圆锥式破碎机设计说明书论文

济南大学毕业设计- 1 -目录目录 .11 前言 .31.1 引言 .31.2 历史发展 .32 总体设计方案 .52.1 圆锥破碎机的分类 .52.2 圆锥破碎机的工作原理 .62.3 圆锥破碎机的结构分析 .72.3.1 主轴结构 .72.3.2 偏心轴套 .72.3.3 传动机构 .82.3.4 动锥 .92.3.5 定锥 .102.3.6 破碎腔 .102.3.7 保险装置 .112.3.8 料口调整装置 .112.3.9 机架 .11.122.3.10 浮动衬板、球面铜瓦、球面钢瓦 .123 圆锥破碎机主要参数计算 .143.1 结构参数选择与计算 .143.1.1 分矿盘与接矿漏斗 .143.1.2 给矿口与排矿口宽度 .143.1.3 啮角 .143.1.4 偏心距、动锥摆动行程 .153.1.5 破碎腔的平行区 .163.2 圆锥破碎机性能参数计算 .163.2.1 动锥转速 .163.2.2 功率 .183.2.3 生产能力 .183.2.4 破碎力 .213.3 传动装置的计算 .223.3.1 主电机的选择及传动比的分配 .223.3.2 带轮的选择 .223.3.3 锥齿轮的校验 .254 结 论 .27济南大学毕业设计- 2 -参 考 文 献 .28济南大学毕业设计- 3 -1 前言1.1 引言随着社会的进步，原材料消耗的不断增加，导致富矿资源日益枯竭，矿石品位日趋贫化。在我国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，其关键问题是于降低破碎产品的最终粒度。圆锥式破碎机的生产效率高，排料粒度小而均匀，可将矿料从 350mm 破碎到 10mm 以下不同级别的颗粒，可以满足入磨粒度的需要，是金属矿山选矿厂的主要破碎设备。圆锥式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，各学科间的相互渗透，各行业间的相互交流，广泛使用新结构、新材料、新工艺，圆锥式破碎机正向着大型、高效、可靠、节能、降耗和自动化方向发展。1.2 历史发展圆锥破碎机诞生于 20 世纪初。弹簧式圆锥破碎机是由美国密尔沃基城西蒙斯（Symons）兄弟二人研制的，故称之为西蒙斯圆锥破碎机。其结构为主轴插入偏心套，用偏心套驱动动锥衬板，从而使矿料在破碎腔内不断地遭到挤压和弯曲而破碎。破碎效果差，振动大，弹簧易损坏是其最大的缺点。用大型螺旋套调整排矿口大小，调整过程较困难，过载保护装置使用弹簧组过载保护，可靠性较差。多年来，虽对其不断改进，效果日趋完善，但其工作原理和基本构造变化不大。20 世纪 40 年代末，美国 Allis Chalmers 公司首先推出底部单缸液压圆锥破碎机，是在旋回式破碎机基础上发展起来的陡锥破碎机。该机采用液压技术，实现了液压调整排矿口和过载保护的功能，简化了破碎机的结构，减轻了重量，提高了破碎机的使用性能。20 世纪 50、60 年代，法国 Dragon 公司的子公司 Babbitless 公司和日本神户制钢有限公司等推出上部单缸、周边单缸液压圆锥破碎机。20 世纪 70、80 年代，美国 Allis Chalmers 公司在底部单缸液压圆锥破碎机的基础上推出高能液压圆锥破碎机；Nordberg 公司推出旋盘式圆锥破碎机，适用于中硬物料的破碎，但其给料粒度小，偏心距小，破碎力也不大。之后，相继又推出超重型短头圆锥破碎机。该机加大了功率，强化了弹簧，并采用合金钢机架，但增加了制造成本。为此，该公司又推出了 Omni 型圆锥破碎机。Babbitless 公司推出BS704UF 型超细圆锥破碎机，它采用滚动轴承替代偏心套，由电动机、皮带传动带动动锥摆动，顶部采用单缸液压缸装置来调整排矿口和实现过载保护。20 世纪 90 年代以来，美国 Nordberg 公司推出新一代 HP 系列圆锥破碎机；瑞典 Svedala 公司推出新的 H 系列圆锥破碎机；俄罗斯乌拉尔机械研究院和米哈诺贝尔研究设计院开发出新型短头圆锥破碎机，破碎机分上、下两部分，上腔按料层原理破碎物料，下腔为平行区。应用表明：细级别含量较一般圆锥式破碎机提高 5%-10%，衬板金属消耗降低 20%。20 世纪 50 年代初期，国内圆锥破碎机在仿原苏联的 2100 和 1650 弹簧圆锥破碎机的基础上，开发了 1200 和 2200 型弹簧圆锥破碎机。在 20 世纪 70 年代开发了济南大学毕业设计- 4 -1200、1750、2200 多缸液压圆锥破碎机和 1200、1650、2200 底部单缸液压圆锥破碎机。20 世纪 80 年代，沈阳重型机器厂从美国 Nordberg 公司引进西蒙斯和旋盘式圆锥破碎机设计制造技术，并合作生产该系列圆锥破碎机。20 世纪 90 年代以来，国内一些矿山、石料加工厂先后又引进了 HP 系列圆锥破碎机、G 型圆锥破碎机和Omni 型圆锥破碎机，均取得了良好应用效果。北京矿冶研究院于 1993 年与俄罗斯圣彼得堡工程科学院合作成立中外合资北京凯特破碎机有限公司。桂林冶金机械厂与圣彼得堡工程科学院共同创办了中俄合资桂林湟新技术开发有限公司生产惯性圆锥破碎机。洛阳矿山机械工程设计研究院开发简化结构的惯性圆锥破碎机，东北大学也在研究振动破碎机。随着我国石料加工厂的发展，中小型圆锥破碎机也取得较快的发展。上海建设路桥机械设备有限公司与日本神户制钢有限公司合作生产 AF 型圆锥式破碎机；沈阳华杨机械厂推出西蒙斯、旋盘式和 HP 系列圆锥式破碎机；上海龙阳机械厂、上海多灵-沃森机械设备有限公司和鞍山矿山机械总厂也都能生产中小型圆锥式破碎机。目前，我国圆锥式破碎机拥有大、中、小型各系列，品种规格齐全的破碎机，基本满足了国内需求，但产品的制造质量，特别是耐磨材料，以及使用可靠性等方面与国外同类产品尚有差距，有待进一步研究、改进。济南大学毕业设计- 5 -2 总体设计方案2.1 圆锥破碎机的分类圆锥破碎机是利用正立和倒立的两个圆锥之间的间隙进行物料破碎的， 由于整个破碎过程，其破碎力是脉动的,且在破碎过程中有时还会混有不可破碎的物质,如铁块等,故圆锥破碎机必须设计保险装置,以排除不可破碎的物质,起到保护机器的作用, 而根据保险装置的性质的不同,可分为装有机械弹簧装置的弹簧式圆锥破碎机和装有液压弹簧装置(即保险缸装置)的液压圆锥破碎机。液压圆锥破碎机根据排料口调整方式和主轴安装方式的不同,可分为主轴固定式（图 1）和主轴浮动式(图 2)两类。主轴固定式圆锥破碎机的排矿口调整是通过定锥螺旋旋动致使定锥轧臼壁上下移动来调整的,该调整方式的好处是排矿口容易锁紧。由于主轴固定式圆锥破碎机的主轴短而粗，固定地插在机架中，故其承载能力大;主轴浮动式圆锥破碎机的排矿口调整是通过主轴上下浮动调整排矿口,其不足是排矿口在破碎硬矿时很难锁紧。主轴浮动式圆锥破碎机又可分为单缸液压圆锥破碎机和多缸液压圆锥破碎机，其区别在于排料调整方式不同。单缸液压圆锥破碎机是通过主轴上下浮动来调整破碎圆锥部，使破碎壁上下移动，从而调整排料口，而多缸液压圆锥破碎机是通过定锥螺旋旋动致使定锥轧臼壁上下移动来调整排矿口，但其与主轴固定式圆锥破碎机的区别在于，多缸液压圆锥破碎机的主轴是插在偏心套衬套中的，即主轴是活动的。济南大学毕业设计- 6 -2.2 圆锥破碎机的工作原理以主轴固定式圆锥破碎机为例，其主要破碎部件是定锥和动锥，定锥主要由调整套和定锥衬板组成。除此还包括机架、传动部、偏心套、保险缸、润滑液压部、电控部等零部件。主轴固定式圆锥破碎机的工作原理 如下：主轴固定式圆锥破碎1机的工作机构由镶嵌衬板的动锥和定锥组成。圆锥破碎机运转过程中,由于动锥与定锥的接近和离开,造成破碎腔中的物料被粉碎,并在自重的作用下下落,排出破碎腔。主轴固定式圆锥破碎机动锥的上腔支撑在固定主轴上端的球面钢瓦上,动锥的下腔套济南大学毕业设计- 7 -在偏心套外面,其运动由偏心套来带动。当偏心套绕主轴旋转时,动锥不仅随偏心套绕机器的中心线作旋转运动, 而且还绕自己的轴线旋转。动锥的轴线与主轴中心线相交于一点,即球面中心点 ,其夹角为进动角 。主轴固定式圆锥破碎机在空载运O转时, 动锥自转是由球面钢瓦给动锥的摩擦力矩 和偏心套给动锥的摩擦力 的MgMp数值来决定的, 哪个力矩大,则动锥就依此力矩的方向转动。正常情况下, 动锥都是顺着偏心套回转方向自转的, 自转速度取决于两个力矩的差值。主轴固定式圆锥破碎机在球面钢瓦和动锥下衬套之间,增加了动锥上衬套,用来控制动锥的自转。在有负载运转情形下, 矿石对动锥锥面的摩擦力矩远超过偏心套对动锥产生的摩擦力矩, 此时动锥以其母线为瞬时轴, 沿料层作与偏心套回转方向相反的滚动。动锥的这种自转运动,可以使产品的粒度均匀,使动锥的衬板磨损均匀。2.3 圆锥破碎机的结构分析2.3.1 主轴结构圆锥破碎机主轴 是一个非常重要的零件。圆锥破碎机断轴事故在生产现场常2有发生，主要是由于工作条件恶劣，受到的冲击载荷过大，以及由于主轴和锥体配合安装不当，产生过大的应力集中、使用不当等原因造成。圆锥破碎机主轴结构有三种型式:1）与锥体采用圆柱面配合的阶梯轴；2）与锥体采用圆柱面配合的无阶梯轴；3）与锥体采用锥面配合的主轴。从主轴结构对比和主轴断裂、受力情况分析可知，阶梯轴在不同直径截面处易产生应力集中，而锥形主轴和无阶梯轴，其截面只是主轴与锥面配合，下部仅有一次变化。锥面配合时适当减小配合面过盈量，可以减小应力集中的情况，因为在破碎过程中，破碎力对配合面有不断地楔紧作用。但锥面配合方式，其轴向安装定位准确程度较差。设计主轴结构时应特别注意以下几点：1)加大不同截面的过度圆角，减少应力集中；2）采用较大的卸荷槽；3）采用适当的配合形式和适度的过盈量；4）保证主轴的加工精度。由于本设计的 HP 系列圆锥破碎机为主轴固定式圆锥破碎机，可选用第三种主轴型式，通过锥面配合直接插在底座中。济南大学毕业设计- 8 -2.3.2 偏心轴套偏心轴套一般为圆柱形，起内孔为上大下小的锥形孔，但 HP 系列的圆锥破碎机，其偏心轴套的内孔为圆柱形而外部是上小下大的截锥形柱体。在偏心轴套上装配有配重组件，并用螺栓进行固定, 配重组件内灌铅并用耐磨衬板进行保护，下部安装大锥齿轮; 偏心轴套内孔紧配合安装高铅青铜衬套,并用螺钉进行固定。偏心轴套的支承方式一般都采用由止推片组成的平面止推滑动轴承进行支承。2.3.3 传动机构一般都是由水平轴 经小锥齿轮驱动装有大锥齿轮的偏心轴套，由偏心轴套543、带动动锥运转。锥齿轮有直齿和弧齿两种，在圆锥破碎机中选择弧齿锥齿轮较好。圆锥破碎机采用直齿锥齿轮副来改变传动方向时，其承压能力较低、噪声较大、重济南大学毕业设计- 9 -合度较低，为了满足强度要求，锥齿轮的模数往往会取得较大，从而使齿轮体积及其相应配件都较大，不利于重量的减轻，且在装配过程中存在误差，容易产生偏载，对齿轮受力不利；采用弧齿锥齿轮副来改变传动方向时，由于弧齿锥齿轮的齿线是一段圆弧，其承载能力高、运转平稳、噪声也低，且由于齿面呈局部接触，故装配误差对偏载能力影响不大。由于弧齿锥齿轮的重合度大，强度得到大大的增高，模数也可以取得小一些，这样相应件尺寸也随之变小，有利于整机重量的减轻，但由于弧齿锥齿轮齿轮副侧隙对齿轮传动的平稳性、冲击、振动都有很大的影响，因此其侧隙调整很重要。间隙太大，会产生噪声、振动；间隙太小，会加剧轮齿磨损，可能出现齿轮咬死，甚至断齿的现象。因此，其间隙必须调整合适。一般采用调整垫片进行调整，即通过改变齿轮的轴向位移来改变侧隙，在实际生产过程中一般采用厚薄不一的调整垫片来调整。液压圆锥破碎机水平轴组件的润滑是一个独立的系统，该密封系统前后端均采用类似的密封方式，主要由前后端密封盖、骨架油封、间隔套组成。2.3.4 动锥动锥外部安装有用高锰钢制成的动锥衬板,动锥与衬板之间的空隙用环氧树脂代替锌灌填。动锥的支承方式都是采用球面轴承支承。液压圆锥破碎机是靠装在液压缸活塞上面的球面轴承支承，并在主轴顶部横梁中心设有轴承座套，使动锥主轴构成一个两支点梁。但对于 HP 系列破碎机，动锥球面是装在动锥内部的，动锥下部紧配合安装球面钢瓦，球面钢瓦坐落在安装在主轴套筒内的球面铜瓦之上。动锥上部装有锤头，采用过盈配合的方式进行固定；动锥内腔安装上、下高铅青铜衬套。圆锥破碎机在工作时运转部件需满足良好的润滑条件和密封条件，因而在动锥与偏心套之间采用 TU 密封装置 进行密封。6济南大学毕业设计- 10 -2.3.5 定锥定锥内腔装有定锥衬板, 定锥衬板用高锰钢制成, 定锥与衬板之间的空隙用环氧树脂进行灌填；定锥外部为梯形螺纹，可与调节环相配合；定锥上部安装给料料斗。2.3.6 破碎腔“多碎少磨，效率显著”是圆锥破碎机发展的一种趋势，因而破碎腔 的10987、济南大学毕业设计- 11 -腔形设计至关重要。破碎腔的形状和尺寸对于圆锥破碎机的生产能力、动力消耗、衬板磨损、产品细度及形状起着决定性的作用。根据物料的破碎过程，破碎腔的形状和尺寸应该满足以下几点要求：(1)在单位时间内,进入破碎腔的物料不应多于能够破碎和排出的物料，这样可以防止机器超载和堵塞；(2)物料应均匀地分布在破碎腔内，这样可以保证机器负荷均匀,运转平稳,衬板磨损均匀；(3)破碎后的物料应该能够畅通地从破碎腔内排出，这样可以提高破碎的效率；(4)破碎腔的下部应设有平行区，这样可以保证产品的细度。2.3.7 保险装置圆锥破碎机的保险装置可分为弹簧保险装置和液压保险装置两种。就其保险效果来说，液压保险装置是无与伦比的，故本设计采用液压保险装置。2.3.8 料口调整装置排料口调整装置 有机械式和液压式两种型式，但液压调整装置效果更好一12、济南大学毕业设计- 12 -些，应用也更广泛。本设计采用用液压马达代替液压缸的方式来调整排料口。液压马达传动小齿轮，小齿轮带动调节帽上的大齿轮转动，从而使定锥转动,以达到调节定锥衬板与动锥衬板之间的间隙的作用。2.3.9 机架机架是零部件安装的基础，因而在设计时，必须保证其有一定的刚度，强度以及精确的几何尺寸，这才能保证各零部件的正常运转，使圆锥破碎机达到设计时的要求。圆锥破碎机主机架的下机架是用铸钢材料铸造而成，上机架由焊接而成。在保证强度、刚度的条件下，应尽量减轻其重量，以满足经济性要求。2.3.10 浮动衬板、球面铜瓦、球面钢瓦浮动衬板与主轴的配合方式为过盈配合，与球面铜瓦的配合方式为间隙配合，并用销对三者进行定位。浮动衬板、球面铜瓦的中心均有油孔，可使润滑油通过浮动衬板和球面铜瓦到达球面钢瓦，起到润滑的作用。济南大学毕业设计- 13 -浮动衬板全剖图球面铜瓦全剖图球面钢瓦全剖图济南大学毕业设计- 14 -3 圆锥破碎机主要参数计算3.1 结构参数选择与计算3.1.1 分矿盘与接矿漏斗矿料从分矿盘落下时，不能直接落入给矿口中，这样容易砸碎动锥衬板，应该使其落在接矿漏斗上。分矿盘的高度，从它的顶面到动锥球面中心的距离，一般为400-650mm。故本设计中分矿盘到动锥球面中心的距离取 500mm。接矿漏斗的锥角应满足下述要求：矿料落在接矿漏斗斜面上后，能沿斜面顺利地滑到动锥上部的衬板上，其下滑的速度足够使其越过张开的给矿口，然后调整方向缓慢地滑向给矿口。3.1.2 给矿口与排矿口宽度圆锥破碎机给矿口的宽度 B，表示动锥接近定锥时，两锥体的上端距离。排矿口宽度 ，表示动锥靠近定锥时，两锥体下端的距离。 和 的选择与给矿和排矿b Bb粒度有关，一般情况下， 。给矿粒度 根据选矿流程决定，排max25.1、Dmax矿口宽度 取决于所要求的产品粒度。对于每一种破碎机， 值都有一定的范围，以供破碎各种硬度矿石的需要。对于不同硬度的矿石，其排矿的过大颗粒系数（ 是产品的最大颗粒）不同。对中碎机来说，破碎硬矿时bdK/maxax、中硬矿石 、软矿石 。、3.0822.K6.1K本设计的圆锥破碎机的给矿粒度 ， ， 取 2,mD80axd5axK代入上式得：B125.1maxKdb3.1.3 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地咬住矿石，不许济南大学毕业设计- 15 -向上滑动。给料口处的啮角，必须小于矿石与定锥衬板以及矿石与动锥衬板的摩擦角之和。啮角可按下式计算： 式中， “+”号用于计算开口边啮角；010“-”号用于计算闭口边啮角。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。通常啮角为 ， 。231026max3.1.4 偏心距、动锥摆动行程偏心距也叫偏心半径，用 表示。偏心距的大小，从球面中心 O 点到各不同水e平面都不同，一般所谓的偏心距指排矿口平面内的动锥锥线的摆动距离，动锥转一周，整个摆动距离为 。2选择偏心距大小时的原则是满足动锥在给矿口的行程能足够压碎矿石。适当减小偏心距，破碎机生产率会降低，但产品中小于排矿口尺寸的物料含量、有效生产率会增加，所以偏心轴套锥孔的偏心量是可调的，这样可以根据矿石物理性能和矿块尺寸的不同来调整合适的偏心距。偏心度 的大小是由偏心距和球面中心点到偏心距平面的距离所决定的。如图03.1 所示，闭边排矿口 ,动锥摆动行程 ,开边排矿口 。21Ab32AS310ASb相当于以 O 为圆心，以 为半径的圆弧。根据 与 之间的夹角为 ，32A O302则动锥摆动行程近似为（3-180/2Ls1）济南大学毕业设计- 16 -图 3.1 动锥摆动行程与偏心距由图 3.1 知，（3-sin5.0e2）此外，还可按经验式求偏心距，（3-ta.0De3） 式中 D动锥底部直径，其它符号同前。将 ， ， 代入式 3-1、3-2 和 3-3 中得：m70205mL4950cos27ss 318/14.38/0e2in5in.D50tat70.ta5.0 3.1.5 破碎腔的平行区破碎腔的的平行区又叫平行带。为了保证破碎后的物料达到一定细度和均匀度，圆锥破碎机在破碎腔下部有一段平行区。若平行区过长，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，使破碎的物料粒度更加不均匀。从受力情况来说，平行区减短使破碎力下移，能改善主轴的受力情况，但平行区过短，会导致产品中的合格品含量下降。平行带长度 ，可根据动锥摆动次数以及底锥角和摆动行程等计算。其原则l是：对中碎机，保证矿石在平行区里被压碎 12 次；对细碎机，保证矿石在平行区里被压碎 23 次。平行带长度也可根据动锥底部直径计算。对于中碎机： （3-Dl8.04）对于细碎机： （3-l、1.645）将 代入式 3-4 得:mD70 mDl56078.0.济南大学毕业设计- 17 -3.2 圆锥破碎机性能参数计算3.2.1 动锥转速 动锥的转速即偏心轴套的转速，为了保证破碎后物料粒度的均匀性，使泄出的物料的尺寸都小于出料口宽度，工作时应该使每块物料在平行带上都能够受到至少一次的破碎作用，即物料经过平行带的时间应不少于动锥偏转一次所需的时间。由于内锥母线的倾斜角较小，接近出料口处，定锥与动锥之间又有一平行带（见图 3.1） ，所以物料泄下时，是沿着动锥斜面滑下。因此不免要受到动锥斜面摩擦阻力以及动锥偏转和自转的离心惯性力的影响。因离心惯性力较小，故可忽略不计。由于摩擦阻力的作用，物料沿动锥斜面下滑时的加速度 必小于重力加速度 。ag物料在锥体上的运动可看作物料在斜面上的运动，如图 3.2 所示。设物料重力为 ，动锥底部倾角为 ，则与斜面垂直方向的分力为 ，沿斜面方向的分力GcosG为 。故物料沿斜面下滑的力sin sinagF即 coif式中 表示物料与锥面间的摩擦系数，一般取 。f 35.0设平行带长度为 ，物料从平行带的起点滑下时，初速度为零，则物料通过平行l带的时间 可按下式求出：tcossin21fgtatlilt设动锥的转速为 ，则每转所需的时间为nmi/rnt60s济南大学毕业设计- 18 -为了使泄出的物料的尺寸都小于破碎机的排料口宽度 （如图 3.3） ，就必须使b物料通过平行带的时间 小于或等于动锥每转所需的时间 ，即 ，则t tt（3-lfncossi13min/r6）为了简化计算，常用下述经验公式来估算：（3-、6d340nin/r7）式中 表示动锥锥底的直径， 。dm将 ， ， 带入式 3-6 和 3-7 中得：ml35.0035.f16535.0cossin1cossin1 l min/r根据估算公式可知 ，故动锥转速可取 238 。23847in/r3.2.2 功率圆锥破碎机的功率计算方法，与鄂式破碎机相似。也可以根据体积理论来估算。粉碎功同受压矿料的体积成正比，即动锥表面积 与动锥平均偏心距 的乘积成正Fmr比。故功率消耗：（3-nrNm7.9kw8）式中 表示动锥的表面积 ；F2济南大学毕业设计- 19 -表示动锥中部的摆动偏心距 ；mr m表示动锥的转速 。in/r考虑到应该有 的备用功率，破碎机的电动机功率：%50（3-nFrNm6.14kw9）电动机功率还可用下述的经验公式估算：KDm285k式中 表示动锥下端的最大直径 ；D为修正系数，当进料口宽度 时，取 ；KB90、70.1时，取 ； 时，取 。mB12091.0585.将 ， ， ， ， 分别带入式 3-925.Fmrin/rmD.K得： kwFN623805.27.9. nrm96143.2.3 生产能力 生产能力指在一定的给料粒度和排料粒度条件下，单位时间破碎机所处理的物料量，单位是 或 。ht/3济南大学毕业设计- 20 -如图 3.4 所示，求生产能力的理论计算式，是根据动锥摆动一次，从破碎腔排出的物料的体积求得。clDbV式中 表示物料被压缩时料层厚度 ；bm表示动锥摆动一次物料的位移 ；l表示物料压缩层平均直径 。cD物料压缩层厚等于破碎机闭口边两锥面间的距离，动锥摆动一次物料的位移，可根据动锥实际摆动次数求得的时间与平行区物料下落排出时间相等计算。物料压缩层平均直径近似认为 （ 为动锥底部直径） ，故求得生产率 的DC Q计算公式：（3-rlbnrVQC186010）式中 表示物料堆密度， ；r 3/.1mtr表示动锥每分钟摆动次数 ；nin表示松散系数， 。、0.75实际上，影响生产能力的因素很多，如物料性质（可碎性、松散密度、含水率与泥质含量、粒度特性等） 、破碎腔形状及尺寸、操作条件（给矿是否均匀，预先筛，济南大学毕业设计- 21 -检查筛分，运输机械的协调工作，破碎比的大小等）等。故求实际生产能力时，需对式 3-10 加以修正，得：（3-KtrlDbnQQC1811）式中 表示物料硬度系数，对中硬物料 ，对坚硬物料 ，对软物QK175.0Q；1表示给料粒度系数，见表 3-1。t表 3-1 粒度系数 tK筛 分 给料公称粒度 粒度系数B8.00.165预先筛分 3. .B800165. .2B4.03.1无预先筛分 354注： 为给料口宽度。B除用理论计算生产能力外 ，常根据破碎机试验结果，总结出比较符合实际的经验式。根据排料口尺寸与生产能力有正比例关系的经验求生产能力：（3-6.102bqKQ12）式中 表示闭路时平均给料粒度系数，中型或短头型破碎机，一般按 1.151.4K选取（硬矿石取小值，软矿石取大值） ；济南大学毕业设计- 22 -表示矿石可碎性系数，见表 3-2；1K表示粒度或破碎比修正系数，见表 3-3；2表示单位排料口宽度的生产率，取 ；oq mht/5.1表示矿石的松散密度 ；3/mt表示排矿口宽度 。b表 6-2 矿石可碎性系数矿石抗压强度 MPabc/普氏系数 tK160200 1620 0.90.9580160 816 1.0800 8 1.11.2表 6-3 中细碎破碎机破碎比修正系数标准型或中型破碎机 短头型破碎机Bb/ 2KBb/ 2K0.6 0.900.98 0.4 0.90.940.55 0.921.0 0.25 1.01.050.4 0.961.06 0.15 1.061.120.35 1.01.1 0.076 1.141.20将 ，min/238r， ， ， ， ， ， 代入6.0b05.ml6.0Dc7.03/6.1mtr1QK0.t式 3-11 得： htKtrlbnQQC/239.183.2.4 破碎力破碎力是破碎机零部件的强度计算的基础。因此，合理计算破碎力是决定零部济南大学毕业设计- 23 -件尺寸的重要因素。液压圆锥破碎机的破碎力，可根据液压系统的液压力确定。液压圆锥破碎机的破碎力按下式计算： 021cos785.GpDF式中 表示液压缸柱塞的直径（ ） ；1Dm表示正常碎矿时，液压缸液压力或蓄能器的充气压力（ ） ，一般 p 2/mN；26/105mN表示动锥的重量（ ） ；GN表示动锥底锥角（） ；表示进动角（） 。0液压圆锥破碎机的最大破碎力，可根据蓄能器最大压缩比 来表示。maxi设破碎腔落入非破碎物后，动锥的垂直下降高度为 ，蓄能器活塞上升的高度1h为 ；由于系统中的液体是不可压缩的，因此2h1212/hDh3.3 传动装置的计算3.3.1 主电机的选择及传动比的分配根据电机的计算功率，圆锥破碎机的工作环境等条件，可选择 Y315S-8 型电动机，其功率为 90 ，转速为 720 。传动装置的总传动比： ，考kwmin/r 03.287wmni虑到破碎机内部结构尺寸，取齿轮传动比 ，则带传动比 。2i 5.1/.31i济南大学毕业设计- 24 -3.3.2 带轮的选择1.确定计算功率 dp从机械设计手册表 14.1-55 中查得工作情况系数 ，故3.1AKkwPKAd17903.2.选择 V 带的带型根据 、 由图 14.1-2 和 14.1-3 选用 SPB 型。cap1n3.确定带轮的基准直径 ，并验算带速 。dv初选小带轮的基准直径 。由表 14.1-18 和表 14.1-19，取小带轮的基准直径1。md3511）验算带速 v5.271064835.106ndpmin/r因为 ，故带速合适。5/3/msvs2）计算大带轮的基准直径 52)0.1(35.)1(2 di查表 14.1-18，圆整后 。02m4.确定 V 带的中心距 和基准长度adL1）根据式 ，初定中心距 900 。)()(7.021021d m2）计算带所需的基准长度 31984202210 adaLdd由表 14.1-9 选带的基准长度 =3550L3）计算实际中心距 184923918020 da m4）验算小带轮上的包角 1 075.53.5781d5.计算带的根数 z济南大学毕业设计- 25 -由 、 ， 查表 14.1-17（j）得：md351in/7201rn5.162pkw查表 14.1-13 和 14.1-16 得： ，9.KL由公式求得： 91.061271 Ldpz6.带轮的结构尺寸设计查表 14.1-20 知： ， ， ， ， ，mf12e9mfezB1762ha4mf10， ，38hdaa5382bd由于 ，故带轮的结构形式为轮辐式，其结构数据如下：md0120621dm48990331anzph10.12hm济南大学毕业设计- 26 -41.04.1hbm328.1204.01hf16832.2f m0dL3.3.3 锥齿轮的校验齿根弯曲疲劳强度计算公式：（3-FRSaFtFbmYK5.0113）取 ，301z623012iz估算圆周速度 ，取锥齿轮的精度为 8 级精度。sv/查表得：齿轮的使用系数 ，动载系数 ，齿间载荷分配系数75.1AK25.1VK， ，故载荷系数为：148.HK16.F 93.6.48.2.FHVA小锥齿轮转速： 05.17inwmin/r转矩: 6661 107.48905.9PT mN锥齿轮的当量齿数： 2cos331zV85760332zV查表得：齿形系数 ，应力校正系数 ，38.2FaY.1SaY6.0R230612zu济南大学毕业设计- 27 -1626.0382111 umzRbRm3.22R157806.5187925.011 zmTdFRt N9.22Rt将以上数据代入式 3-13 得： 156.051867329.5.01RSaFtFmbYK MPa8.7.2.2RSaFtF查图得：小锥齿轮的弯曲疲劳强度极限 ；大锥齿轮的弯曲疲劳501FEPa强度极限 ；弯曲疲劳寿命系数 ，3802FEMPa8.NK8.02FN734.181SKFENF M6.022 Pa因为 , ,所以所选锥齿轮满足要求。1F2F济南大学毕业设计- 28 -4 结 论本次设计针对以往液压圆锥破碎机的一些缺点进行了改进，使其结构更加的完善。例如：液压圆锥破碎机水平传动轴架的联接方式。以往水平传动轴架与机架的联接方式均采用盲孔螺纹联接，但这种联接方式存在不小的弊端，联接螺栓很容易产生松动并拉毛机架上的盲孔，从而使盲孔失去作用，影响正常的生产，故在本设计中特意将盲孔螺纹联接改为螺栓螺母联