料生产率下降；动锥摆动速度 但破碎产品粒度变坏，破碎机生产率也下降，故动锥摆动速度存在一个最佳值。 在破碎机腔型结构参数确定的前提下，进动角决定破碎机偏心距 e 及排料口摆动行程的值，进动角越大，物料在破碎腔中受到更大冲击，粉碎效果改善，同时对物料运动学性能有利，破碎机生产率提高，但破碎机整机动力性能 恶化；进动角越小物料粉碎效果变差，生产率下降，但机器动力性能改善。故在破碎机整机性能允许的前提下，进动角亦取较大值。 碎机结构因素 破碎机结构因素主要是破碎腔型结构参数。在工作性能参数确定的前提下，破碎腔型对破碎产品粒度有决定性影响。平行区长度 l 和闭边排料口尺寸是为检查物料是否粉碎到用户要求粒度而设计的，同时也是影响破碎机生产率的关键因素之一。平行区越长、闭边排料口尺寸越小，产品粒度改善，但破碎机生产率下降，平行区越短、闭边排料口尺寸越大，粒度变坏，但破碎机生产率提高，故在一定的工作性能参数前 提下，存在最佳的平行区长度和闭边排料口宽度。 破碎腔啮角是影响物料层压破碎效果的关键因素之一。为使物料在破碎腔中实现良好的破碎效果，破碎腔啮角亦取较小值，但需保证闭边排料口尺寸，否则破碎腔高度增购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 9- 加，机器重量增加。 动锥底角越大，有利于物料以自由落体方式通过破碎腔，破碎机生产率提高，但产品粒度可能得不到保证；动锥底角越小，物料产品粒度改善，但生产率下降。 悬架高度 挂点至排料口垂直距离为悬架高度。而给料口尺寸 按弹簧圆锥破碎机国家标准选取。 碎机操作因素 破碎机操作因素主要是破碎机的给料情况，包括给料是否充分、给料粒度分布情况、给料是否均匀等等，都对破碎产品的粒度影响很大。 破碎机工作时必须满足充分给料，若给料不充分，则破碎机会出现待料现象，影响破碎机的生产率。 物料给料粒度分布均匀可以使破碎机工作时实现层压破碎。若给料粒度相差很大，将影响破碎产品的粒度。 破碎机工作时若能满足均匀给料，则破碎机破碎力分布合理，衬板磨损均匀，有利于发挥破碎机的最大工作性能。 因此，圆锥破碎机的结构参数、工作参数及给料情况等都影响着破碎机性能 。 展现状 锥破碎机的国外发展状况 圆锥破碎机最初是由美国人西蒙斯兄弟设计，诺德伯格公司生产的，约在上世纪二、三十年代普及世界。 进入 80年代后，国外破碎机的主要进展是对破碎机的研制和强化。经过不断的研究、改进，相继推出了很多新型圆锥破碎机，如美国、瑞典、英国、前苏联、法国、芬兰、日本等在 80年代都推出了具有不同特点的新型圆锥破碎机，使圆锥破碎机的发展向前迈进一大步。 美国的诺德伯格具有 70多年制造圆锥破碎机的经验。诺德伯格 列圆锥破碎机是在西蒙斯圆锥破碎机的基础上发展制造出来的 。诺德伯格 高的生产能力， 而使 高的产品质量， 品形状更整齐。 免了由液压油缸支承动锥，在生产过程中上下浮动而引起排料口的变化，而通过转动定锥调整方式，保持了排料口的恒定，提高了整个生产过程的稳定性。此外，过铁保护装置能确保破碎购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 10- 机在通过铁块以后能够立即复位，保持稳定的排料口 。 减少停机时间， 压清理破碎腔行程大而且与衬板磨损无关，减少了清除破碎腔内堵塞物料所需的工作量，从而缩短停机时间。液压马达驱动定锥，可对排料口进行调整，液压马达还能使定锥全部转出调整环螺母，以更换衬板，从而大大简化了衬板更换的工作量。先进的衬板固定技术提高了衬板的可靠性，定锥衬板靠楔块与定锥衬板上部的螺纹斜面啮合，形成自锁；而动锥衬板由自锁式锁紧螺栓紧固。 便于维修， 振动大、粉尘多的破碎环境里能够提供较大的负载能 力。 修方便。 锥破碎机的国内发展状况 我国于 1953年开始仿造苏联 2100和 1650 弹簧圆锥破碎机。 1954 年开始自行设计生产了 1200弹簧圆锥破碎机。 1958年设计制造大型 2200弹簧圆锥破碎机。以后经过多年反复研究、实践，克服了旧系列的弹簧压力不足、零件强度低以及结构上的某些缺点，现已批量生产了新系列弹簧圆锥破碎机，有 600、 900、 1200、 1750、 2200五个规格十四种腔型。目前破碎机已达到系列化、规格化、标准化的程度，可以 满足不同用户、不同碎矿流程中碎和细碎作业的需要。 70年代中期，我国设计制造了底部单缸液压圆锥破碎机，其工作原理与弹簧圆锥破碎机相同，这种破碎机排矿口的调节是通过油缸中油量的增加或减少使破碎锥上升或下降，从而调节排矿口的减小或增大。从实际运转情况来看，该种设备除少数尚存一定问题外，大多数设备都能达到使用要求。底部单缸液压圆锥破碎机虽然结构简单，制造方便，但是由于采用了底部液压缸的结构，使机器的下部工作空间狭小，因而给检修工作带来一定困难，因此还需要解决存在的问题。但液压圆锥破碎机已成为圆锥破碎机的发展方向。 我国在 70年代研制的有 1200、 1650、 2200单缸液压以及 1200、 1750、 2200多缸液压圆锥破碎机。底部单缸液压圆锥破碎机有 900、 1200、 1650、 2200 四个规格十二种腔型；多缸液压油 1200、 2200两个规格四种腔型。 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 11- 第二章 圆锥破碎机主要参数计算 构参数选择与计算 给矿口与排矿口宽度 : 圆锥破碎机给矿口的宽度 B，用动锥接近定锥时，两锥体的上端距离表示。排矿口宽度 b，用动锥靠近定锥时，两锥体下端的距离表示。如图 B和 般情况下 ， B=（ 由已知条件： =145 ，所以 B=（ 145= 取给矿口宽度 B=170 。排矿口宽度 b 值有一定范围，以供破碎各种硬度矿石的需要。由已知条件：出料粒度为 20 50，所以排矿口尺寸b=20 50。 啮角： 动锥与定锥衬板之间的夹角称为啮角，并用表示。它的作用是保证破碎腔两衬板有效的咬住矿石，不许向上滑动。啮角过大，矿石将在破碎腔内打滑，降低生产能力，增加衬板磨损和电能的消耗；啮角太小，则破碎腔过长，增加破碎机的 高度。通常啮角21 23， =26,取 =22 图 碎机结构尺寸 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 12- 底锥角较大者为陡锥型破碎机，也叫深腔破碎机，如单缸液压圆锥破碎机，其角约为 55 60；底锥角较小者为平锥型破碎机，如弹簧圆锥破碎机和多缸液压圆锥破碎机，其 角约为 40 50，取 =45；圆锥破碎机啮角如图 查表 2圆锥破碎机的偏心距 e=，动锥摆动行程 S=51 。 表 2 碎 机 规 格 600 900 1200 1750 2200 偏心距 e/ 10 12 0 动锥摆 动 行 程 S/ 29 39 51 75 90 图 锥破碎机啮角 破碎腔平行区： 破碎腔的平行区也称为平行带，为了保证破碎产品达到一定细度和均匀度，中细碎机在破碎腔下部有一段平行区。若平行区过长，与同规格破碎机在相同条件下比较，处理能力减少，而且随衬板磨损，平行区越来越长，易使破碎机产生堵塞、增加能耗。由于平行区越长，磨损越不均匀，使产品粒度更加不均匀。从受力情况来说，平行区缩短使破碎力下移，能改善主轴受力情况。但平行区过短，会导致产品中合格品含量下降。 平行区 长度 L，可根据动锥摆动次数和底锥角以及摆动行程等计算。其原则是：对中碎机，保证物料在平行区里被压碎 1 2次；可根据动锥底部直径计算平行区长度L( ): 对中碎机 L=D （ 2 式中 :动锥底部直径，。由已知条件1200，将数据代入式 (2 得 1200 96 碎腔形设计 当设计破碎腔时，破碎机进料口尺寸或最大粒度 ,排料口尺寸或排料粒度 ,破碎机生产能力、破碎机规格尺寸以及被破碎物料性质等为已知。 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 13- 据破碎机规格尺寸值画直线，然后取一个动锥底锥角值画一条线。（） 平行于线的 线，并使 等于平行区长度值得到 点。（ 96） ），画 线令 线与 线的夹角等于角。 图 本腔形 值为直径画圆切于线点，并连接 线。此时，闭边破碎腔形状已形成。 线的垂直等分线 O。画 使得点，连线。此时，动锥整体外形已定。 于弹簧式圆锥破碎机， 取，再按 入数据，得 e=1200 以 e=使 =e,过点作一直线 交于 线的夹角等于值。此时， 就是破碎机中心线。 中心线为轴对称画出、和三点，三点连线最终构成定锥面的形状。此时，破碎腔腔形设计完成。 因为破碎腔内的物料在压缩时，要有足够的密实度和较高的压缩比，便能获得较高的产量而又能使细粒级产品含量显著增多。因此正确选择动锥摆动行程 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 14- 优化腔形设计： 假设有一最佳 腔形曲线，并用三次样条函数来描述。只要在衬板表面取 值可作为设计变量），便可通过三次样条插值函数计算腔形曲线，如图 了看图方便将直角坐标按逆时针转 90）。取动锥衬板曲线 M，进行定锥衬板曲线最佳形状设计。 图 图 锥摆动次数 动锥的摆动次数也就是偏心轴套的转速。如果转速太高，不仅生产率不能提高，反而会使功耗增加很快，若转速太低，又不能充分利用能量，使生产率降低。因 此，人们追求一个较为理想的转速。 破碎机转速 心部件运动状态，破碎机制造质量、零件材质、润滑等因素有关。衡量破碎机 其它条件一定的情况下，所确定的 料在破碎腔平行区里是以自由落体形式运动，以此为基础，计算动锥摆动次数。如图 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 15- 图 料在平行区的运动 动锥处于压碎终止位置； 动锥后撤到终止位置 物料在 动锥从位置急速向位置后撤时，由于物料不会立刻跟随动锥一起下落而是滞后一段时间，从而物料脱离动锥表面， 这是因为动锥后撤的速度大于物料自由下落的速度所决定的。当动锥后撤到位置而物料尚离动锥表面有一段距离，待动锥从位置返回来再次冲击的过程中，与继续下落的物料相遇。 现求动锥后撤而物料跟随动锥一起作自由降落运动状态下，动锥的摆动次数，即动锥保证物料自由降落的最低摆动次数。物料从 于动锥从位置后撤到位置的时间，即，根据自由落体公式得： g 将代入公式中，则 g （ 2式中：重力加速度 m/，：物料下落的距离， （为动锥底锥角），公式（ 2整理后，得动锥每分钟 最低摆动次数为： =30 将 g=代入公式（ 2则得 (2式中 S：动锥摆动行程， 51；：底锥角， 45 将数据代入式 (2得 66 /购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 16- 公式 (2求得物料不在锥面上滑动的最低摆动次数。实际上，设计时动锥的摆动次数必须大于这个极限次数，才能使物料呈自由落体形式向下运动。物料从点开始自由降落而动锥从位置后撤，由于动锥后撤速度较快，当动锥后撤到位置而又返回到位置时，才与物料相遇，此时动锥所走过的时间，如 图 ，将此数据代入式 X=。由图 ， =，故 = 又从图中几何关系得 = 根据自由落体公式得： =g 经简化求得（ r/为： (2中 S=51 （动锥摆动行程）， =45（动锥底锥角）；将数据代入 (2： (次 /综上所述 : / n / 取 n=300 次 /分。 图 锥速度 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 17- 图 动锥处于压碎物料终止位置； 动锥处于后撤 终止位置； 动锥处于 t=处 S/2+ 动锥处于 S/2的位置 碎力计算 第三章 主要零部件的设计 动机的选择 弹簧式圆锥破碎机电动机功率，可按下面这个根据实际资料并经研究总结出来的经验公式来计算， P（ 为： P=50Q，式中 Q 为动率系数（取 为动锥直径（ 为修正系数（当动锥直径 1650时，取 当动锥直径在 16502100之间时，取；当动锥直径大于 2100 时，取 代入数 据得 50 108（ 所以根据计算功率 108 查找“电动机型号一览表”，选择型号为 6； 基本参数为 110 980r/根据传动方案：电动机通过联轴器和主传动轴相连，主传动轴通过键和小圆锥齿轮相连。所以可以大致认为 n（电动机） =n（传动轴） =n（小圆锥齿轮），可得 n（小圆锥齿轮） =980r/圆锥齿轮和偏心轴套通过健相互连接，然后偏心轴套带动破碎主轴旋转，所以 n（偏心轴套） =n(大圆锥齿轮 )。 由已知条件破碎主轴摆动次数为 300次 /分，所以 n（偏心轴套 ） =300r/得 n（大圆锥齿轮） =300r/ 该对圆锥齿轮传动比 i=n(小 )/n(大 )=980（ r/(r/动功率 轴器传动效率为 = =齿轮传动， 7级精度（稀油润滑），效率 =对滑动轴承，润滑正常， =齿轮的传动功率 P=110（联轴器）（滑动轴承）（锥齿轮） =110 。可得（小）（大） Z（大锥齿轮） /Z（ 小锥齿轮）购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 18- =980(r/300(r/设计：齿轮的材料、热处理及主要尺寸等。 0（调质），硬度为 280度极限屈服极限大齿轮材料为 45钢（调质），硬度为 240 者材料硬度差为 40度极限屈服极限齿轮精度： 7级。 =20 40（闭式传动），取 =34 小齿轮： )=1/=17 大齿轮： 许用接触应力： = 由资料按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限 =600齿轮的接触疲劳极限 =550 取安全系数，取失效概率为 1，安全系数 =1 计算应力循环次数 =60j=60 980 1 (2 8 300 15)= 取接触疲劳寿命系数 = =计算 =534=许用弯曲应力 = 由资料查得小齿轮的弯曲疲劳强度极 限 =500齿轮的弯曲疲劳强度极限=380弯曲疲劳寿命系数 算 = =1001483N 中：锥齿轮传动的齿宽系数，取 =1/3,：弹性影响系数 = =小值 ) 载荷系数，使用系数，查得： =1， 所以 1 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 19- 将上述数据代入式 m 式中 小值） 、分别为齿形系数及应力校正系数，按当量齿数查表 10 34，当量齿数 = /4/上述数据代入式 (10： m m 查表，取 m=7(标准模数 ) 则分度圆直径 =m=7 34=238 ,满足设计要求。 U= 所以 = 4 11 齿顶高： =m=1 m=7 齿根高： =(+)m=(1+0.2)m=7= 分度圆直径： m=7 34=238 m=7 111=777 齿顶圆直径： =+238+2 7 =+277+2 7 齿根圆直径： =38 =77 锥距 R： R=m/2=7 /2= 齿根角 : R=锥角 : =+=17+=73+隙 C： C=m=7= 分度圆齿厚 S： S=/2=7/2=11 齿宽 B： B R/3（取整数） B B 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 20- 取 B=135 传动轴的设计，包括结构设计和工作能力计算两方面的内容。轴的结构设计是根据轴上零件的安装、定位以及轴的制造工艺等方面的要求，合理确定轴的结构形式和尺寸。轴的结构设计不合理，会影响轴的工作能力和轴上零件的工作可靠性，还会增加轴的制造成本和轴上零件装配的困难等。轴的工作能力计算指的是轴的强度、刚度和振动稳定性等方面的计算。多数情况下，轴的工作能力主要取决于轴的强度。这时只要对轴进行强度计算，以防止断裂或塑性变形。 轴的材料：选择 45 号钢。 轴的结构应满足：轴和装在轴上的零件 要有准确的工作位置；轴上的零件应便于装拆和调整；轴应具有良好的制造工艺性等。 拟定轴上零件的装配方案： 传动轴和联轴器通过键联接传递扭矩，一对轴衬套对传动轴起支撑作用，相当于滑动轴承的作用，其中一个轴衬套通过套筒定位，另一个轴衬套通过传动机架止口定位。轴的左端与圆锥齿轮相连，通过键联接。传动轴上通过轴肩给锥齿轮定位。轴通常是在变应力条件下工作的，轴的截面尺寸发生突变处要产生应力集中，轴的疲劳破坏往往在此处发生。为了提高轴的疲劳强度，应尽量减少应力集中源和降低应力集中的程度。为此，轴肩处应采用较大的过度圆角 半径 定位轴肩，必须保证零件得到可靠的定位。 、转速 ： P=P（电动机）（联轴器） P=110 = 转速 n(传动轴 )=n(电动机 )，所以 n（传动轴） =980r/是 T=9550000 T=9550000 T =1064435N =, 式中 =d(238（ = T=1001483N，代入数据得 =买后包含有 纸和说明书 ,咨询 21- = = 根据轴的材料 45,取 =112，于是得 = =112 =输出轴的最小直径显然是安装联轴器处轴的直径，为了使所选的轴直径与联轴器的孔径相适应，故需同时选取联轴器型号，联轴器的计算转矩 =T，取= =T=1064435N = 按照计算转矩应小于联轴器公称转矩的条件，查标国标，选用 弹性柱销联 轴器，其公称转矩 =6300N m ,许用转速 n=2240r/轴器的轴孔直径 110。 图 的受力简图 图 动轴的基本结构 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 22- 根据轴的受力简图和结构尺寸做出轴的弯矩图和扭矩图。 作出弯矩图：根据上述简图，分别按水平和垂直面计算各力产生的弯矩，并按计算结果分别做出水平面上的弯矩图和垂直面上的弯矩图。产生的弯矩： = 185=185= 图： 图 , , = x+ x=(+)x=(x= ) (0 x 185) 图： 图 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 23- 按式 M= 计算总弯矩并做出 =0 N = 图 的 弯 矩 合 力 图 做出扭矩图： 图 的扭矩图 从轴的结构图以及弯矩图和扭矩图中可以看出轴上安装齿轮处截面是轴的危险截面。 5、按弯扭合成应力校核轴的强度 进行校 核时，通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面（即危险截面）的强度。根据公式以及轴单向旋转，扭转切应力为脉动循环变应力，取 =