立轴式破碎机的设计【全套包含CAD图纸三维建模】
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学位论文原创性声明 本人郑重声明： 所呈交的学位论文，是本人 在指导教师的指导下， 独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明 确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名 日期： 2017 年 6 月 23 日 录 A G. . 2002. s a of of is of of is a of s a is of to In on by of or to In is a be to to be to a n be of or or is is by to to in by in In a of is by on of to as on In to of of of by on or is a on of as as of by on or on of so of be by a so is to in or on is to of of to in to is to be At of in a of of by in on of is is to of to of is at of is In o. m by of of is .2 .3 (1) is to of 4- (2) (3) or a (4) 8 of In is a of to to of of of is is of to is is in be in on of or a of is no be it a of to is to be of in to of a a of be or in by to of to of a of by by to is to to se of a to in to in of as to of be in 录 B 常用研磨机 G. . 2002. 摘要： 研磨是超精密加工中一种重要加工方法，其优点是加工精度高，加工材料范围广，几乎适合于各种材料的加工，研磨加工可以得到很高的尺寸精度和形状精度，甚至可以达到加工精度的极限，研磨装置简单，不需要大量复杂的机械并且不苛求设备的精度条件。 关键词： 研磨；加工；机械设备 作为超精加工的一种方法，研磨机主要用于研磨工件中的高精度平面、内外圆柱面、圆锥面、球面、螺纹面和其他型面。其主要类型有圆 盘式研磨机、转轴式研磨机、磁力研磨机和各种专用研磨机。 圆盘式研磨机分单盘和双盘两种，以双盘研磨机应用最为普通。在双盘研磨机上，多个工件同时放入位于上、下研磨盘之间的保持架内，保持架和工件由偏心或行星机构带动作平面平行运动。下研磨盘旋转，与之平行的上研磨盘可以不转，或与下研磨盘反向旋转，并可上下移动以压紧工件（压力可调）。此外，上研磨盘还可随摇臂绕立柱转动一角度，以便装卸工件。双盘研磨机主要用于加工两平行面、一个平面 (需增加压紧工件的附件 )、外圆柱面和球面（采用带 V 形槽的研磨盘）等。加工外圆柱面时 ,因工件既 要滑动又要滚动，须合理选择保持架孔槽型式和排列角度。单盘研磨机只有一个下研磨盘，用于研磨工件的下平面，可使形状和尺寸各异的工件同盘加工，研磨精度较高。有些研磨机还带有能在研磨过程中自动校正研磨盘的机构。 转轴式研磨机由正、反向旋转的主轴带动工件或研具（可调式研磨环或研磨棒）旋转，结构比较简单，用于研磨内、外圆柱面。 磁力研磨机是通过采用磁场力量传导至不锈钢磨针使工件作高频率旋转运动；可对精密工件内孔、死角、细小夹缝起到明显较好的抛光研磨去除毛刺的效果。 专用研磨机依被研磨工件的不同，有 中心孔研磨机、钢球研磨机和齿轮研磨机等。 此外，还有一种采用类似无心磨削原理的无心研磨机，用于研磨圆柱工件。 研磨是磨具通过磨料作用于工件表面，进行微量加工的过程 。研磨工件表面的尺寸精度、形位精度、研磨工具的寿命及研磨效率等，在很大程度上取决于研磨运动。为使工件表面研磨均匀，从运动学角度归纳出如下的平面研磨最佳运动学条件： (1)工件相对研具作平面运动，应保证工件被研磨表面上各点相对研具均有相同或相近的研磨轨迹； (2)研磨运动是由工件与研具之间的相对运动实现的，工件表面上各点的研磨运动速度应尽可能相同； (3)研磨运动方向应不断变化，研磨纹路交错多变，以利于工件加工表面粗糙度的降低，但应尽量避免工件被研磨表面上各点相对研具的研磨轨迹曲率变化过大； (4)研具或抛光盘工作表面的形状精度会反映到工件表面上，所以工件的运动轨迹应遍及整个研具表面并且分布均匀，以利于研具的均匀磨损； (5)工件相对研具在被研磨材料的去除方向上具有运动自由度，这样可以避免因研磨机械的导向精度不高而引起误差。 研磨基本原理是利用涂敷或压嵌在研具上的磨料颗粒，通过研具与工件在一定压力下的相对运动对加工表面进行的精整加工的过程 。 圆柱面的研磨加工过程就是利用游离磨粒对圆柱两平面进行刮削和挤压去除材料的过程，达到减小圆柱高度，提高平面度和降低表面粗糙度的目的。这些去除作用要通过柱面与研磨盘的相对运动在磨粒的作用下来完成。磨料是研磨加工的主要介质。整个研磨过程根据磨料的变化可分为三个阶段。 第一阶段：游离磨料的破碎阶段。精研初期较大的磨粒首先参与切削，这时磨料多呈带棱角的多面体，切削能力强。在压力的作用下，尺寸大的磨粒被破碎使更多的磨粒得以参加切削，这时圆柱体一方面消耗尺寸及上工序的残留表面，这个阶段磨削效率较高，尺寸消耗快，圆柱表面粗 糙。但该阶段时间很短。 第二阶段：磨粒细化和镶嵌阶段。由于压力的作用上下研磨盘和圆柱体相互作用不断地辗压磨粒，使粗磨粒逐渐破碎为细磨粒且大小趋于一致，这时磨削效率达到最高，时间也最长。随着磨料的不断细化，各种要素也处于相对稳定阶段，在这个阶段钢球的几何精度得以改善并基本达到相应的要求，表面质量逐渐提高，粗糙度下降。这个阶段是钢球的稳定加工阶段。 第三阶段：磨粒钝化和研光阶段。在这个阶段磨料绝大部分细化为O 3m 以下的微细磨粒，磨粒的形状也由原来锐利的几何体变为无锐棱的圆滑球体，磨削速度大大降低。钝化了的磨 粒微粉对圆柱面只能进行更微量的研磨，研磨量大约 0 2 O 3 m h。此阶段圆柱表面粗糙度值进一步降低，最终达到标准要求。 一般来讲，研磨轨迹主要有 4 种：（ 1）直线研磨运动轨迹。此种方法适用于台阶的狭长平面工件研磨，可获得 较高的几何精度，但不易获得较小的表面粗糙度。（ 2）摆动式直线研磨运动轨迹。可以获得较好的平直度。 3）螺旋形研磨运动轨迹。主要用于圆片形或圆柱形工件端平面研磨，能获得较高的平面度和较小的表面粗糙度。（ 4） “8”字形研磨运动轨迹。适用于平板类工件的修整和小平面工件的研磨，能使相互研磨的平面 介质均匀接触，并且研具均匀地磨损。 在生产实践中，研磨是一种常用的精加工工艺，研磨的方法不断进步和更新，为适应不同的加工要求，各种文献资料报道的研磨方法有多种，有超声波抛光、磨料流喷射加工、电解研磨、化学抛光、磁性磨料研磨、液体磨料研磨等表面光整加工技术。 最常用的并且应用最多的是机械研磨，其特点是可获得较高的尺寸精度、形状精度和较低的表面粗糙度，但要求操作者有很高的技术水平和经验，加工效率低，劳动强度大，加工质量不易控制，表面残余应力大，表面残留磨粒还会影响表面质量。 磁性研磨法是通过磁场的磁极将磁性磨料 吸压在加工件表面，加工件表面与磁极之间可以有数毫米的间隙，磁性磨料在加工间隙中沿磁力线整齐排列， 形成弹性磁刷，并压附在工件表面 !旋转磁场或旋转加工件，使磁刷与加工件产生相对运动，从而精磨工件表面。磁研磨加工的特点是，不管加工件表面形状如何，只要使磁极形状与加工表面形状大体吻合，就可精磨有曲面的工件表面，因而磁研磨法适用于通常研削和研磨加工难以胜任的复杂形状零件表面的光滑加工。 研磨机采用无级调速系统控制，可轻易调整出适合研磨各种部件的研磨速 。采用电 气比例阀闭环反馈研磨机压力控制，可独立调控压 力装置。上盘设置缓降功能，有效的防止薄脆工件的破碎。通过一个时间继电器和一个研磨计数器，可按加工要求准确设置和控制研磨时间和研磨圈数。工作时可调整压力模式，达到研磨设定的时间或圈速时就会自动停机报警提示，实现半自动化操作。 研磨机变速控制方法，研磨加工有三个阶段，即开始阶段、正式阶段和结束阶段，开始阶段磨具升速旋转，正式阶段磨具恒速旋转，结束阶段磨具降速旋转，其特征在于，在研磨加工开始阶段，人为控制磨具转速的加速度从零由慢到快地增大，当磨具转速升到正式研磨速度的一半时，加速度的变化出现一个拐点，控制磨 具转速的加速度由最大值由快到慢地减小，直到磨具转速达到正式的研磨速度，磨具转速的加速度降为零。 利用固着磨料研磨的这一特点，根据工件磨具间的相对运动轨迹密度分布，合理地设计磨具上磨料密度分布，以使磨具在研磨过程中所出现的磨损不影响磨具面型精度，从而显著提高工件的面型精度。 今后随着 人们对产品性能的要求日益提高，研磨加工以其加工精度和加工质量高而越来越受到了人们的关注。因此 ,超精密研磨等技术的研究 ,今后将更引人注目。 毕业设计 (论文 ) 开 题 报 告 学生姓名 学 号 专 业 班 级 指导教师 课题题目及来源： 题目： 立轴式破碎机的设计 题目来源： 自拟 课题研究的意义和国内外研究现状： 究目的 由于立轴式破碎机的运用非常广泛， 结构设计方案也多种多样 ，所以立轴式破碎机的研究设计将会提高破碎的效率和效果，对于生产的 优质、高产、低消耗具有重 要意义。 本课题是 立轴式破碎机的结构设计 ，对 立轴式破碎机 的总体结构设计以及各个零部件的具体结构设计，达到满意的设计技术要求。当前由于 立轴式破碎机 适应性强而被广泛的运用在建筑产品和矿山的各个领域，所以 立轴式破碎机 的结构设计可以极大的提高这些方面的生产效率，促进社会的发展和进步。 究意义 破碎机体内研磨介质运动状态分为二部分，其一为在筒体内旋转，其二为带到一定高度后抛落，即抛落运动状态。前者粉碎的主要形式为研磨，而后者为冲击。磨内物料随着研磨和冲击的综合作用而使物料粉碎。立轴式破碎机的破碎部分主要 由锤击部分和反击部分两部分组成，物料由进料口进入破碎腔，经过锤头的冲击、剪切、劈碎、折断，使得物料粒径降低，然后再经过反击破碎，通过反击破碎中反击板的冲击、剪切和物料的自撞破碎，进一步降低和均衡物料的粒径，从而实现了物料粉碎的目的。 建材产品的生产 ,从原料、燃料到半成品都需要进行破碎和粉磨 ,其目的是使物料的表面积增加 ,以提高物理作用的效果及化学反应的速度 ,如促进均匀混合 ,提高物料的流动性 ,便于贮存和运输 ,提高产量等。水泥熟料和石膏一起磨碎成最终产品 ,其磨碎的粒度越细 ,表面积越大 ,则水泥的标号就越高。 改善和提高产品的质量和数量 ,减少动力消耗 ,降低生产成本 ,对达到优质、高产、低消耗具有重要意义。 机械冲击粉碎是建材行业材料破碎的主要手段，其设备效率是重要的技术和经济指标。目前在破碎机的设计研究中，主要集中在耐磨材料和常规设计的改进。 在水泥行业、选矿电力等工业领域中广泛使用粉磨机械，但各类粉磨机械都有生产效率低，能耗高的缺点。当前的发展趋势是“以破代磨”，借助加强粉磨机前的粉碎，降低入料粒度，可大幅度提高粉磨机产量，降低综合能耗。 从生产工艺上看，这种能源消耗可分为两部分：一部 分是消耗燃料多的熟料烧成系统；一部分是消耗电能多的原料和熟料的粉磨系统。因此，各国都在积极开发节能降耗的水泥成套设备。磨前破碎正是向节能方向发展的一个重要路口，也正是水泥设备发展的必经之路。 内外研究现状 立轴式破碎机即立式冲击式 破碎机 ，俗称制砂机 图 1 是国内现在较成熟的立轴式破碎机 工作原理 物料由制砂机进料斗进入破碎机，经分料器将物料分成两部分，一部分由分料器中间进入高速旋转的叶轮中，在叶轮内被迅速加速，其加速度可达数百倍重力加速度，然后以 60 /秒的速度从叶轮三个均布的流道内抛射出去，首先同由分料器四周自收落下的一部分物料冲击破碎，然后一起冲击到涡支腔内物 料衬层上，被物料衬层反弹，斜向上冲击到涡动腔的顶部，又改变其运动方向，偏转向下运动，从叶轮流道发射出来的物料形成连续的物料幕。这样一块物料在涡动 破碎腔内受到两次以至多次机率撞击、磨擦和研磨破碎作用。被破碎的物料由下部排料口排出。和循环筛分系统形成闭路，一般循环三次即可将物料破碎成 20 目以下。 性能特点 1、制砂机是九十年代开发的新型中、细碎石设备，也是目前世界上广泛用于替代圆锥破碎机、对辊机、球磨机的机型。 2、结构新颖、独特、运转平稳。 3、能量消耗小、产量高、破碎比大。 4、设备体积小、操作简便、安装和维修方便。 5、具有整形功能、产品呈立方状、堆积密度大。 6、生产过程中，石料能 形成保护底层，机身无磨损，经久耐用。 7、少量易磨损件用特硬耐磨材质制成，体积小、重量轻、便于更换配件。 图 2 是国内成熟度立轴式破碎机 本系列制砂机适用于软或中硬和极硬物料的破碎、整形，广泛应用于各种矿石、水泥、耐火材料、铝凡土熟料、金刚砂、玻璃原料、机制建筑砂、石料以及各种冶金矿渣，特别对碳化硅、金刚砂、烧结铝矾土、美砂等高硬、特硬及耐磨蚀性物料比其它类型的破碎机产量功效更高。 在工程领域，是机制砂、垫层料、沥青混凝土和水泥混凝土骨料的理想生产设备。 在矿业领域，广泛地应用于磨矿前段工艺，它能产生大量的粉矿，减少高成本的磨矿负荷。 由于本系列制砂机优良的低磨耗特性，该设备也为高磨蚀性和二次解体破碎生产所采用。除此之外，由于对产品的零污染，冲击式破碎机能很好地适应于玻璃石英砂和其他高纯度材料的生产中， 10h 的生产能力范围，冲击式破碎机几乎可以满足任何生产要求 该 立式冲击破碎机由进料斗、分料器、涡动破碎腔、叶轮体、主轴总成、底座、传动装置及电机等七部分组成。 进料斗的结构为一倒立的棱台 体（或圆筒体），进料口设置耐磨环，从给料设备的来料经给料斗进入破碎机。 分料器安装在涡动破碎腔的上部 ,分料器的作用就是将从给料斗来料进行分流 ,使一部分物料经由中心入料管直接进入叶轮被逐渐加速到较高速度抛射出去，使另一部分物料从中心入料管的外侧，旁路进入涡动破碎腔内叶轮的外侧，被从叶轮抛射出来的高速度物料冲击破碎，不增加功率消耗，增大生产能力，提高破碎效率。 涡动破碎腔的结构形状为上、下两段圆柱体组成的环形空间，叶轮在涡动破碎腔内高速旋转，涡动破碎腔内也能驻 留物料，形成物料衬层，物料的破碎过程发生在涡动破碎腔内，由物料衬层将破碎作用涡动破碎腔壁隔开，使破碎作用仅限于物料之间，起到耐磨自衬的作用。观察孔是观察叶轮流道发射口处耐磨块的磨损情况及涡动破碎腔顶部衬板的磨损情况，破碎机工作时必须将观察孔密封关严。分料器固定在涡动破碎腔的上部圆柱段。叶轮高速旋转产生气流，在涡动破碎腔内通过分料器、叶轮形成内部自循环系统。 叶轮结构由特殊材料制作的一空心圆柱体，安装在主轴总成上端轴头上，用圆锥套和键联接传递钮距，高速旋转，叶轮是立式冲击破碎机的关键元件。物料由叶轮上部分料器的中心入料管进入叶轮的中心。由叶轮中心的布料锥体将物料均匀的分配到叶轮的各个发射流道，在发射流道出口，安装有特殊材料制成的耐磨块，可以更换。叶轮将物料加速到 60s 速度抛射出去，冲击到涡动破碎腔内的物料衬层，进行强烈的自粉碎，在锥帽和耐磨块之间装有上、下流道板，保护叶轮不受磨损。 主轴总成安装在底座上，用以传递电动机经由 三角皮带传来的动力及支撑叶轮旋转运动。主轴总成由轴承座、主轴、轴承等组成。 涡动破碎腔、主轴总成、电动机、传动装置均安装在底坐上，底座结构形状，中部为四棱柱空间，四棱柱空间的中心，用于安装主轴总成，两侧形成排料通道。双电动机安装在底座纵向两端，底座可安装在支架上，也可直接安装在基础上。 采用单电机或双电机驱动的皮带传动机构 (75上 ,为双电机传动 ),双电机驱动两台电动机分别安装在主轴总成两侧 ,两电机皮带轮用皮带与主轴皮带轮相连 ,使主轴两侧受力平衡 ,不产生附加力矩。 根据破碎机工作场所不同 以考虑配置支架或不配置支架。 用美孚车用润滑脂特级集中润滑，润滑部位为主轴总成上部轴承和下部轴承两处，为使注油方便，用油管引到机器外侧，用于油泵定期加油 课题研究的主要内容和方法，研究过程中的主要问题和解决办法： 研究对象：立轴式破碎机 析立轴式破碎机的构成组件 立轴式破碎机由筒体、转子、机盖附件、底座、动力部分组成 1、筒体由机壳、门、隔板、反击板组成，各部件分别用 焊接螺栓、螺钉连结成一体； 2、转子由主轴、锤架组成。锤架上偏心销轴将锤头分 4 排悬挂在锤架之间，为了防止锤架和锤头的轴向窜动，锤架一端用轴套轴向固定，一端用止退垫圈和锁紧螺母固定，转子支承在三个滚动轴承上，机壳内部有反击板，反击板磨损后可以更换，机盖与轴之间漏灰现象严重，为了防止漏灰，设有轴封。主轴是破碎机支承转子的主要零件，冲击力由它来承受。因此，要求主轴的材质具有较高的硬度和韧性，如用 45 钢。主轴断面为圆形，锤架用平键与轴连接，锤架是用来安装锤头的，但破碎机在逆转时，锤架与物料接触，易造成磨损，所以选择 的材料要具有一定的耐磨性。锤头的质量、形状和材质对破碎机的生产能力有很大的影响。锤头动能的大小与锤头质量成正比，动能越大，即锤头质量越大，破碎效率愈高，但能耗佷大。因此，应根据不同的进料尺寸来选择适当的锤头质量。锤头耐磨性是其主要质量指标之一，提高锤头的耐磨性，可以缩短破碎机的检修停车时间，就能大大的提高立轴式破碎机的利用率和减少检修费用。 3、机盖部件由机盖、滚动轴承、圆锥套、上轴承盖、上密封环、圆螺母以及直通式油杯组成，用螺栓连接在一起，轴承盖用于轴承的外圆定位，轴承盖内的内油毡槽用以安装油毡起密封油 的作用，轴承盖外面有凸起的环体，挡住外面的灰尘进入轴承盖内，圆螺母和止退垫圈使轴承的内圈得以定位，上密封环挡住筒体内的灰尘进入到机盖内，即采用迷宫密封来挡灰。轴承的润滑采用直通式油杯油润滑，轴承间隙的调整可通过调整垫片得以实现。 4、底座部件由支承套、滚动轴承、下轴承盖、下密封环、轴套、垫片、注油装置、底座等组成，用螺栓连接在一起，底座用于整个转子轴的定位，支承套用来支承两个滚动轴承和下轴承盖，调心滚子轴承主要用来承受轴向力，推力调心滚子轴承主要承受径向力，在两个轴承之间增加一块垫片，隔开两轴承以避免两轴 承直接接触，影响两轴承的寿命。上轴承盖用来定位，推力调心滚子轴承的外圈定位，两轴承之间的垫片用于保证两轴承的内圈定位，轴承盖内毛毡用来保证润滑油的密封，下轴承盖和下密封环组成的环形密封用来挡住筒体内的灰尘进入到轴承中。 5、动力部分采用电动机，电动机动力输出平稳，噪音低，维护方便。传动选用带传动，结构简单，效率高。 究的问题： 1、阐述课题背景，对国内外相关研究现状进行总结和分析； 2、根据主要技术指标，在分析国内外研究现状基础上制定总体设计方案，并阐明方案制定依据； 3、对立轴式破碎机进行机械结 构设计；完成立轴式破碎机零部件的具体结构设计； 4、对所设计的结构进行精度和刚度校核； 5、得出设计结论。 要解决问题 1、机械传动部分的选择 2、整体结构的强度和耐久度的校核 3、整体机构的设计 决办法 1、 功能原理分析法：通过立轴式破碎机的功能、原理的分析，分析斗轮堆取料机在使用中存在的问题，提出问题并分析原因，作出合理的解释判断，最终解决问题。 2、 可靠性设计：分析、计算机械零部件的运行寿命 ,构件必须能保证立轴式破碎机的寿命持久性，保证立轴式破碎机运行安全可靠，因此必须 进行可靠性设计。 3、用 立虚拟模型 工程图 课题研究所需的 1 濮良贵 ,胡综武 ,张邻康机械设计 M沈阳：西北工业大学， 1992. 2 许林发 M汉工业大学出版社， 1997. 3 王伯平互换性与测量技术基础 M北京：机械工业出版社， 2000. 4 吴宗泽 M械工业出版社， 1988. 5 洛阳建材工业学校 M1988. 6 王宗荣 M北京：机械工业出版社， 2001. 7 范祖尧现代机械设备设计手册 (第 3 卷 ) M北京：机械工业出版社， 1996. 8 陈秀宁，施高义机械设计课程设计 M浙江：浙江大学出版社， 2001. 9 甘永立 M上海：上海科学技术出版社， 2001. 10 成大先 机械传动 ) M学工业出板社 ,2004. 11 唐敬鳞 M化学工业出版， 2000. 指导教师审查意见： 指导教师签字： 20 年 月 日 指导委员会意见审核意见： 组长签字： 20 年 月 日 轴式破碎机的设计 摘 要 在制造建材产品的过程中，不论从基础材料到成品的工序中，都需要通过破碎，研磨的工艺使得表面积增大达到加快熵变的产生。均匀的接触，流动性的提升，不仅能使反应速度提高，也能方便运输跟贮存。精细的研磨可以在不改变原料的质量的前提下，轻松地提升成品的质量。这不仅仅节省产品在生产过程中的损失，也为低碳于优质生产提供了保障。 对于一般使用研磨技术的行业来讲，通过使用机械零件来冲击粉碎原材料是普遍采用的方式。并且机械设备的效率高，经济效益好。而在目前机械设备中，研磨破碎的设计仍是主要改进和设计 目的。 而相较于在矿物跟建筑行业，各种机械破碎机都或多或少存在功耗过高，却产能不高的问题。对比于目前行业“以破代磨”的技术来说，通过提高破碎效率，降低研磨物质的颗粒大小，提升研磨效率，减少功耗。 本论文是通过分析得来的数据库信息，分析问题所在，并横向比较其优缺点。 关键词 立轴式；研磨；破碎机；物料； n of no to in we to to to up of of of of in to of to of is a In is to of or is to by of In we of 1- 目录 摘要 . I . 错误 !未定义书签。 第 1章 绪论 . 错误 !未定义书签。 轴式破碎机设计概述 . 错误 !未定义书签。 . 错误 !未定义书签。 . 错误 !未定义书签。 第 2章 破碎机方案选择 . 错误 !未定义书签。 作原理概述 . 错误 !未定义书签。 碎机构造 . 错误 !未定义书签。 定生产 . 错误 !未定义书签。 型选择 . 错误 !未定义书签。 章小结 . 错误 !未定义书签。 第 3章 传动机构的设计 . 错误 !未定义书签。 取电动机 . 错误 !未定义书签。 动装置的设计 . 错误 !未定义书签。 章小结 . 错误 !未定义书签。 第 4章 整体参数的设定 . 错误 !未定义书签。 . 错误 !未定义书签。 作参数的选择 . 错误 !未定义书签。 子的结构设计 . 错误 !未定义书签。 承键的选取 . 错误 !未定义书签。 章小结 . 错误 !未定义书签。 第 5章 其他零件相关 . 错误 !未定义书签。 . 错误 !未定义书签。 的设计 . 错误 !未定义书签。 封装置 . 错误 !未定义书签。 . 错误 !未定义书签。 . 错误 !未定义书签。 章小结 . 错误 !未定义书签。 结论 . 错误 !未定义书签。 参考文献 . 错误 !未定义书签。 致谢 . 错误 !未定义书签。 附录 A . 错误 !未定义书签。 附录 B . 错误 !未定义书签。 毕业设计题目：立轴式破碎机的设计 学生姓名： 内容 序号 文件名称 数量 1 开题报告 1份 2 毕业设计论文 1份 3 图纸 11张 2017年 6月 24日 毕业设计题目：立轴式破碎机的设计 学生姓名： 包含 纸和三维建模及说明书 ,咨询 Q 197216396 轴式破碎机的设计 摘 要 在制造建材产品的过程中，不论从基础材料到成品的工序中，都需要通过破碎，研磨的工艺使得表面积增大达到加快熵变的产生。均匀的接触，流动性的提升，不仅能使反应速度提高，也能方便运输跟贮存。精细的研磨可以在不改变原料的质量的前提下，轻松地提升成品的质量。这不仅仅节省产品在生产过程中的损失，也为低碳于优质生产提供了保障。 对于一般使用研磨技术的行业来讲，通过使用机械零件来冲击粉碎原材料是普遍采用的方式。并且机械设备的效率高，经济效益好。而在目前机械设备中，研磨破碎的设计仍是主要改进和设计 目的。 而相较于在矿物跟建筑行业，各种机械破碎机都或多或少存在功耗过高，却产能不高的问题。对比于目前行业“以破代磨”的技术来说，通过提高破碎效率，降低研磨物质的颗粒大小，提升研磨效率，减少功耗。 本论文是通过分析得来的数据库信息，分析问题所在，并横向比较其优缺点。 关键词 立轴式；研磨；破碎机；物料； 包含 纸和三维建模及说明书 ,咨询 Q 197216396 n of no to in we to to to up of of of of in to of to of is a In is to of or is to by of In we of 含 纸和三维建模及说明书 ,咨询 Q 197216396 录 摘要 . I . 错误 !未定义书签。 第 1 章 绪论 . 1 轴式破碎机设计概述 . 1 析设计及所需要求 . 1 内外现状 . 2 第 2 章 破碎机方案选择 . 4 作原理概述 . 4 碎机构造 . 4 定生产 . 5 型选择 . 5 章小结 . 6 第 3 章 传动机构的设计 . 7 取电动机 . 7 动装置的设计 . 7 章小结 . 10 第 4 章 整体参数的设定 . 11 构参数 . 11 作参数的选择 . 13 子的结构设计 . 15 承键的选取 . 24 章小结 . 26 第 5 章 其他零件相关 . 27 击板的设计 . 27 的设计 . 27 封装置 . 28 承 . 28 架 . 29 章小结 . 29 结论 . 30 参考文献 . 31 致谢 . 32 附录 A . 33 附录 B . 38 包含 纸和三维建模及说明书 ,咨询 Q 197216396 含 纸和三维建模及说明书 ,咨询 Q 197216396 论 轴式破 碎机设计概述 好的机械组件可以为水泥生产提供有效的保证。通过产能提升，降低劳动力损失，从而保证高效生产。纵看国内外有关水泥的机械装备可知，整体机械的发展趋势可由三方面组成： 机械装备大型化是水泥行业的一大发展方向。通过大型化的机械，能够有效降低成本较少消耗，使得生产效率有效提升。 采用自动化技术提高水泥工业工作效率。自动化可方便劳动力以及 节省资源。 纵观整体行业的生产来说，机械组件整体消耗主要分成两大类。一类是燃料消耗的主要燃烧部分，一类是通过使用电能的研磨部分。所以为了做出节能效果，必须通过这两 部分入手。所以以破碎为主的机械组件是节能方向上的重要的一步。也是必须的一步 1。 析设计及所需要求 在开始经过简单处理的物料，一般粒径为 1000 ，但是研磨机允许进入的颗粒物为 右，因为过大的不规则颗粒物导致研磨机的负担增加，功率消耗增大。并且我们可以得知物料的大小对其破碎所需的能量为正相关。即 )w (1式中 d 进料粒径 D 出料粒径 所以要求在研磨前增加一次粉碎步骤，达到降低颗粒物的直径，从而降低功效，以便节能。 锤头在做圆周运动所获得的动能使得物料击碎，是整机运行的原理。颗粒物受到冲击后撞击破碎板，使得小颗粒的排出，而颗粒大的再次反复，直到 颗粒直径合格。 对物料反复震动使得其反复在反冲版与物料撞击，而物料自身的相互碰撞也会使其粉碎。 立轴式运行时通过高速转子将入料口的物料破碎，后将受力后的物料获得动能加速继续撞击衬板二次破碎。并且物料间相互冲击 2。从而进一步把物料直径降低。在第二破碎腔内通过提高挤压力跟冲击力，超出物料包含 纸和三维建模及说明书 ,咨询 Q 197216396 受力的极限，从而粉碎颗粒。 综合上诉所概括的方式，破碎机最终选择立轴式。 内外现状 立轴式破碎机即立式冲击式 破碎机 ，俗称制砂机 图 1 是国内现在较成熟的立轴式破碎机 工作原理 物料由制砂机进料斗进入破碎机，经分料器将物料分成两部分，一部分由分料器中间进入高速旋转的叶轮中，在叶轮内被迅速加速，其加速度可达数百倍重力加速度，然后以 60 /秒的速度从叶轮三个均布的流道内抛射出去，首先同由分料器四周自收落下的一部分物料冲击破碎，然后一起冲击到涡支腔内物 料衬层上，被物料 衬层反弹，斜向上冲击到涡动腔的顶部，又改变其运动方向，偏转向下运动，从叶轮流道发射出来的物料形成连续的物料幕。这样一块物料在涡动破碎腔内受到两次以至多次机率撞击、磨擦和研磨破碎作用。被破碎的物料由下部排料口排出。和循环筛分系统形成闭路，一般循环三次即可将物料破碎成 20 目以下。 性能特点 1、制砂机是九十年代开发的新型中、细碎石设备，也是目前世界上广泛用于替代圆锥破碎机、对辊机、球磨机的机型。 2、结构新颖、独特、运转平稳。 3、能量消耗小、产量高、破碎比大。 4、设备体积小、操作简便、安装和维修方便。 包含 纸和三维建模及说明书 ,咨询 Q 197216396 、具有整形功能、产品呈立方状、堆积密度大。 6、生产过程中，石料能形成保护底层，机身无磨损，经久耐用。 7、少量易磨损件用特硬耐磨材质制成，体积小、重量轻、便于更换配件。 图 2 是国内成熟度立轴式破碎机 本系列制砂机适用于软或中硬和极硬物料的破碎、整形，广泛应用于各种矿石、水泥、耐火材料、铝凡土熟料、金刚砂、玻璃原料、机制建筑砂、石料以及各种冶金矿渣，特别对碳化硅、金刚砂、烧结铝矾土、美砂等高硬、特硬及耐磨蚀性物料比其它类型的破 碎机产量功效更高。 在工程领域，是机制砂、垫层料、沥青混凝土和水泥混凝土骨料的理想生产设备。 在矿业领域，广泛地应用于磨矿前段工艺，它能产生大量的粉矿，减少高成本的磨矿负荷。 由于本系列制砂机优良的低磨耗特性，该设备也为高磨蚀性和二次解体破碎生产所采用。除此之外，由于对产品的零污染，冲击式破碎机能很好地适应于玻璃石英砂和其他高纯度材料的生产中， 10h 的生产能力范围，冲击式破碎机几乎可以满足任何生产要求 包含 纸和三维建模及说明书 ,咨询 Q 197216396 2章 破碎机方案选择 作原理概述 机箱内的物料运动形式有两种 ，一重在桶内圆形运动，一重做抛物运动。前者主要通过研磨，后者使用冲击力破碎。通过研磨及冲击力作用将物料粉碎。机件的破碎部分主要由锤子的横向撞击、粉碎、切向力，将物料冲击破碎，再由物料的反向作用于撞击版上，进而使得物料研磨程度更高，获得的物料更小，方便后续加工。 碎机构造 立轴式破碎机通过上下底盖跟桶套与门组成外壳，内部由锤头转子与中心轴组成。各组件连接方式使用焊接连接，转子通过主轴，支架构成。为防止锤支架偏移，整体通过轴套跟垫圈固定，机壳内部的反击板可以随时更换，为防止加工时内部物料外泄，并添加密 封组件。 机体示例如图 2示 图 2维模型图 作为重要机构，主轴通过支撑转子所受的冲击力，不过这样会加重主包含 纸和三维建模及说明书 ,咨询 Q 197216396 负担，所以要求主轴的硬度和韧性。 锤头通过锤支架支撑，在运行过程中与物料碰撞，难免出现磨损现象。这就要求材料的抗磨性要好，若所安装的销轴孔磨损时，将锤头换另一侧安装。在整体结构里，圆盘可用来帮助降低磨损疲劳程度。 而在选取锤头时，过大质量的锤头需要更大的功率带动，从而动能更大，对机件的磨损程度也会增加。因此选择合适的锤头，在机件的运行中很重要。并且提高锤头的受磨性，可减少修理时间，增加利 用率缩小维修费用。 机盖在整体构成中主要起到封闭作用，机盖中的大部分组件通过螺栓连接在一起，轴承盖内的油槽可安装密封圈封油，外部凸起部分可用来阻挡灰尘入内。轴承整体采用直通式油润滑，且轴承中的垫片可调节。 底部组件通过下轴承盖、轴套、底座、底座部件由支承套、滚动轴承等组成，通过螺栓连接，并用于转子轴位置的确定 3。滚动轴承跟下轴承盖通过支承套支撑。两种轴承承担两种不同发现的力，而为防止两轴磨损，通过在两个轴承间添加垫片的方式，使两轴分开，保证使用寿命。 定生产 破碎机需达到如下要求： 1 年产最 少 10 万吨； 2 工作 300 天，每天 168 小时左右。以此为前提，所需设计产能为30t/。 型选择 如图可知，整体通过 个部分构成主要部分。运行主要由锤击与破碎两个部分为主。所需传动的力由皮带提供。 整体结构通过垂直立轴式安装。充分利用投入后 颗粒所受的万有引力，降低运输物料产生的消耗损失。并采用冲击破碎跟圆锥破碎，减小物料的直径。 破碎机整体结构如图 2示 包含 纸和三维建模及说明书 ,咨询 Q 197216396 23图 2轴式破碎机结构图 章小结 本章通过研究整体机构的工作原理的结构构造，确定整体机构的运行原理，完成征集方案的确定 包含 纸和三维建模及说明书 ,咨询 Q 197216396 3 章 传动机构的设计 取电动机 1 设计参数 进料粒径 150 出料粒径 10 2 功率计算 通过邦德理论得 )11(k (3式中 d 出料粒径 D 进料粒径 Q 产量 t/h ； 0 0 0 011 0 0 0 011 8 5 ）（N 通过查询 : 选型号为 6 功率为 转速为 980r/ 外形为 高）宽（长 64 055 511 98 。 动装置的设计 1 计算功率 由于实际运行时所受到外界因素影响，计算功率所得结果要大于传动功率 4，所以 (3 1 . 4 5 5 7 7c a P k w (3包含 纸和三维建模及说明书 ,咨询 Q 197216396 中 运行状况系数， 2 带型号选取 通过计算所得 77 1 9 8 0 / m 使用机械设计手册得，使用 D 型带。 3 确定带轮直径 取小带轮直径 551 带的转速 100060 1100060 1 m a 2100060 9803553. 14 转速合格 (普通 V 带 30 045a x ) 从动轮直径2d2d 111 29 8 0 3 5 5 4 0 1 . 0 5870d m 通过机械设计手册查得 400 4 中心距和带长度 )da）7 （. 21021 (3取 1200 根据 02120 1 202 24d a d d a (3 24 0 0 3 5 53 . 1 42 1 2 0 0 ( 4 0 0 3 5 5 )2 4 1 2 0 0 根据机械设计手册选取， 3550dL 含 纸和三维建模及说明书 ,咨询 Q 197216396 0 3 5 5 0 3 5 8 5 . 81 2 0 0 1 1 8 222a m m 5 主动轮包角 根据整体设计机构所得，主动轮包角： 00 0 0 0 02104 0 0 3 5 51 8 0 6 0 1 8 0 6 0 1 7 7 . 7 1 2 01182dd a 6 确定根数 通过基本计算取得额定功率 0P 0 2 7 . 5 7 2 6 . 2 12 7 . 5 7 ( 7 6 4 7 0 0 ) 2 8 . 4 48 0 0 7 0 0P k w 且功率增量 P 包角系数 K 长度系数 V 带根数 z ： 1 (3 由机械设计手册表得 1 kw 4 . 8 90 . 8 90 . 9 91 . 3 2 )( 1 6 . 1 5 77pZ 取 5z 根 7 初拉力 202 . 55 0 0 1 m vK v z (3 包含 纸和三维建模及说明书 ,咨询 Q 197216396 0 2 . 5 7 75 0 0 1 0 . 6 2 1 8 . 2 8 5 0 . 70 . 9 9 5 1 8 . 2 8 对轴压力 20Q (3 1 6 7 9 0 7 . 7s i 0 4622az s i 10Q 章小结 本章主要计算个数据的数值以及电机的选取，在确定功率转速后，确定各传动方案的设计要求，并且能够分别确定各机 构的设计要求以及相应数值 包含 纸和三维建模及说明书 ,咨询 Q 197216396 4 章 整体参数的设定 构参数 1 转子长度和直径的选取 根据入料大小设定转子直径。且转子直径与入料尺寸比 ，且大型破碎机取最小值。 1000 。 转子轴的直径与其比值为 2由于物料撞击力大则选 取较大值。 2 88 0m 1410 001. 142. 结构尺寸设定 1)入料口要大于两倍的物料尺寸，取 300 、 310 ,为使得物料能获得一定速度，取 560 ,在入料口的导板倾角应为 60 ，不然料块会堆积。 2)卸料口尺寸：由入料口颗粒决定卸料口尺寸。且卸料口能保证物料卸载时通畅。 3)进料方式：为使物料有进入后一定初速度，一般入料口设在机架上方。 3 锤头质量的确定 为使得锤头可以一次击碎物料，需要对锤头进行深入的研讨 5，过小并不会击碎物料，过大则会引发更大离心力，从而导致消耗过大。若摆动幅度会导致锤头向后偏倒。 相比较击碎物料的能量消耗，通过动量原理计算锤头所用功的结果。而第一种在计算中无法得出打击后的速度损失，从而结果更小。依照特定条件特定选取 6。 锤头质量为： 10438 (4 式中 D 转子直径大小， n 转子转速， m/s 1K 转子圆周方向的锤头排数 包含 纸和三维建模及说明书 ,咨询 Q 197216396 K 转子横向每排的锤头个数 601000 21 2 60中 N 电动机功率， E 锤头动能， J ； m 锤头质量， v 锤头的圆周速度， m/s ； E 锤头每转一次的动能 ,J ； N 21222 (42221545 0 0601 0 0 0104 3 8m 在锤头撞击物料后导 致的动能消失以及轮轴之间的消耗磨损遗失的能量，会造成二次打击时的动力不足。第二次冲击时物料并不会被击碎，从而造成无用功的发生，导致消耗过大。为使得偏倒的轴回复正常位置，就需要消耗动能不多 7，不失速。一般速度范围在： 12 式中 1v 未失速的线速度， m/s ； 2v 失速后的线速度， m/s ； (4包含 纸和三维建模及说明书 ,咨询 Q 197216396 中 修正系数， 物料的抗压强度 , 物料边长 , m t 打击所需的时间 ,一般采用 1260. 4 (4 2 0 . 6 k . 0 50 . 50 . 0 0 1101 5 0105 . 8 80 . 2 4 2237 200 式中 0m 锤头质量， 0r 重心距悬挂点长， m ； r 打击中心距悬挂点长， m 。 200 21. 86 2 (4作参数的选择 立轴式破碎机内转子转速决定机体内的整体工作效率 8。 60(4式中 v 圆周速度， m/s ； D 直径， m 。 得： 破碎机转速为 50 ，圆周速度为 m/5 。 包含 纸和三维建模及说明书 ,咨询 Q 197216396 k 60 (4 式中 L 转子长度， m ； b 卸料篦条间歇， m ； 出料块粒度， m ； Z 篦条 间歇数目， 松散系数 K 圆周方向锤子的排数； n 转子转速， r/ r 石灰石的堆积比重， 3/ k 60 物料性质跟圆周速度影响着整机的功率消耗。 332 101088 (4式中 m 锤头质量， R 转子半径， m ； n 转子转速， r/ 机械效率， ； f 修正系数。 查得 101088(46 6 . 1 k 7101 0 8 8 0 . 0 0 1 2 5248700 . 51 0 . 2 332 包含 纸和三维建模及说明书 ,咨询 Q 197216396 子的结构设计 1 轴的设计计算及校核 9 1) 轴的材料及热处理 由于对于整机功率不高，对整体机构材质无特殊要求，故材料一般选择 45 钢。 2)初估轴径 设计轴的直径，并查机械设计得 117106 C ，取 110C ，则 3(4式中 C 由材料和承载确定的常数； P 轴的输出功率， n 轴的转速， r/ 0551 1 0 33m i n 轴的设计合理 2 轴的强度计算 图 4的结构尺寸 通过其他零件装配后的尺寸选取轴的规格，也需要由机件配合决定。也需要根据轴承盖有关 10。考虑机体其他部分的客观因素后，再决定尺寸。轴尺寸如图所示。 破碎力的确定 冲击 时间的计算 包含 纸和三维建模及说明书 ,咨询 Q 197216396 v 4式中 R 料块半径大小， m ； v 转子的圆周速度， m/s 0. 049 6. 52. 48t (4破碎力 P 的计算 式中 P 破碎力， N ； m 料块的质量， 0v 冲击后物料的速度， m/s ； t 冲击时间， s 29637 0 4 9 6 2510000 . 310 . 1 41 . 4 (4计算支承反力。 公式： 32 (4算出 2 5 2 . 5 60505 H 公式： (4算出 3 2 1 4 . 5 2 . 5 5 1 H 在垂直面上 1 4 4 6 5 . 5 V 通过： (4包含 纸和三维建模及说明书 ,咨询 Q 197216396 轴的受力简图： 图 4力分析图 计算支承反力。 公式： 32 (4算出 2 5 2 . 5 60505 H 公式： (4算出 3 2 1 4 . 5 2 . 5 5 1 H 在垂直面上 包含 纸和三维建模及说明书 ,咨询 Q 197216396 4 4 6 5 . 5 V 通过： (4aa 剖面左侧 1 9 0 0 02 5 2 . 5R 1 aa 剖面右侧 1 9 0 0 2 . 5R 2 H 在垂直面上 R 1 V 合成弯矩 由式： (4算出 aV?aH?a 2 由式： 2t (4算出，转矩 4 6 3 00t 轴的弯扭合成强度校核 0 . 6100601 0 0 M P a ,6 0 P a , 由式 2d )tb t( (41) 在 aa 截面左侧 包含 纸和三维建模及说明书 ,咨询 Q 197216396 d )tb t( 323 0 02 13)( 1 0 0 013401 0 0 00 . 1 399746716 W)( 2e (4M P 7 4 67 1 61 44 6 30 0 0)( 0 . 61 09 9 35 5 522 2) bb 截面左侧 38333 10 . 1 bb 截面处合成弯矩 22ab (4 22ab 760 500760( 1099 3555 W(2e (4M P 4 46 300 0)( 0 . 637 60 953 822 包含 纸和三维建模及说明书 ,咨询 Q 197216396 的疲劳强度安全系数校核 11 0 . 10 . 2 ,1 5 5 M P a ;3 0 0 M P a ,6 5 0 M P a , 11B 。 a aa 截面左侧 2d t)b t( (43323 9 7 4 6 7 1 6 m 3)( 1 0 0 0134010000 . 2 由附表 10 由表 10寸 ；轴经过磨削加工表面质量系数 。 则 ： 弯曲应力 4 0 . 1 1 M P b 应力幅 0 M P 平均应力 0m 应力 式中 T 轴所传递的转矩， W 抗扭截面系数 ,。 0 M P 7 4 6 7 1 61 4 4 6 3 0 0 0 0 . 0 75 M P
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