目录
1前言 1
1.1 课题来源 1
1.2粉磨系统的工艺分析 1
1.3 滚压机的应用 2
1.4 滚压机发展历程 3
1.5 本课题的研究内容 3
2 滚压机总体设计 5
2.1滚压机工作原理 5
2.2挤压辊 6
2.3液压系统 7
2.4进料装置 7
2.5机架 7
2.6润滑系统 7
3 有关部件的选型计算 9
3.1 主电机及减速机的选型计算 9
3.2平衡架的校核 10
3.3平衡杆的校核 11
4 滚压机的主机架结构及设计 13
4.1主机架的作用及基本结构分析 13
4.2主机架上、下横梁与立柱间连接的静不定力大小 14
4.3 上、下横梁与立柱连接的螺栓组强度校核 15
4.4主机架立柱的结构设计及强度校核 17
5 滚压机的轴系结构及设计 18
5.1滚压机的压辊结构及设计 18
5.2主轴承设计与计算校核 19
6 滚压机的进料装置设计 24
7 液压、润滑系统的设计 25
7.1液压系统设计要求 25
7.2有关的设计计算 25
8 滚压机的安装、调试及维护 31
8.1滚压机的安装 31
8.2滚压机的调试 31
8.3滚压机的维护 31
9结论 32
参考文献 33
致谢 34
附录 35

clf1000-300滚压机设计
摘要：本课题来源于盐城市大志环保科技有限公司,设计的滚压机主要是作为水泥厂水泥粉磨闭路系统中的粉磨设备。要求破碎粒度小于15mm。完成了滚压机的总体设计。
滚压机工作时，通过两压辊之间的调节装置来调节两压辊的间隙即辊隙从而实现出料粒度的调节。在滚压机前安装了除铁装置，是为了防止非破碎物掉入辊间从而损坏滚压机，以致造成停车事故。在两压辊的工作部分表面渗碳及碳化物，这样能有效改善两辊表面的抗磨损性能。并且设计了循环冷却系统，保证其工作的可靠性。
本设计的任务是根据辊滚机压辊直径和辊宽以及中心距，计算滚压机的生产能力、单位功耗和驱动功率，由此确定主电机和减速器，从而进行滚压机的轴系设计、主机架结构设计，再进行滚压机进料系统、液压系统和润滑系统的结构设计，最终设计出符合设计要求的滚压机。
设计的滚压机能达到设计任务书的要求，操作简便，维修方便，使用寿命长，使用范围广。

关键词：辊隙；辊宽；轴系

Design of the clf1000-300 Roller Press machine
Abstract: The subject comes from Yancheng Ambition Environmental Technology Ltd. The roller press machine is mainly as a cement grinding plant closed system grinding equipment.The broken particle size of less than 15 mm and includes roller press machine configuration .
When the Roller Press machine works, through the roller regulating device between the two pressure rollers to adjust the gap in order to achieve the expected size of the adjustment. The rolling iron installed device,is designed to prevent non-broken material into the inter-roller rolling machine to prevent the damage that results in parking accident. In two parts of the work roll surface are infiltrated carburization and carbide, so the two rollers can effectively improve the wear resistance surface.The cycle cooling system is designed to ensure the reliability of its work.
The design is based on the task of roller diameter and roller pressure roller width and center distance, calculating the capacity of roller presses, power units and drive power, which determine the main motor and the reducer in order to carry out the axis of roller press Department of design, structure design of the host and then feed roller system, hydraulic system and lubricating system of structural design, final design to meet the design requirements of the Roller Press.
Roller press can be designed to meet the design requirements of the task book, simple operation, easy maintenance, long service life, the use of a wide range.

Key words: Roll gap; roller width; shaft

一、设计内容
设计一台clf1000-300滚压机，具体进行clf1000-300滚压机的总体设计和辊压
机压辊部件设计。主要内容有：
1．总体设计
1）确定clf1000-300滚压机总体配置及结构方案。
2）完成clf1000-300滚压机的总体设计。
3）完成clf1000-300滚压机的总装图
2．完成clf1000-300滚压机压辊和机架部件设计。
(a) 辊压机压辊部装图；(b) 辊压机传动系统部装图；(c) 压辊和机架零件图；
(d) 其他零件图及有关计算、校核等。

二、设计依据
1．课题来源：盐城市大志环保科技有限公司
2．产品名称： clf1000-300滚压机
3．压辊直径：￠1000mm
4．辊宽：300mm
5．中心距：1015mm
6．破碎粒度小于15mm
7. 批量：面向客户定制的单件小批量生产。

三、设计要求
1．设计的clf1000-300滚压机主要是作为水泥厂水泥粉磨闭路系统中的粉磨设备。其
性能要求：破碎粒度小于15mm。
2．设计的辊压机要求操作简便，维修方便，使用寿命长，适应范围广；
3．设计图样总量：折合成A0幅面在3张以上；工具要求：应用计算机软件绘图，要
应有三维软件设计的零件。过程要求：装配图需提供手工草图。
4．毕业设计说明书见相关要求
5．查阅文献资料10篇以上，并有不少于3000汉字的外文资料翻译；
6．到相关单位进行毕业实习，撰写不少于3000字实习报告；
7．撰写开题报告

四、毕业设计物化成果的具体内容及要求

1、毕业设计说明书要求：
按教务处毕业设计（论文）格式规范统一编排、打印，字数不少于1万字。
1）毕业设计说明书 1 份
2、图纸要求：
1）clf1000-300滚压机总装图 1 张
2）clf1000-300滚压机压辊部装图 1 张
3）clf1000-300滚压机机架零件图 1 张
4）压辊零件图 1 张
5）其它零件图若干张（待指定）

clf1000-300滚压机设计

内容简介：: 3D of a , 10004, 10034, is of of a is a of in a of is in of by of of s of in an .0 mm is of 3D is a of to on 13. is to 1)to of to of 2. of a of is In a of on to of a 3D to 3D of is of a a a of in of 2 to is as a to at is a of D be is is of to to of 2 of D of of of 2 200is 4, is D in of 2 29 (2002) 649652* 86H. is 4is on in by to of is to of 1) of of 5of 06 r .9 kg/35 2) by to in of an 08 00 mm on of is by 3) as 8026 24117 14079 is is 5. )n is n .8 to of in 5. is 1. of 2. of 3. 3D of 4. of 5. of a . 29 (2002) 649652as a on of is to of a 1) of of 2 06 m r .9 kg/ss)2) is 5(a), r 2500,10:56 is 00 mm 3 mm on of is 5(b) in of by of an by is 3) in of 15367 9792 ) 6. a), 354th)60 on of in .2 In 536117th)is in of in 2) to in do on in it of is is in of in be .0 mm 3) of or of an 5 (300 is in is 49 is of 80 5. it to to of of 0 3, on mm is 7) A of a 2 200in is 6. of a 7. of 29 (2002) 649652 651of D of of of to be of of is on of 2) of 280 be to 3) If of of be of in 5,6 K. J. 22 (1988) 400412.2 2 (1999) 2123.3 J. 9 (1996) 2325.4 H. J. 36 (4) (2000) 8385(5 H. 4 (2000) 1820 (6 (2001) 4243 (7 H. of 2001,303. 29 (2002) 649652 1 粉碎机的三维设计与分析 H. , 北大学机械工程及自动化沈阳航空工业学院，机械工程系译者：林元华摘要粉碎机的一个主要部分高压磨机，这是一种高效矿石破碎设备。在一个研究报告中提出了一种组装机，这使分割机表面磨损处的翻修更方便。该组装机的结构模型的成分设计与固体工程应力和位移在两个不同的工作状态可以使行了快速的有限元分析，并且可以更快更好的清除从而延长组装机的工作寿命。关键词：高压磨机 ;三维设计 ;组装机 ;有限元分析设备，基于静态高压 1 原则 ,这种设备适用于破碎比较硬的矿石。粉碎方法是根据物料的物理特性、料块的大小和所要求的细化程度来选择的。对于坚硬物料，应采用挤压、弯曲和劈裂；对于脆性物料，应采用冲击和劈裂；料块较大时，应采用劈裂和弯曲；料块较小或排料粒度要求很小时，则应采用冲击和研磨。粉碎方法如果选择不当，就会出现粉碎困难或过度粉碎现象，两者都会增大粉碎过程中的能量消耗。实际上任何一种破碎机都不是以某一种形式进行破碎的，一般都是两种和两种以上的形式联合进行破碎。矿石的破碎方法主要根据矿石的物理力学性能、被破的块度及所要求的破碎比来选择的。锤式破碎机适用于破碎抗压强度 150灰岩、砂岩、页岩、石膏、煤等原料。它可以将采场的大块矿石一次破碎到入磨需要的粒度。物块分坚硬、中等坚硬和软。高压磨机是主要工作部分根据图 1）。 2 1. of 为了粉碎机的性能，我们付出了很大的努力，已经改善其表面抗磨蚀的能力 2 。使用分割表面的滚子，这是为了方便的维护和更换，是另一个有效的改善过程。该构件是新运用在组装机上的，碳化钨是为了改善表面的抗磨损性能的。再运用已开发的三维设计和有限元方法进行轴的强度和阶层分析，以确保在矿石很重的情况下其破碎的可靠性。辊式破碎机矿石在两个平行且反向转动的圆柱形辊子中受到压碎（光辊）或受压碎和劈裂作用（齿辊）而破碎。当两辊的转速不等时，还有磨碎作用。 2. 组装机的三维虚拟设计与装配组装机由主井 , 粉碎棍的表面部分和机架组成。并且在关键的粉碎棍一方以移动副方式与机架连接，其他与机架连接的部分以螺钉和碳化钨铆钉等连接。径向的主要部分和中间的主井以键槽和螺钉连接，以保证主井和粉碎棍表面部分安全和紧密的连接。粉碎棍表面部分是以凸轮结构设计的，以防止应力在交配边缘集中。组件模型的创建是通过应用三维设计软件进行工作的。那个模型得建立可直接用有限元分析其中设计的合理性，以保证满足各个方面要求。组装模型是在组装模式下，根据配合等的关系下进行的。最后，干预之间的部分，检查和利用软件测试其有效性和结构的合理性。图 2和 3为虚拟装配设计及三维虚拟模型组装流程图。 3 of 3. 3D 3. 主井的有限元分析构件主轴的负荷模型见图 4 ， 4. of 这是通过三维行的。径向主要部分在于主轴的键槽。这些细节的功能将使强度分析更加困难，但使用将更容易 4 。有限元分析软件，它是基于有限元原则，可以在实体模型建立的基础上，选择主井计算应力和变形的程度，以下是创建有限元模型的过程：（ 1）附加材料的特性主轴的材料是 35中弹性模量 06 擦系数密度 .9 kg/应力（不锈钢）是 835 （ 2）压力的载入 4 所承受的力量主要来自压力，根据工作原理，其终值 2500千牛，装卸区是在形式的弧角 608和 20毫米宽的表面轴，其边界条件是限制了假定轴承。（ 3）模型的参数如下：粒度的表示方法： (1) 平均直径 d=(L+b+h)/3 式中 L 矿块的长度（ b 矿块的宽度（ h 矿块的厚度（或用长、宽的平均值表示： d=(L+b)/2平均直径一般是用来计算给矿和排矿单个矿块的尺寸，以确定破碎比。 (2)等值直径值直径是将细粒物料颗粒作为球体来计算的。 =中 m 矿粒品质（矿物密度（） V 矿粒的体积（ (3) 粒级平均直径过用筛分的方法来确定矿粒群的平均直径。例如上层筛孔尺寸为过上层而留在下层的其粒度既不能用不能用粒级的粒度范围很窄，上下两筛的筛孔尺寸之比不超过用粒度平均直径表示即 D=(2否则用 38026点， 24117的构件和 114079程度的自由（自由度）。应力图是通过图 5所示。最大应力是 296 其理论方程 Ss/n（ 1） ,在常情况下，。计算结果表明，应力能够满足设计要求。此外，根据米塞斯理论安全系数限元模型有限元模型的两个不同的工作状态显示在图 5中 : 5 5. of a 图磨。图图图图以下是创建有限元模型表面进程的部分：（ 1）材料附加的特性。材料的表面部分 42性模量 06 切模量擦系数密度 .9 kg/力极限（不锈钢）是 930兆帕。（ 2）配合及干涉的设计。首先假定设计是理想的，合理的状态，见图 5 （ a）， 2500,10:56 ，装卸区是 200毫米宽和 13毫米弧长表面的部分，并固定内部表面使其成为约束条件。图 5 （ b）所示 ,在其中只有两端部分底部的接触轴处，因为不正确的制造过程 ,对于这种情况下两端的承受是平等的。（ 3）模型啮合的两个参数 6 相同的固体模型，它们是： 15367点和 46101自由度。（ 1）计算结果显示在图 6中。 6. of a 在图 6（ a）中，表面上的部分的最高节点是 860兆帕的压力。第一次的工作状态和最大节点位移为第二次工作的最高点的强度是 5495兆帕和的最大节点位移此，第一次工作是合理的，而与此相反，在第二个部分超过了限制范围。（ 2）根据计算，该部分只承受首次工作部分的工作负荷，而在第二次工作部分不仅部分承受工作压力，而且也承受配合部分的同步压力。因为它的变形，更大的是压力和变形阶层使侧接线有了更大的压力部分。因此，弹性变形和延长材料应力的部分设计配合部分应适当。可以利用限元方法优化方法来计算以消误差（ 3）足够的强度和较高的表面硬度 7 塑性变形将该机构的碳化物铆钉压入的机构的部分加上了额外的力。举一个例子，选择 45钢（不锈钢 00 在力很大的情况下审查其在第一次的工作状态下的变形。计算结果显示在图 7 。据冯米塞斯理论 ,其最大的压力为 749兆帕和安全系数为这是以后使用材料的安全限制。热处理材料 42 280硬度已超过 45钢的 3倍的强度。因此可以选择表面部分，为了提高抗磨损能力。析（ 1）提出了一种组合机，见图 6，计算工作表面一个部分的应力，类型危险区的几个部分见图 7。7. of 已经制定了与三维件的固体工程。这种结构的分割可以使工作寿命更长，使用滚压棍机来取磨损表面代很容易。应力和变形的两个组装机的主要部分：主井和表面部分，进行了有限元分析。（ 2）有限元分析的结果表明材料 42 280硬度可用于生产的主要构件和主要表面上。（ 3）底部表面部分的联系均匀主轴表面应力集中部分可使变形发生，这将使粉碎机工作状态不稳定，甚至导致断裂。参考资料 1 K. J. 22 (1988) 400 412. 2 2 (1999) 21 23. 3 J. 9 (1996) 23 25. 4 H. J. 36 (4) (2000) 83 85 ( 5 H. 4 (2000) 18 20 ( 8 6 (2001) 42 43 ( 7 H. of 2001, 303 305. o389 008 金属矿山 ME n L 第389期 2008年第11期反击式破碎机反击板形状的设计分析术石秀东徐亚栋徐峰黄男男 (1江南大学；2南京理工大学) 摘要对反击式破碎机进行实体建模，应用算物料在破碎过程中的运动轨迹，分析物料在不同的抛射角、碰撞部位和颗粒大小下的轨迹曲线，以确定反击板的截面形状曲线。其结果将为反击式破碎机结构的设计和改进提供依据。关键词反击式破碎机反击板有限元of u u 1of he by SNA，of in of at of he a of S击式破碎机是一种高效的破碎设备，在冶金、矿山、建材、化工、陶瓷、筑路等行业中有着广泛的应用。反击式破碎机的反击板是破碎腔的关键部件，其形状有折线形、圆弧形、前进形和后退形等多种形式，为了设计合理、有效的反击板形状，必须对破碎过程进行分析，确定反击板形状对破碎过程的影响。另外，由于物料形状各异，在破碎时所受冲击的部位千差万别，物料的运动轨迹复杂多变。因此，如何设计反击板形状就成为一个极其重要的问题。本研究将通过对反击式破碎机破碎过程的仿真分析，分析物料在破碎过程中的运动轨迹，为反击板的形状设计提供依据。 1计算模型与网格划分反击式破碎机的破碎系统由转子体、板锤、反击板、石块组成，破碎物料的过程可以看作是板锤与物料发生碰撞、物料与反击板发生碰撞这两个过程不断交替、不断反复的过程。其三维结构和装配关系如图1和图2所示。为了对破碎过程进行动态计算与分析，首先需对几何实体进行简化处理，其处理的原则为在不影响结构整体性能的前提下对几何实体上的倒角、螺图1破碎系统的结构模型图2破碎系统的有限元模型栓孔等结构进行简化，这样有利于后续工作的进行；然后对几何实体进行网格划分。由于转子体、板锤、江苏省交通厅科技计划项目(编号：07 石秀东(1965一)，男，江南大学机械工程学院，副教授，博士，214122 江苏省无锡市蠡湖大道1800号。 83 总第389期金属矿山 2008年第11期反击板形状比较复杂，为了提高网格质量和计算的准确性，先对各几何实体进行分区处理，把复杂的几何实体划分成许多易于进行六面单元划分的小区域，再进行网格划分。转子体、板锤、反击板和石块模型都采用规则的8个节点六面体单元进行网格划分，图2为破碎系统的有限元模型。 12材料属性转子体采用16锤采用40，反击板采用16料属性都采用料选用花岗岩材料参数，其属性采用弹脆性材料模型；单元属性设为常应变。各项材料的具体属性见表1。表1材料属性项目转子体板锤反击板石块材料属性塑性塑性塑性弹脆性密甓、o007 850 o007 820 o007 900 P(g 1031 9 E+51076 4E+5 1073 2E+5 2678 043 0E+52795 0E+5 泊松比 03 0277 03 03 硬化模数05 07 05 0 s。 s。 13界面接触定义计算模型中，转子体与板锤、板锤与石块、石块与反击板、转子体与石块之间的界面接触均采用自动的面对面接触算法(to 在确定各接触对之间的主从接触时，定义转子体与板锤之间：转子体为主接触、板锤为从接触；板锤与石块之间：板锤为主接触、石块为从接触；石块与反击板之间：石块为主接触、反击板为从接触；同时设定接触对之间冲击力文件输出参数为1。在定义界面接触的各项参数中，定义转子体与板锤问的静动摩擦系数均为015，其余两接触对间的动摩擦系数为06。在接触高级选项卡中，定义接触刚度和接触深度分别为01和0。 14约束和加载由于石块在整个破碎过程中都是自由的，因此对石块不施加任何位置约束；转子体通过转轴和轴承安装在机架上绕转轴做旋转运动，根据其安装和运动情况对转子体转动中心施加、l，、z 3个方向的平移约束和、击板在整个破碎过程中都被固定住，对反击板的装配部分也施加x、y、锤安装在转子上被两挡块紧卡在转子体上同时加上其自身的结构的作用，板锤只能随转子体一起绕转轴转动，对板锤施加轴向2反击板形状的设计分析根据以上反击式破碎机的模型建立和前处理，利用过改变影响物料运动轨迹参数值来仿真计算物料受板锤撞击后的轨迹曲线，从而仿真优化出反击板截面的曲线形状。 21 抛射角(碰撞角)不同对物料轨迹曲线的影响抛射角(碰撞角)的不同直接影响物料运动空间范围和轨迹曲线，从而影响反击板的形状。本研究仿真计算直径为170在抛射角(碰撞角)615。，30。， 45。，75。，90。(约定以竖直位置为0。，顺时针为负，逆时针为正)时石块在破碎腔中的轨迹曲线。岩石受冲击碰撞后，其各个部位的运动轨迹是不同的，进行仿真分析时将岩石作为质点处理，即将岩石几何中心的运动轨迹作为整个岩石的轨迹。其计算结果见图3，图中坐标(0，0)为转子旋转中心。图3不同碰撞角度时物料运动的轨迹曲线图3中的各条曲线按顺时针方向依次代表上述碰撞角为9O。一90。范围时物料运动的轨迹。通过对不同碰撞角时物料的运动轨迹的分析，可以看出碰撞角对反击板的形状影响较大，不同截面形状的反击板对物料的破碎效果好坏影响较大。 22待破物料的粒径对其轨迹曲线的影响反击式破碎机在实际的破碎生产中，需要破碎的岩石不论是大小还是形状都是不相同的。本研究对直径分别为220 70 00 材质的石块、碰撞角为45。、转速为700 r 撞位置为板锤顶部时进行分析计算。这3种工况下 7 1 5 O 5 2 O I，衄暑窭石秀东等：反击式破碎机反击板形状的设计分析 2008年第1 1期岩石轨迹曲线的计算结果见图4。 1 2 3 广广广：一一一f ，一一一 0 500 i 000 J 500 2料在4不同粒径物料受板锤冲击后的轨迹曲线 1一直径100 一直径170 一直径220 图4可看出，3种不同粒径的轨迹曲线近乎平行，因此在其运动过程中，要产生比较好的破碎效果，就要使反击板的法线与物料的运动轨迹曲线相互平行。 (a)碰撞位于板锤顶部 1 2 3 厂 r 厂 | f | 。一。一一一一一一一。。。一。 0 500 l 0o0 l 500 2000 物料在5不同撞击部位时物料的轨迹曲线 1一直径100 一直径170 一直径220 3碰撞位置不同对物料轨迹曲线的影响反击式破碎机在实际的破碎生产中，不仅破碎物料的形状大小各异，而且在破碎过程中岩石在板锤上冲击碰撞的部位也是随机的。本研究研究直径为170 转速为700 r曲线，不同碰撞部位的示意见图6。不同撞击部位时物料的轨迹曲线见图5。 (b)碰撞位于板锤中部 (c)碰撞位于板锤底部图6不同碰撞部位示意从不同撞击部位时物料的轨迹曲线分析可知，这3种情况下物料受冲击后的轨迹曲线的斜率也十分接近，因此物料与板锤碰撞位置的不同不影响反击板在破碎腔中的空间位置，即这种情况下与其发生碰撞的反击板可为同一级反击板。 24转子转速对物料轨迹曲线的影响在工作生产过程中，有时需要改变转子的转速来增强物料的破碎效果，那么当转子转速改变时岩石的轨迹也是否跟着变化。对于这个问题的研究，用直径为170 转速分别为1000 r00 r00 r。其计算结果见图7。通过对图7轨迹曲线的分析可以看出，在一定的空间范围内不同转速条件下冲击碰撞后物料的轨迹曲线接近重合，尽管从图上看出由于重力作用l，坐标位置有一定偏差，但从数值上对比，偏差不大，同时考虑实际破碎腔空问尺寸的有限，因此可认为转速不同对物料轨迹影响不大，即对反击板形状影响较小。 l 2 3 7 7 7 0 500 l 000 1 500 2料在7不同转速下物料受碰撞后的轨迹曲线 1一转速4oo 一转速700 r一转速1 000 r5反击板形状确定通过上述对影响反击板形状的参数进行分析后可知，碰撞角不同对反击板形状影响最大，物料粒径、 85 蜘瑚猢，捌迥岛尽牝| 妻； g 尽糕荽伽姗姗瑚霉第389期金属矿山 2008年第11期物料在板锤上碰撞部位、转子转速对反击板形状影响小，因此可以根据碰撞角情况下物料的运动轨迹来确定反击板的形状，具体为：作轨迹曲线的法线作为反击板形状曲线，最终优化的反击板的形状见图8。 3结论本研究从影响反击板形状的因素与物料运动的图8优化后整体反击板的截面形状 -+-+-+-+一-+-“+一+”+”+”+“+”+”+”+”+”+”+“一”卜”。卜”卜”一”+r (上接第65页) 确性，通过1438台阶各钻孔用测绳实测了下覆空区钻孔处的高度，然后在数据处理软件中量测了相应位置空区的高度，两组数据对比见表2。从表中可以看出，在各钻孔点实测的空区高度与在软件中量测的高度相差不大，激光三维扫描能满足对空区精确的三维探测，同时，也应该相信激光三维探测的结果更准确、更可靠。表2各钻孑详细探查1438台阶空区后，矿山公司穿爆车间在1438大型空区顶板较薄的小部分区域实施爆破，受顶板爆破及其他台阶爆破震动的影响，该大型空区在爆破后部分塌落，爆破后形成巨大的地表塌陷，经实地测量，塌陷后的空区从地表到塌落坑最低处达75 m，塌陷区的水平面积为4 900 右。受随后台阶爆破的影响，该塌落区正在不断扩大。因此，本次预先对1438台阶台阶处大型盲空区成功精确的探测，为栾川钼矿的安全生产提供了详细可靠的空区数据，保证了矿山的开采进度，极其成功地预防了重大安全事故的发生。轨迹曲线着手，通过对物料破碎过程的仿真分析，计算物料在破碎过程的运动轨迹，分析影响物料运动轨迹曲线的基本参数，如抛射角、碰撞部位、物料大小，计算分析了各种不同参数条件下物料的轨迹曲线，通过对物料轨迹曲线的分析，从而确定反击板的截面形状曲线。参考文献 1王庆，张以都，张海基于动力学仿真的反击式破碎机锤板优化J辽宁工程技术大学学报，2007，26(1)：113116 2任小中，杨丙乾反击式破碎机关键技术参数的确定J矿山机械，2006，34(4)：5657 3李裕春，时党勇，赵远程实践M北京：中国水利水电出版社，2006。 (收稿日期20086) 3结论 (1)地下采空区、建筑物等下覆空区的处理需要对空区进行精密的探测以正确指导空区处理，激光三维探测方法不仅可以提供空区精确的三维模型，而且完全保证了探测人员的安全，非常适用于对不可进入地下空区的三维探测。 (2)对地下复杂的不可进入空区，单一钻孔不能满足对空区完整的三维探测，用边探边钻的方式，在初步探测后确定其后钻孔的位置，通过多个地面钻孔对复杂空区进行三维探测，可以获取完整的空区数据和三维模型。 (3)将激光探测所得空区模型导人经建立的矿山三维模型耦合，同时按照爆破设计中的需要，对探测数据进行处理，用空区平面图网格交点标高来代替所测空区的剖面图，这样可以更好地指导开采设计，并为矿山安全部门提供更可靠的信息。参考文献 1李夕兵，李地元，赵国彦，等金属矿地下采空区探测、处理与安全评判J采矿与安全工程学报，2006，23(1)：242 童立元，刘松玉，邱钰，等高速公路下覆采空区问题国内外研究现状及进展J岩石力学与工程学报，2004，23(7)： 1 202 3 高勇，徐白山，王启军，等地下空区探测方法有效性研究 J地质找矿论丛，2003，18(2)：126130 4，of a in D to on 003，41(2)：329(收稿日期20085) 姗 J 1 ， l 1 1 叫辱婪第18卷第2期 2008年6月湖南工程学院学报 0118 008 破碎机齿板应力变形有限元仿真研究肖石光 (湘潭钢铁公司瑞星公司，湖南湘潭411101) 摘要：应用机械结构有限元仿真方法，对颚式破碎机齿板的应力和变形进行了仿真研究，通过对仿真结果的分析，认为齿板应力和变形仿真能够部分反映其真实受力状态关键词：破碎机；齿板；应力；变形；有限元仿真中图分类号：献标识码：A 文章编号：1671119X(22一3 0前言在对颚式破碎机齿板进行应力和变形等方面的有限元仿真分析时，在对齿的受力面施加载荷的过程中，会遇到一个这样的问题，即如何对齿板各个齿的受力面施加载荷?在基于实体模型的零件有限元分析中，载荷和约束的施加是两个非常关键的步骤，对于大多数零件来说，载荷和约束都是比较明确的，在施加过程中不会有太大的困难但在对齿板各个齿的受力面施加载荷时，如果给各个齿的受力面施加相同的载荷，那么这与齿板的真实受力情况相差甚远，其有限元分析不能真实反映齿板的应力和变形情况，研究中也就不能依据有限元分析结果对齿板结构进行修改和优化；如果根据齿板实际受力情况，给不同齿的受力面施加不同的载荷，那么需要用什么样的方法来确定不同齿受力面上的载荷大小呢?通过对不同的载荷施加方法的研究，已经就这个问题进行了解答，本文仅介绍应用确定性力学方法对某型破碎机齿板进行有限元仿真研究 1齿板仿真的基本情况齿板应力和变形的有限元仿真是基于三维实体模型进行的在齿板应力和变形仿真研究中，所应用的有限元分析系统是系统可以直接调用在有限元仿真分析中，单元边界采用曲线形式，面单元采用二次曲面，网格划分采用系统自适应迭代自动划分法，只在应力和变形突变处根据经验进行手动细化处理，这保证既满足网格划分的精度要求，又可以减少单元数量，提高有限元数值计算的速度E 。 2齿板有限元仿真的载荷计算在用确定性的力学方法对齿板进行应力和变形仿真时，通常都假定齿板的各个齿面受到大小相同、方向一致的均布力的作用，不同齿面受力的差异不予考虑3 总破碎力P=f(s，m) (1) 式中：s：破碎机的结构参数； m：矿石的力学参数单个齿面所受载荷的合力大小为F： F-f(P， )n (2) 式中：r：破碎机齿板的结构参数，即齿数各齿受力面所受均布载荷的大小为F： A (3) 式中：A：破碎机齿板的结构参数，即各齿受力面的面积( 根据上面的计算公式和参考文献地计算出齿板受力面上的分布载荷值 3齿板有限元仿真在稿日期：20者简介：肖石光(1955一)，男，工程师，研究方向：机械设计制造，三维建模与有限元仿真第2期肖石光：破碎机齿板应力变形有限元仿真研究 31 后，即可对模型进行载荷加载、约束施加等操作，然后确定齿板材料参数，划分网格，确定网格单元，包括单元边界和面单元的曲面形式，此后便可以对齿板模型进行应力和变形的有限元仿真 31施加载荷和约束在齿板有限元仿真的载荷施加中，齿板共有10 个齿，假定各个齿面受到均布力作用，它们共同均匀地承担全部破碎力仿真分析中的约束条件是，只有齿板底部受到固定约束，齿面受到均布载荷的约束，其它各面不施加约束齿板的材料参数如表1所示仿真分析中总破碎力的大小根据相关计算取 4341588 N，再结合该型破碎机的结构尺寸，可算得齿板受力面均布载荷为20 N向垂直指向齿面实际上所施加的载荷的总值为4，781，720 N，其值比总破碎力计算值大了9 ；但从多次分析的情况来，这不会对有限元分析的最终结果产生明显的影响4材料的许用屈服应力取331 N应力和变形云图的变形系数取5000 齿板有限元分析中的材料数据如表1所示表1 材料数据表材料钢材弹性模量泊松比剪切模量质量密度热膨胀系数 200【30 77492 N85kg113073mmmm2网格划分有限元模型的网格平均尺寸取9005 格的最大允许偏差取15 在分析过程中，由于网格大小和网格偏差的确定都比较合理，有限元网格划分和系统测试都获得成功齿板有限元模型的单元数5050个，节点数9043个网格的实际最大计算偏差是1112，比允许值15 小，所以网格划分是可以接受的 33 应力和变形云图图1、图2分别是基于确定性力学载荷法的齿板应力、变形有限元分析云图，云图颜色分别表示应力和变形的大小；应力和变形的大小都用模型的变形量来表示图1 12高线云图，图2形以齿板变形量即位移的大小来表示，变形与位移成线性关系图中红颜色越深，表示应力和变形越大；蓝颜色越深，表示应力和变形越小；绿颜色表示应力和变形处于两者之间_4 齿板确定性载荷法有限元仿真的应力与位移摘要如表2所示齿板模型的最大应力是5843 N许用屈服应力小得多安全系数达676最大位移只有 001215 小位移为0可见，单从有限元分析结果来看，齿板完全可以做得薄一些，以节省耐磨材料但是，如果结合载荷施加方法和齿板的实际工况，就容易知道，均布载荷没有反应出齿板实际工作中的真实受力状况，齿板实际受力情况是中间小两侧大图111齿板应力有限元仿真云图图222齿板变形有限元仿真云图 32 湖南工程学院学报 2008年从应力和位移云图中可以看出，齿板的应力和位移情况呈波浪式变化，这是由齿板的结构形式所决定的，因为齿板底部有16个140 60 长方形盲孔，参见图这些盲孔使得齿板的重量减轻了，节省了耐磨材料，增加了齿板与齿板座的贴合性，但同时也使得齿板的受力情况变得复杂；另外，齿板两端的开口，使得其附近的应力和变形加剧同时可以看到，云图未能反映出齿板中部破碎力大、两侧破碎力小的齿板基本受力特征尽管齿板模型的最大应力和变形只有5843 N安全系数高达676，但是，当向齿板中部齿的受力面施加最大载荷时，齿板的最大应力和变形到底会怎样变化?基于确定性力学载荷法的有限元分析无法回答这一问题，所以，以此为依据对齿板进行结构修改还缺乏理论根据表2齿板有限元分析摘要表参数数值注释力 037213 N体笛卡曩力 584374 N体笛卡儿坐标平均小位移000000 体笛卡儿坐标幅值最大位移00121501 体笛卡儿坐标幅值 4 结论基于确定性力学载荷法的齿板有限元仿真只能部分仿真齿板的应力变形状况，不能全面而真实地反映出齿板的实际受力情况，如果要优化齿板结构参数、节省耐磨材料，就应该寻求采用非确定性力学载荷法对齿板进行应力和变形分析这方面的研究工作已经初步展开，并且取得了一定的成果，详细情况可参考论文基于非确定性力学方法的齿板应力变形的有限元仿真研究参考文献 1s02u- s 3M2001 算结构力学北京：科学出版社，2001 彩明新型颚式破碎机动态设计研究D北京：北京科技大学，2004 hiO，o，11101，y of of of of of of of 文献资料专业机械设计制造及其自动化学生姓名林元华班级 B 机制 051 学号 0510110112 指导教师孙俊兰文献资料 1 詹旺明，刘世端，耿昊 . 段锤式破碎机的研发与应用，工艺装备， 2007，（ 5） :41 2 丁振斌 . 式破碎机润滑改良，水泥， 2007，（ 10） :67. 3 唐春梅 . 反击式破碎机的发展 2008,(23):33. 4 罗红萍 . 颚式破碎机曲柄摇杆机构的运动学分析 . 维普资讯2007,(5):355 石秀东徐亚栋徐峰黄男男 . 反击式破碎机反击板形状的设计分析 2008， (11):836 刘方明，夏晓鸥 . 惯性圆锥破碎机中液体动压径向滑动轴承的压力仿真 2007， (3)： 777 陈博周三爱 . 辊式破碎机的选择与使用 2008,(10):168 刘忠仁李祖良 . 圆锥破碎机下机架铸造工艺设计 . 机械工人， 2007， (6)：669 王平倪晓峰热单辊破碎机的设计与应用维普资讯， 2007， (7)： 53 10 肖石光 . 破碎机齿板应力变形有限元仿真研究 . 湖南工程学院学报， 2008，(2)： 30 毕业设计任务书课题：压机设计专业机械设计制造及其自动化学生姓名林元华班级 B 机制 051 学号 0510110112 指导教师孙俊兰专业系主任刘道标发放日期 2009 年 2 月 26 日 1 一、设计内容设计一台压机，具体进行压机的总体设计和辊压机压辊部件设计。主要内容有： 1总体设计 1）确定压机总体配置及结构方案。 2）完成压机的总体设计。 3）完成压机的总装图 2 完成压机压辊和机架部件设计。 (a) 辊压机压辊部装图； (b) 辊压机传动系统部装图； (c) 压辊和机架零件图； (d) 其他零件图及有关计算、校核等。二、设计依据 1课题来源：盐城市大志环保科技有限公司 2产品名称：压机 3压辊直径： 1000辊宽： 300中心距： 10156破碎粒度小于 15. 批量：面向客户定制的单件小批量生产。 2 三、设计要求 1设计的压机主要是作为水泥厂水泥粉磨闭路系统中的粉磨设备。其性能要求：破碎粒度小于 15 2设计的辊压机要求操作简便，维修方便，使用寿命长，适应范围广； 3设计图样总量：折合成面在 3 张以上；工具要求：应用计算机软件绘图，要应有三维软件设计的零件。过程要求：装配图需提供手工草图。 4毕业设计说明书见相关要求 5 查阅文献资料 10 篇以上，并有不少于 3000 汉字的外文资料翻译； 6 到相关单位进行毕业实习，撰写不少于 3000 字实习报告； 7 撰写开题报告四、毕业设计物化成果的具体内容及要求 1、毕业设计说明书要求：按教务处毕业设计（论文）格式规范统一编排、打印，字数不少于 1 万字。 1）毕业设计说明书 1 份 2、图纸要求： 1）压机总装图 1 张 2）压机压辊部装图 1 张 3）压机机架零件图 1 张 4）压辊零件图 1 张 5）其它零件图若干张（待指定） 3、外文资料翻译（英译中）要求 1）外文翻译材料中文字不少于 3000 字。 2）内容必须与毕业论文课题相关； 3）所选外文资料应是近 10 年的文章，并标明文章出处。 3 五、毕业设计（论文）进度计划起讫日期工作内容备注 3月 8日 3 月 9 日布置任务 3月 10日 3 月 22 日调查研究，毕业实习 3月 23日 4 月 5 日方案论证，总体设计 4月 6日 4 月 19 日技术设计（部件设计） 4月 20日 5 月 14 日工作设计（零件设计） 5月 15日 5 月 31 日撰写毕业设计说明书 6月 1日 6 月 2 日毕业设计预答辩 6 月 3 日 6 月 9 日修改资料 6 月 10 日 6 月 11 日评阅材料 6 月 12 日 6 月 13 日毕业答辩 6 月 14 日 6 月 15 日材料整理装袋 4 六、主要参考文献： 1. 张佑林 M. 第一版汉工业大学出版社， 1997 2朱昆泉建材机械工程手册 M武汉：武汉理工大学出版社， 2000 3章棣 M. 第一版 . 北京：机械工业出版社， 1998 4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 5. 李朝宗 . 谈涡流选粉设备 J. 水泥工程， 1997， (6)： 246方景光粉磨工艺及设备 M武汉：武汉理工大学出版社， 2002 7陶天全水泥工业粉磨工艺及设备 M武汉：武汉理工大学出版社， 1990 8濮良贵主编机械设计 M（第五版）沈阳：西北工业大学 2002 9许林发 M. 第一版 . 武汉：武汉工业大学出版社， 1997 、下册） M械工业出版社， 2002 七、其他 1三维模型图集一份毕业实习报告一、概述本次生产实习是大四毕业设计的一个重要组成部分，其目的在于通过实习使我们获得基本生产的感性知识，理论联系实际，扩大知识面 ;同时专业实习又是锻炼和培养我们业务能力及素质的重要渠道，培养我们吃苦耐劳的精神，也是我们接触社会、了解产业状况、了解国情的一个重要途径，逐步实现由学生到社会的转变，培养我们初步担任技术工作的能力、初步了解企业管理的基本方法和技能 ;体验企业工作的内容和方法。这些实际知识，对我们学习后面的课程乃至以后的工作，都是十分必要的。二、实习过程我实习的这家厂成立于 2004 年，是一家集产品开发、工模具制造、注塑生产为一体的私营厂商，主要从事各类型的塑胶模具、五金模具的生产并设有多台注塑机为客户提供一条龙服务。模具厂设开发部、技术部、、财务部、物流部、模具生产车间、注塑生产车间等职能部门。现有员工 50 多人，其中管理人员 8 人，工程技术人员 10 人，生产工人 30 余人。模具厂拥有各种机械加工设备 14 台， 50 台，各种辅助生产设备 12 台。年注塑产成品达 800 吨。由于是见习，而且时间有限，所以这段时间我主要是帮帮忙打打下手，有空余时间就了解下模具主要的生产流程，并且了解企业文化 ,企业管理模式 ,工厂概况 ,车间概况 ,主要产品 ,人员组成 ,了解各工段的工作内容 ,熟悉本部门各工序的内容与要求 ,并对本部门模具的结构 ,加工过程以及模具试模的注意事项做一定的阐述 ,对模具工程管理信息化的重要性提出自己的看法 ,在提高模具企业生产率 ,降低成本以及提高品质等方面给出解决方案 ,并结合在实习工程中遇到的一些情况 ,作出自己的解决办法 ,及模具在以后的发展前景。三、实习内容首先说下厂里各部门的职能： (1) 开发部：要了解市场的供需情况，及时开发市场所需但尚缺的产品。根据所要开发的产品项目写成型塑料制件的任务书，通常模具设计任务书是由塑料制件工艺员根据成型塑料制件的任务书提出的。经厂长与各部门商讨后，决定是否开发该模具。如果决定，就会开出开模通知单，之后的生产工作才能顺利展开。在技术部的支援下，模具设计人员以成型塑料制件任务书、模具设计任务书为依据来设计磨具。 (2) 技术部：一个很重要的部门，给予一切工作以技术上的支持。接到了开模通知单后，他们需要收集、分析、消化原始资料，包括收集整理有关制作设计、成型工艺、成型设备、机械加工及特殊加工资料；消化塑料制件图、消化工艺资料，以备设计模具时使用。接着确定成型方法，选择成型设备。最后确定具体的结构方案（包括模具类型和模具类型的主要结构）。 (3) 门：为这部分出来的产品建立完整、严格的质量验收标准。数据加控中心。审核产出来的部分的质量。 (4) 财务部：给予产品开发的资金支持。预计开发项目所需的成本，负责开发过程的资金需求。 (5) 物流部：负责模具的输送，把开发好的成品送到客户手中。 (6) 模具生产车间：顾名思义，当然就是生产模具的地方啦。模具厂一定要有这么一个车间。根据模具设计图、总装图、零件图制造出模具，再进行校对、审图、描图、

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