新型可逆反击式破碎机设计【含11张CAD图纸和文档全套】【LB5】
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毕业设计报告(论文)报告(论文)题目：新型可逆反击式破碎机设计作者所在系部： 机电工程学院 作者所在专业： 机械设计制造及其自动化 作者所在班级： B13113 作 者 姓 名 ： 关在辉 作 者 学 号 ： 20134011325 指导教师姓名： 段新豪 完 成 时 间 ： 2017.05.20 北华航天工业学院教务北华航天工业学院毕业论文摘 要 本文首先介绍反击式破碎机的发展概况，应用和特点。结合目前市面出现的几种破碎机的种类，介绍了它们的工作原理，分析他们的优缺点，得出我所设计的可逆反击式破碎机。文中重点阐述了可逆反击式破碎机的工作原理、结构组成及设计和关键部件的选择及其设计三部分内容，其次还进行各主要零件强度的校核计算。其中,可逆反击式破碎机由转子，上盖，底座，后架四大部分组成，上盖既是破碎机的外壳，又是与内部结构相辅相成的组成部分，上盖内部的衬板对于石料破碎的粒度和破碎机的工作效率起到至关重要的作用。上盖的设计既要要求外形的美观又要具有实用性，一台机器外观设计过于花俏会造成加工工艺复杂、制造成本上升，过于臃肿，会造成运输困难的同时也增加了制造的成本。我在设计过程中着眼于功能性，节约材料，机身轻便，外形大方几个方面，特别是制作材料的选取，选择的材料要兼具经济性和耐用性。 关键词：可逆反击式破碎机 工作效率 转子；AbstractThis paper first introduces the development of the impact crusher, application and characteristics. Combined with the current market Several types of crushers, introduced their working principle, analyzed their advantages and disadvantages, and obtained the reversible crusher I designed. This paper focuses on the working principle, structure and design of the reversible impact crusher and the selection of the key components and the design of the three parts, followed by the main parts of the strength of the check. Among them, the impact crusher by the rotor, the cover, the base, the back frame of the four major components, the cover is both crusher shell, but also with the internal structure of the complementary parts, the cover of the lining of the stone for the broken size And the efficiency of the crusher play a vital role. The design of the cover is to require both the appearance and the practicality. A machine design is too complicated to cause the processing process to be complicated. The cost of manufacturing is too bloated and can cause the transportation difficulties and increase the manufacturing cost. I focus on the design process in the functional, saving materials, body light, generous aspects of several aspects, especially the production of materials selection, the choice of materials to both economic and durability.Keywords: Reversible impact crusher work efficiency RotorI目 录摘 要IAbstractII第1章 绪论11.1 课题背景11.2 破碎机的发展状况31.3 可逆反击式破碎41.4 各种破碎机的特点41.5 反击式破碎机发展方向51.6 可逆反击式破碎机的优缺点51.6.1 可逆反击式破碎机的优点51.6.2 可逆反击式破碎机的缺点6第2章 可逆反击式破碎机的总体方案及结构设计72.1 可逆反击式破碎机的工作原理72.2 可逆反击式破碎机的结构和布置形式92.2.1 可逆反击式破碎机的结构92.2.2 布置方式92.3 破碎的目的和意义102.3.1 破碎的目的102.3.2 破碎的意义10第3章 可逆反击式破碎机的设计计算123.1 转子转速的计算123.2 生产率的计算123.3 主电动机的选择及传动比的分配123.3.1 电动机的选择123.3.2 传动比的分配123.4 主轴的设计计算133.4.1 主轴的设计133.4.2主轴的较核133.5 V带传动的设计计算143.5.2 选定带型143.5.3 传动比153.5.4 小带轮基准直径153.5.5 大带轮基准直径153.5.6 带速验算153.5.7 初定轴间距153.5.8 所需带的基准长度153.5.9 实际轴间距153.5.10 小带轮包角153.5.11 单根V带的基本额定功率163.5.12 时单根V带型额定功率增量163.5.13 V带的根数163.5.14 单根V带的预紧力163.5.15 作用在轴上的力163.5.16 带轮的结构和尺寸173.6后反击部的设计17第4章各主要零件强度的校核计算194.1滚动轴承的校核及寿命计算194.2 键联接的设计与校核194.2.1键的选型194.2.2键的校核19致 谢21参考文献22第1章 绪论1.1 课题背景 机械工业是国民的装备部，是为国民经济提供装备和为人民生活提供耐用消费品的产业。不论是传统产业，还是新兴产业，都离不开各种各样的机械装备，机械工业所提供装备的性能、质量和成本，对国民经济各部门技术进步和经济效益有很大的和直接的影响。机械工业的规模和技术水平是衡量国家经济实力和科学技术水平的重要标志。因此，世界各国都把发展机械工业作为发展本国经济的战略重点之一。机械工程的服务领域广阔而多面，凡是使用机械、工具，以至能源和材料生产的部门，都需要机械工程的服务。概括说来，现代机械工程有五大服务领域：研制和提供能量转换机械、研制和提供用以生产各种产品的机械、研制和提供从事各种服务的机械、研制和提供家庭和个人生活中应用的机械、研制和提供各种机械武器。不论服务于哪一领域，机械工程的工作内容基本相同，主要有：建立和发展机械工程的工程理论基础。例如，研究力和运动的工程力学和流体力学；研究金属和非金属材料的性能，及其应用的工程材料学；研究热能的产生、传导和转换的热力学；研究各类有独立功能的机械元件的工作原理、结构、设计和计算的机械原理和机械零件学；研究金属和非金属的成形和切削加工的金属工艺学和非金属工艺学等等。研究、设计和发展新的机械产品，不断改进现有机械产品和生产新一代机械产品，以适应当前和将来的需要。机械产品的生产，包括：生产设施的规划和实现；生产计划的制订和生产调度；编制和贯彻制造工艺；设计和制造工具、模具；确定劳动定额和材料定额；组织加工、装配、试车和包装发运；对产品质量进行有效的控制。机械制造企业的经营和管理。机械一般是由许多各有独特的成形、加工过程的精密零件组装而成的复杂的制品。生产批量有单件和小批，也有中批、大批，直至大量生产。销售对象遍及全部产业和个人、家庭。而且销售量在社会经济状况的影响下，可能出现很大的波动。因此，机械制造企业的管理和经营特别复杂，企业的生产管理、规划和经营等的研究也多是肇始于机械工业。机械产品的应用，这方面包括选择、订购、验收、安装、调整、操作、维护、修理和改造各产业所使用的机械和成套机械装备，以保证机械产品在长期使用中的可靠性和经济性。研究机械产品在制造过程中，尤其是在使用中所产生的环境污染，和自然资源过度耗费方面的问题，及其处理措施。这是现代机械工程的一项特别重要的任务，而且其重要性与日俱增。机械的种类繁多，可以按几个不同方面分为各种类别，如：按功能可分为动力机械、物料搬运机械、粉碎机械等；按服务的产业可分为农业机械、矿山机械、纺织机械等；按工作原理可分为热力机械、流体机械、仿生机械等。另外，机械在其研究、开发、设计、制造、运用等过程中都要经过几个工作性质不同的阶段。按这些不同阶段，机械工程又可划分为互相衔接、互相配合的几个分支系统，如机械科研、机械设计、机械制造、机械运用和维修等。 这些按不同方面分成的多种分支学科系统互相交叉，互相重叠，从而使机械工程可能分化成上百个分支学科。例如，按功能分的动力机械，它与按工作原理分的热力机械、流体机械、透平机械、往复机械、蒸汽动力机械、核动力装置、内燃机、燃气轮机，以及与按行业分的中心电站设备、工业动力装置、铁路机车、船舶轮机工程、汽车工程等都有复杂的交叉和重叠关系。船用汽轮机是动力机械，也是热力机械、流体机械和透平机械，它属于船舶动力装置、蒸汽动力装置，可能也属于核动力装置等等。19世纪时，机械工程的知识总量还很有限，在欧洲的大学院校中它一般还与土木工程综合为一个学科，被称为民用工程，19世纪下半叶才逐渐成为一个独立学科。进入20世纪，随着机械工程技术的发展和知识总量的增长，机械工程开始分解，陆续出现了专业化的分支学科。这种分解的趋势在20世纪中期，即在第二次世界大战结束的前后期间达到了最高峰。由于机械工程的知识总量已扩大到远非个人所能全部掌握，一定的专业化是必不可少的。但是过度的专业化造成知识过分分割，视野狭窄，不能统观和统筹稍大规模的工程的全貌和全局，并且缩小技术交流的范围，阻碍新技术的出现和技术整体的进步，对外界条件变化的适应能力很差。封闭性专业的专家们掌握的知识过狭，考虑问题过专，在协同工作时配合协调困难，也不利于继续自学提高。因此自20世纪中、后期开始，又出现了综合的趋势。人们更多地注意了基础理论，拓宽专业领域，合并分化过细的专业。械工程以增加生产、提高劳动生产率、提高生产的经济性为目标来研制和发展新的机械产品。在未来的时代，新产品的研制将以降低资源消耗，发展洁净的再生能源，治理、减轻以至消除环境污染作为超经济的目标任务。 机械可以完成人用双手和双目，以及双足、双耳直接完成和不能直接完成的工作，而且完成得更快、更好。现代机械工程创造出越来越精巧和越来越复杂的机械和机械装置，使过去的许多幻想成为现实。 人类现在已能上游天空和宇宙，下潜大洋深层，远窥百亿光年，近察细胞和分子。新兴的电子计算机硬、软件科学使人类开始有了加强，并部分代替人脑的科技手段，这就是人工智能。这一新的发展已经显示出巨大的影响，而在未来年代它还将不断地创造出人们无法想象的奇迹。 人类智慧的增长并不减少双手的作用，相反地却要求手作更多、更精巧、更复杂的工作，从而更促进手的功能。手的实践反过来又促进人脑的智慧。在人类的整个进化过程中，以及在每个人的成长过程中，脑与手是互相促进和平行进化的。人工智能与机械工程之间的关系近似于脑与手之间的关系，其区别仅在于人工智能的硬件还需要利用机械制造出来。过去，各种机械离不开人的操作和控制，其反应速度和操作精度受到进化很慢的人脑和神经系统的限制，人工智能将会消除了这个限制。计算机科学与机械工程之间的互相促进，平行前进，将使机械工程在更高的层次上开始新的一轮大发展。综合-专业分化-再综合的反复循环，是知识发展的合理的和必经的过程。不同专业的专家们各具有精湛的专业知识，又具有足够的综合知识来认识、理解其他学科的问题和工程整体的面貌，才能形成互相协同工作的有力集体。综合与专业是多层次的。在机械工程内部有综合与专业的矛盾；在全面的工程技术中也同样有综合和专业问题。在人类的全部知识中，包括社会科学、自然科学和工程技术，也有处于更高一层、更宏观的综合与专业问题。 随着社会的进步，原材料消耗不断增加，导致富矿资源日益枯竭，矿石品位日趋贫化。以我国冶金矿山为例，铁矿石平均品位31%、锰矿石品位22%。绝大多数的原矿需要破碎和选矿处理后才能成为炉料。破磨作业是选矿的龙头，也是能耗、钢耗的大户。因此，节能、降耗是破磨设备研究的主题，“多碎少磨”是节能、降耗的重要措施，其关键问题是降低破碎产品的最终粒度。反击式破碎机的生产效率高，排料粒度小而均匀，可将矿岩从350mm破碎到10mm以下的不同级别颗粒，可以满足入磨粒度的需要，成为金属矿山选矿厂的主要破碎设备。 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。1.2 破碎机的发展状况 反击式破碎机的发展史可以追溯到19世纪50年代，当世界上第一颚式破碎机诞生于美国时，不久以后随着生产力的发展，颚式破碎机已经不能满足破碎技术的需要，于是在颚式破碎机的基础上，人们又设计出了反击式破碎机。到目前为止，破碎机行业已经走过了相当长的一段时间，中国的破碎机行业也日渐成熟。也有很多的机械设备制造厂家不断的崛起，为中国机械的发展做着巨大的贡献。 河南红星机械设备有限公司是一家专业从事研究-生产-销售为一体的制砂机、砂石生产线、破碎机等制砂设备专业制造供应商。红星机械有先进研发生产设备，在科技研发方面有骄人的业绩，公司所研发的破碎机、砂石生产线、制砂机、砂石设备深受用户的好评，远销国内外。我厂长期坚持质量兴业的创业思想，奉行“用户满意”的服务宗旨，以“诚实信用、实事求是”为经营之本。多年来，红星机械的破碎机都是行业内的畅销产品，我们做破碎机也越来越专业。近年来，红星机械对于国内外破碎机行业进行了分析，得出国内外反击式破碎机存在这技术差别。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。（1）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。（2）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。（3）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。（4）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。（5）坚持技术创新，逐渐摆脱对产品的单一引进和模仿。在中国大力发展经济的今天，相信只要国内机械业做的好，一定会得到国家更大的支持，中国机械业的明天也会更加的美好。1.3 可逆反击式破碎 可逆反击式破碎机是一种新型高效率的破碎设备，其特点是：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；可逆反击式破碎机最大的缺点是板锤和后反击部特别容易磨损，尤其是破碎坚硬的矿石，磨损则更为严重，需要经常更换。目前由于一些耐磨材料的出现，在一些金属选矿厂中已得到应用。1.4 各种破碎机的特点 现在工业中应用的破碎设备种类繁多，其分类方法也有多种。破碎设备可按工作原理和结构特征划分为：颚式破碎机、圆锥破碎机、辊式破碎机、冲式破碎机和磨碎机等。 颚式破碎机破碎工作是靠动颚板周期地压向固定颚板，将夹在两颚板之间的物料压碎。 按照动颚运动的轨迹，可分为简单摆颚式破碎机与复杂摆动颚式破碎机。颚式破碎机俗称老虎口，是历史悠久的破碎机之一，至今仍是破碎硬物料最有效的设备。 圆锥破碎机 圆锥破碎机是借助于旋摆运动的圆锥面，周期地靠近固定锥面，使夹于两个锥面产品物料受到挤压和弯曲而破碎。它可以分为用于粗碎的旋回破碎机和用于中细碎的圆锥破碎机。 辊式破碎机 辊式破碎机的工作部分是两个相对回转的辊子。辊子表面可以带齿牙，称为齿辊式破碎机。它以劈裂破碎为主兼有挤压的断破碎，按齿辊数目又可分为单齿辊、双齿辊与多齿辊破获碎机。 冲击式破碎机 锤式破碎机和反击式破碎机都是冲击式破碎机。这种破碎机，有一个高速旋转的转子，上面装有冲击锤，当物料进入破碎机后，被高速旋转的锤子击碎或从高速旋转的转子获得能量，高速抛向破碎机壁或特设的硬板而被击碎。 磨碎机 磨碎机是一个两端带有中空轴颈的空心圆柱筒，物料从圆筒一端进入，产物从另一端排出。筒内装有磨碎介质（钢球、钢棒或砾石），根据磨碎介质的不同，磨碎机分为球磨机、棒磨机或砾磨机。筒体转动时将介质带到一定高度而下落，对物料产生冲击与磨剥作用，使物料粉碎。1.5 反击式破碎机发展方向 纵观破碎机的发展历程，反击式破碎机的发展史可以追溯到19世纪50年代，当世界上第一颚式破碎机诞生于美国时，随着生产力的发展，不久以后颚式破碎机就已经不能满足破碎技术的需要，于是，在颚式破碎机的基础上，人们又设计出了反击式破碎机。 纵观近年来我国反击式破石机的总体状态，发展前景可谓非常广阔，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，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。 第三，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。第四，坚持技术创新，逐渐摆脱对产品的单一引进和模仿。1.6 可逆反击式破碎机的优缺点1.6.1 可逆反击式破碎机的优点 (1)无筛板，克服了物料温度大堵机的问题。 (2)转子可正反转，使锤头和破碎板均匀磨损颚式破碎机主要用于对各种矿石与大块物料的中等粒度破碎，广泛运用于矿山、冶炼、建材、公路、铁路道渣石、水利和化工等行业，减少了停机更换易损件的频率。 (3) 排料口间隙可调，出料粒度均匀，产量大、耗能低。 (4)破碎腔开启方便，易于更换易损件，大型机采用液压油缸。 (5)构造简单、尺寸紧凑、能量利用充分，简化生产流程，单位产品的功率消耗小、生产能力大。 (6)生产率高，破碎比大（单转子式的破碎比可达i=1015）,产品的粒度小而均匀，可以选择性破碎，大块物料受到较大程度的粉碎，而小块物料则不致被粉碎得更小。1.6.2 可逆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,板锤和后反击部磨损较大，运转时噪音较大，产生粉尘大。第2章 可逆反击式破碎机的总体方案及结构设计2.1 可逆反击式破碎机的工作原理可逆式反击式破碎机由机架、转子、反击架等零部件组成，其原理是高速旋转的板锤锤击进入破碎区域的物料。物料受到板锤的高速冲击而破碎，破碎的物料又以高速冲向上反击区再次破碎。这样经过多次冲击后，由于物料受到板锤的打击、与后反击部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。形成的粒度小于板锤和反击板之间间隙时，就从机架底部排出。其特点是可正反转。当一个方向旋转一定时间，板锤磨损后，转于可换向旋转，使之板锤的利用率提高。另外，机架是可以由液压机构开启的，便于操作和拆装。下图2-1为可逆反击式破碎机工作原理图。图2-1可逆反击式破碎机结构 可逆反击式破碎机破碎物料时，物料悬空受到板锤的冲击。如果物料粒度较小，冲击力近似通过颗粒的重心，物料将沿切线方向抛出。如果物料粒度较大，则物料抛出时产生旋转，抛出的方向与切线方向成X角度，为了使料块能深入板锤作用圈D之内，减少旋转，给料滑板的下部向下弯曲，见上图。物料的主要破碎过程是在转子的上部进行的，见上图。物料受到第一次冲击后，在机内反复地来回抛掷。此时，物料由于局部的破坏和扭转，已不按预是轨迹作有规则的运动，而是在转子上部不同位置反复冲击，而后物料进入下部区，进一步冲击粉碎。反击面2及3与转子间构成的缝隙大小，对产品粒度组成具有一定的影响。破碎腔的增多对产品粒度均匀及减少大颗粒起作用，但电耗增加，生产能力下降。通常作为粗碎用的反击式破碎机，具有1-2个破碎腔；用于细碎的反击式破碎机，具有2-3个甚至更多一些的破碎腔。 由以上所述反击式破碎机的破碎作用，主要由三种形式对物料进行破碎，在转子的上部是自由破碎和反弹破碎，而在中部区域主要是铣削破碎。 以上是单转子反击式破碎机的工作原理，双转子破碎机的工作原理是一致的，只是双转子反击式破碎机对物料的破碎过程更缴烈。双转子反击式破碎机内有两个平行安装的转子，两转子由单独的电机带动作相向旋转对（也有同相旋转的）物料进行破碎。反击式破碎机对物料的破碎过程见下图。 反击式破碎机按其结构特征可分为单转子反击式破碎机和双转子反击式破碎机。按转子转向，单转子反击式破碎机分可逆式转动和不可逆式转动两大类型。双转子反击式破碎机可分为同向转动式、反向转动式和相向转动式三种类型。 按内部结构，单转子反击式破碎机又分为带匀整算板和不带匀整算板两种形式。双转子反击式破碎机可分为转子位于同水平和转子不在同水平两种形式。单转子反击式破碎机有下列三种。 （1）不带匀整筛板反击式破碎机，见下图2-2（a）、（b）、（c）。 （2）带匀整筛板反击式破碎机，见下图2-2（d）、（e）。此种机型可控制产品粒度，因而过大颗粒少，产品粒度分布范围较窄，产品粒度较均匀。这由于匀整筛板起着分级和破碎过大颗粒的作用。 图2-2转子示意图双转子反击式破碎机分类 （3）可逆式单转子反击式破碎机，见下图2-3：图2-3转子示意图 转子可以反向、正向旋转，进料口布置在机体的正上方，在破碎腔内对称布置两套后反击部，双转子反击式破碎机有以下三种。 a.两转子同向旋转的双转子反击式破碎机，见上图（a）、（c）。相当于两台半转子反击式破碎机串联使用，破碎比大，粒度均匀，生产能力大，但电耗较高。可同时作为粗、中和细碎机械使用。这种破碎机可以减少破碎板数，简化生产流程。 b.两转子反向旋转双转子反击式破碎机，见上图。相当于两台单转子反击式破碎机并联使用，生产能力大，可破碎较大块物料，作为大型粗、中碎破碎机使用。 c.两转子相向旋转的双转子反击式破碎机，见图上图（d）。主要利用两转子相对抛出物料时的自相撞击进行粉碎，所以破碎比大，金属磨损较少。2.2 可逆反击式破碎机的结构和布置形式2.2.1 可逆反击式破碎机的结构可逆反击式破碎机的组成部分主要有机体部分，转子，板锤子，反击部，主传动装置等部分组成。2.2.2 布置方式反击式破碎机利用三相异步电动机通过带传动带动转子转动，于是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后反击部，再次被破碎，然后又从后反击部反弹到板锤，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、与后反击部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。当物料粒度小于后反击部与板锤之间的缝隙时，就被卸出。具体布置方案图如下：图2-4破碎机构图本图为一种不需要掉头就可以使板锤双向磨损、板锤材料利用率高的可逆反击式破碎机。由于上述提供的技术方案可以看出，图中所示由于破碎腔左右对称设置，破碎腔内的转子的回转轴与破碎腔的对称轴正交，转子连接有正反转驱动装置，可以控制转子实现双方向运转，转子上的板锤不需要掉头就可以使板锤双向磨损、板锤材料利用率高。2.3 破碎的目的和意义2.3.1 破碎的目的 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。再如在水泥厂，须将原料破碎，以便烧成熟料，然后在将熟料用磨机磨成水泥。另外，在建筑和筑路业，需要用破碎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、粉末冶金等部门，须用破碎机械将原料破碎到下一步作业要求的粒度。2.3.2 破碎的意义在化工、电力部门，破碎粉磨机械将原料破碎，粉磨，增加了物料的表面积，为缩短物料的化学反应的时间创造有利条件。随着工业的迅速发展和资源的迅速减小，各部门生产中废料的再利用是很重要的，这些废料的再加工处理需用破碎机械进行破碎。因此，破碎机械在许多部门起着重要作用。第3章 可逆反击式破碎机的设计计算3.1 转子转速的计算 转子转速n（r/min）可按下式计算：n=60V/D;式中 D转子直径，m； V转子线速度，m/s。 转子的转速根据板锤所需要的线速度来决定。板锤的线速度与物料的性质，粒度，破碎比，机器结构，板锤的磨损诸多因素有关。通常粗碎时转子线速度为15-40m/s；细碎时为40-70m/s。因为转子转速高增加细粒含量，但同时能耗增加，板锤磨损加快，对破碎机制造工艺精度要求也较高，故转子速度不宜太高。 可逆反击式破碎机板锤冲击物料不同于锤式破碎机仅是锤头质量和速度产生的动能，而是靠整个转子产生的动能通过后反击部冲击物料。所以，当输入功率一定时，转子转速和转子质量如何优化组合是最关键的问题。根据经验，碎煤时板锤线速度v=50-60m/s比较合适；破碎石灰石时，板锤线速度v=30-40m/s比较合适。如果是双转子反击式破碎机，则第一级转子的线速度V1较第二级转子的线速度V2低，一般V1=3050M/S,V2=3545M/S; 3.2 生产率的计算可逆反击式破碎机生产率也可根据转子每转一周所排出的物料体积计算。设转子长为L,板锤与后反击部之间最小间隙为e（相当于排料口）和板锤伸出的高h最大排料粒度d，板锤数目为z，则求得转子每转一周所排出的物料体积V（）为：V=L*（h+e）dZ式中，长度单位为m。若转子转速为n（r/min）则求得生产率Q（）为：Q=60nL(h+e)dZK；该公式没考虑物料是松散体而且排料也是不均匀的，物料中含有小于直径d的产品。因此必须考虑这些因素影响，故乘上系数K。根据已有资料知系数K=0.1，煤矸石堆积密度为1200KG/M,生产能力为每小时5080t,要求单位时间排出的体积为v=30000/1400=22；3.3 主电动机的选择及传动比的分配3.3.1 电动机的选择 根据工作要求及工作条件，选用破碎机专用电动机，又根据工况选择YZR280M-10型电动机，额定功率P0=55kw,同步转速n0=556r/min.3.3.2 传动比的分配 根据PF-1010型反击式破碎机的实际工作的主轴转数nw=335r/min,得： （3-1）3.4 主轴的设计计算3.4.1 主轴的设计轴是组成精密机械的重要零件之一。一切作为回转运动的零件，都必须在轴上才能传递运动和动力。在本课题所使用的轴，承受的负荷比较大，尺寸也比较大，制造精度高，要求材料具有足够高的机械强度和良好的加工性能。因此，选用材料40Cr，热处理为对轴进行调质处理。由于主电机输出轴径为120mm，连接的联轴器与主轴连接的轴径为140mm，传动的带轮中间孔即为140mm，中间端轴径为180mm，有牙轴端外牙M150。此输入轴大致图形如下： 图3-1轴 3.4.2主轴的较核一般而言，轴的强度是否满足要求只需对危险截面进行校核即可，而轴的危险截面多发生在当量弯矩最大或当量弯矩较大且轴的直径较小处。根据轴的结构尺寸和当量弯矩图可知，截面与电机连接处弯矩最大, 且截面尺寸也非最大, 属于危险截面；校核公式6： ，圆角处的有效应力集中系数， (3-2)， (3-3) ， (3-4)； (3-5)上式中，Z和Zp轴在截面的抗弯和抗截面模数；M、T轴在计算截面上的抗弯和抗扭截面系数；、有效应力集中系数；疲劳极限；s许用安全系数；表面粗糙度系数；表面状态系数；、绝对尺寸影响系数。D轴径；b键的宽度。查机械设计手册得：s=2.2；为275N/mm；T为7.84N/m； =2.45 =1: =0.91；=1.7； =0.89； t=1.8mm ；=2.5。 (3-6) (3-7) (3-8) (3-9) M=0.418 N/m 轴允许的最大扭矩6。 (3-10) SS 符合安全系数；3.5 V带传动的设计计算3.5.1 设计功率 （3-11） 工况系数，查B1表8122 ，取1.2 P 传递的功率3.5.2 选定带型根据和查B1图812选取普通V带E型， 小带轮转速，为1440r/min3.5.3 传动比 1.76 , （3-12） 3.5.4 小带轮基准直径（mm） 由B1表8112和表8114选定 300mm75r/min 3.5.5 大带轮基准直径（mm） （3-13） 由B3表87得=750mm3.5.6 带速验算 （3-14）3.5.7 初定轴间距（mm） (3-15)3.5.8 所需带的基准长度（mm） (3-16) =3360mm 依B1表818取900mm，即带型为E33603.5.9 实际轴间距 (3-17)3.5.10 小带轮包角 = 3.5.11 单根V带的基本额定功率 根据带型号、和 普通V带查B1表8127（c） 取55kw3.5.12 时单根V带型额定功率增量根据带型号、 和 查B1表8127（c） 取65kw3.5.13 V带的根数ZZ = (3-18)小带轮包角修正系数查B1表8123,取0.96带长修正系数查B1表818，取0.873.5.14 单根V带的预紧力 (3-19) =2360（N） mV带每米长的质量（kg/m）查B1表8124，取0.1k/gm3.5.15 作用在轴上的力 (3-20) (3-21) 考虑新带初预紧力为正常预紧力的1.5倍3.5.16 带轮的结构和尺寸 带轮应既有足够的强度，又应使其结构工艺性好，质量分布均匀，重量轻，并避免由于铸造而产生过大的应力。 轮槽工作表面应光滑（表面粗糙度）以减轻带的磨损。 带轮的材料为HT200。查B1表8110得基准宽度制V带轮轮槽尺寸，根据带轮的基准直径查B1表8116确定轮辐,具体结构图如下：图3-2 V带3.6后反击部的设计 后反击部的作用是承受被板锤击出的物料在其上冲击破碎，将破碎后的物料重新弹回到破碎区，再次冲击破碎。后反击部的形状和结构对破碎效果影响很大。鉴于这种情况，首先从物料破碎效果说起。根据理论力学碰撞原理，物料以正碰撞（垂直碰撞）效果最佳。但是板锤是旋转运动，若保证在破碎腔内物料被抛射到后反击部上都呈正碰撞（垂直碰撞），则后反击部曲线必须是一条渐开线。因为渐开线的特点是，在后反击部各点上物料都是以垂直方向冲击，即入射角 因此可获得最佳的破碎效果。但是，由于渐开 线后反击部制作困难，以及物料在腔内相互干扰，其运行轨迹也不规则，加上料块形状等影响，实际上也不能实现正碰撞，故常常是采用接近渐开线的圆弧后反击部。 第4章各主要零件强度的校核计算 4.1滚动轴承的校核及寿命计算（1）滚动轴承的选择滚动轴承为双列反击式滚子轴承350324B，由文献2表得KN， KN，。（2）寿命验算 轴承所受支反力合力 N （4.1）对于双列反击式滚子轴承，派生轴向力互相抵消。 ，N由文献2表得， ， N （4.2）按轴承B的受力大小验算 h （4.3）h=年 由于破碎机的冲击力较大，必须选择较大寿命的轴承，又由于破碎机的冲击力，轴承并不能达到所计算的寿命。 经审核后，此轴承合格
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