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毕业设计 图纸 单缸液压破碎机 结构设计

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目 录 摘要及关键词 1 1引言 1 1.1研究现状与发展趋势 1 1.2设计的主要内容 1 2破碎机整体方案设计 1 2.1破碎机的类型 2 2.2基本工作原理 7 2.3各部分功能及功用 8 3零部件的计算 12 3.1传动系统 12 3.2传动轴的设计计算 18 3.3齿轮的计算 18 4 装配实体图 19 5结论 20 参考文献 22 谢辞 24

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1 目 录 摘要及关键词 . 2 1引言 . 2 . 2 . 2 2破碎机整体方案设计 . 错误 !未定义书签。 . 8 . 7 . 8 3零部件的计算 . 错误 !未定义书签。 . 3 的设计计算 . 错误 !未定义书签。 . 错误 !未定义书签。 4 装配实体图 . 错误 !未定义书签。 5结论 . 19 参考文献 . 19 谢辞 . 20 , 2 单缸液压 圆锥破碎机的设计 （ 摘要： 本毕业设计主要是为满足生产需求：给矿宽度： 285(最大给矿尺寸： 240(最大过铁尺寸： 100(；产量： 425210 时吨 / 而研究的。主要进行单缸液压圆锥破碎机的零部件设计与计算，各种工作参数的选择，单缸液压圆锥破碎机的改造等。 使洗碗机的发展更加多元化。 同时利用 软件对洗碗机进行了实体造型，对主要零件绘制了二维图和实体图，使其结构更加形象直观。 关键词：圆锥破碎机；液压；结构设计 1 引言 圆锥破碎机诞生于 20 世纪初叶。弹簧式圆锥破碎机是由美国密尔沃基城西蒙斯 (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，用偏心套驱动动锥旋摆运动，动锥衬板时而靠近 时而离开固定锥衬板，从而使矿岩在破碎腔内不断地遭到挤压和弯曲而破碎。采用大偏心距，低摆频，驱动功率小，破碎产品粒度不均匀，破碎效果差，振动大，弹簧易损坏。用大型螺旋套调整排矿口大小，调整困难，过载保护用弹簧组，可靠性差。多年来，虽经不断改进，结构日趋完善，但其工作原理和基本构造变化不大。 20世纪 40年代末，美国 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。采用液压技术，实现了液压调整排矿口和过载保护，简化了破碎机结构，减轻了重量，提高了使用性能。 由于它靠排料口尺寸大小控制产品粒度，使产品粒度大，目不均匀。对含水、含泥物料易堵塞。 20世纪 5060年代，法国 边单缸液压圆锥破碎机。 20世纪 7080年代，美国 用于中硬物料的第四段破碎，其给料粒度小，偏心距小，破碎力不大。 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 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 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、石料加工厂和建设工程先后又引进了 着我国石料加工厂的发展，中小型圆锥破碎机也取得了进 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 圆锥破碎机；沈阳华杨机械厂推出西蒙斯、旋盘 , 3 式和 上海龙阳机械厂、上海多灵一沃森机械设备有限公司和鞍山矿山机械总厂也都生产中小型圆锥破碎机。目前，我国圆锥破碎机已形成大、中、小型系列，品种规格齐全，基本满足国内需求。但产品的制造质量，材料特别是耐磨材料，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。 2 破碎机整体方案设计 碎机的类型 根据 底部单缸液压圆锥破碎机破碎腔 的型号不同，圆锥破碎机可 分为： (1) 种破碎机是美国 有七种破碎腔用在同一种破碎机上 ,如超细型、细型、中细型、中型、中粗型、粗型和特粗型等。 (2) G 型圆锥破碎机腔型。这种破碎机是美国诺得贝格公司的产品。用于第二段破碎有 4种腔型 ,而用于第三段破碎有 9种腔型。 (3)卡里巴脱 H 型圆锥破碎机腔型。这种破碎机也是德国洪包特伟大格公司的产品。它是一种具有独特结构的底部单缸液压圆锥破碎机 ,该机腔形特点是给料口尺寸很大 ,排料口平行区很短 ,破碎腔高度也比较低 ,破碎腔里存有很厚料层可以实现层压破 碎。 本工作原理 破碎机的电机通过联轴器连接传动轴，传动轴通过花键与圆锥小齿轮联接，小锥齿轮大锥齿轮啮合传递动力，大锥齿轮与轴套组成齿轮轴套设计为一个整体，并且轴套为一个偏心轴套。大锥齿轮轴套（轴套、偏心铜套）组件带动主轴组件（主轴，动锥，动锥衬板）围绕理论的中心线作定点的圆锥运动，同时主轴以主轴的中心线自转。当机器在空转的时候，大锥齿轮轴套与主轴组件一起转动，但当需要破碎的物料进入机器后，在破碎腔进行破碎主轴组件在物料的压力下进行缓慢自转，同时动锥与衬套在破碎腔内来回的摆动。在这个时候，物料由于动 锥与衬套的来回摆动的作用下将物料挤压破碎，实现其功能。 单缸液压通过底部的活塞支撑并且通过其叫动锥托起与下方，起到了调整排矿口的作用。也起到了过铁保护，反复的起落可以有效地防止机器损坏的问题。 底部的单缸液压的首要功能是调节主轴的上下位置，通过改变主轴的上下位置，调节了动锥和定锥衬套之间的距离。从而改变了排矿粒度。与此同时，不同的破碎腔型和不同的偏心套筒也能够相应的改变物料排出的粒度。 3 破碎机的机构设计和参数计算 压圆锥破碎机的参数及其结构 构参数 , 4 1、给料口宽度 B=100、 最大矿口粒度 d=85、破碎锥大端直径 D=1650、生产能力 Q=100200 t/h 5、排矿口调整范围 L=714、机器重量 M=38t 压圆锥破碎机的动锥和偏心套的组成 动锥是圆锥破碎机的主要动力输出部分，动锥受到在底部的压力，矿石挤压时对破碎壁的垂直压力，螺栓对动锥部的整体反向切应力的作用。而齿轮偏心轴套对个机器的偏心运动起到了关键作用。 作业时，传动轴对主轴传送动力，带动动锥部旋转，由于偏心套的存在，时主轴形成了偏心旋转，带动破碎壁对矿石的挤压破碎。 破碎矿石 是会产生大量的粉尘，大量的粉尘的产生会对机器的润滑产生影响，从而影响机器的使用寿命，为了防止粉尘砂石进入破碎机的内部，要对内部的机构进行内部密封设计，设计挡灰板，参见下图。 , 5 图 1 液压圆锥破碎机的动锥和偏心套的组成 1 主轴、 3 钢板、 4 止动环、 5 压帽、 6 注锌层、 7 动锥衬板、 8 动锥、 9 压环、 10密封圈、 11 托环、 12 挡灰块、 13 螺栓和 14 垫圈组成，为破碎机作业时的主要工作部分；偏心套部由： 15 主轴衬套、 16 偏心套、 17 斜键、 18 螺栓、 19 平衡块、 20 螺钉、 21 螺母、 22 开口销 、 23 大齿轮、 24 上盘 计参数的计算 动机的选择 液压圆锥破碎机的给料口宽度 B 为 60大给料度 0给定尺寸，单缸液压圆锥破碎机的需要的功率 N 与很多因素有关，例如：规格（ n、啮角 a、动锥摆动行程 s、偏心距 r、以及破碎机的物理机械性能、粒度特征、破碎齿板表面形状和齿形参数等，都会影响功率消耗。迄今，一些功率计算公式大多属于经验公式的范畴。 我们用应用最广泛的维雅德公式： 中： 圆锥破碎机主电机功率 , 6 （ 安 装 功 率 ） ； B 为 破 碎 机 进 料 口 宽 度 ； 最 大 给 料 粒 度 。 所 以9 6 . 9851 0 00 1 4 选用 电动机，转速为 734r/率 110压 380v。满足功率的前提下，并且转速合适。 表 9 电动机的参数 型号 额定功率 （ 额定电压 (V) 额定电流 (A) 同步转速 （ r/ 效 率 (%) 功率因数额定 转矩 额定电流 重量 （ 价格 55 380 275 1500 92 1000 7400 55 380 283 1000 380 6200 0 380 164 574 350 6100 55 380 291 750 92 440 7800 锥参数的计算 啮角的计算： 中碎圆锥破碎机的啮角要符合下面的公式 ， 分别是动锥和固定锥的锥面倾角 ， 单位为度 矿料与衬板之间的摩擦角度小于 13 动锥的中心线与机器的中心线的夹角，一般取 2 图 2 单缸圆锥破碎机啮角 根据公式，选， 平行带的长度计算： 中碎的平行带长度为 式中 D 为动锥下部最大直径 D=1200入式中得到 L , 7 为 102心距以及动锥摆动行程计算： 首先偏心距要用 r 表示，球面中心为 o，中碎破碎机的偏心距以及动锥的摆动行程根据如图显示的关系可以求出，然后根据这些计算得出 H 和 L 的尺寸（如图三）。 图 3 H 动锥底部到 o 点的高度； L 动锥母线长度； r 动锥中心线在排矿口平面的偏心距； 动锥中心线在排料口平面内的摆动行程 S 动锥下部 边缘上某点的摆动行程 国产的偏心距和动锥摆动行程查表得当 D 为 1200， r 为 31mm，s 为 51计算得 H 为 443L 为 730 锥破碎机的摆动次数 根据工厂经验公式计算圆锥破碎机的摆动次数 代入 D 得 n 为 374r/主轴的摆动次数为 380r/ 产率的计算 根据给出条件，开路破碎物料时，可根据比较实际的经验公式 t/h 物料可碎性系数，查表取 1 破碎比修正系数，查表取 1 单位排料口的生产率，查表取 排料口宽度， 根据条件得知为 25m 45 物料堆密度， 代入公式得出生产物料的密度为 3 碎力的计算 机器是由底部的单缸液压提供破碎力的，所以破碎力要通过液压系统的油压力来确定，可以按一下公式进行计算 d 液压缸活塞直径， m； 动锥锥面倾角， ( )； 动锥中心线与机架中心线间的夹角， ()； , 8 G 动推的重量； 正常破碎物料时，液压缸内油压力或蓄能器的充气压力， 5机器中进入不可破碎物时，动锥的最大破碎力是由高压溢流阀的调定压力 来确定的 ， 它的公式为 其它代号同上 3 零部件的计算 动系统 传动轴安装在主机架上，由电机、传动带及轴构成（如图 7所示）。电机直轴驱动传动带轮带动喷臂旋转，水通过喷臂的喷水孔喷出，从而对餐具进行清洗。 的选择 考虑到电动机（ 定功率 80定转速 574 r ）和每天适时转动的时间等原因，可以根据公式 工况系数， P 为所传递的功率。查表可选取 k ，故 741 ，选择 V 型带（如图 2所示）。 图 2 传动带 轮的选择 （ 1） 初选小带轮（如图 3、 4所示）直径为 001 （ 2）根据公式100060 11d ，即 0 060 7 3 44 0 若带速 离心力过大，使带轮与带轮之间的正压力过小，传动能力弱，易打滑；若带速 v 太低，则要求有效拉力 F 过大，使带的根数过多。对于 V 型带，速度 55 之间，传动能力可以得到充分利用，因 25/ ，故带速合适。 , 9 / 图 3 小带轮工程图 图 4 小带轮 , 10 （ 3）大带轮（如图 5、 6所示）直径根据 d 112 121 2标准值取200 5 大带轮工程图 图 6 大带轮 , 11 心距 a，带长 的确定 带传动的中心距 a 的大小，直接关系到传动尺寸和带在单位时间内的绕转次数。中心距 传动尺寸大，但在单位时间内的绕转次数减小，可增加带的疲劳寿命，同时使包角 1 增大，提高传动能力。 一般中心距0a为 0 0 0 0),(2)(0 2121 即是。由于要让机构紧凑，而且传送的力不大。故0a=700 计算基准长度 22 2100 ，取基准长度 900因为选取基准长 度不同于计算长度，实际中心距 052 )18901900(7002 )( 00 验算小包角 8 4 0 06 0 01 8 0 211 单根 c 1 0 4) 0 0) 0 0 220 作用在轴上的力 F i i 0 922323m a x , 12 图 7 传动系统 轮的设计 轮的计算 齿轮传动是利用两齿轮的轮齿相互啮合传递动力和运动的机械传动。按齿轮轴线的相对位置分平行轴圆柱齿轮传动、相交轴圆锥齿轮传动和交错轴螺旋齿轮传动。具有结构紧凑、效率高、寿命长等特点。齿轮传动是指用主、从动轮轮齿直接、传递运动和动力的装置。在所有的机械传动中，齿轮传动应用最广，可用来传递相对位置不远的两轴之间的运动和动力。齿轮传动的特点是：齿轮传动平稳，传动比精确，工作可靠、效率高、寿命长，使用的功率、速度 和尺寸范围大。例如传递功率可以从很小至几十万千瓦；速度最高可达300m/s；齿轮直径可以从几毫米至二十多米。但是制造齿轮需要有专门的设备，啮合传动会产生噪声。 选择齿形制 形角 20 设计基本参数与条件：齿数比 u=递功率 551 ，主动轴转速 5001 ，采用一班制工作，寿命 20 年（一年以 300 天计）。 , 13 首先要选用锥齿轮，大小齿轮的材料选 45 钢，调制处理软 齿面。大齿轮齿面硬度为 260齿轮的齿面硬度为 220荷平稳，但是其转动的速度比较低，所以选择 8 级精度，取 已知偏心轴的摆动次数为， 同时传动轴的转速为 根据两轴的转速求齿轮的传动比： =表取传动比为 初选齿数为小锥齿轮齿数为 20，大锥齿轮齿数为 50。 根据公式： = 得出 根据公式： 式中 z 为齿数， 为齿顶高系数 ， 查表取系数为 1 代入数据 得出 =表取 m=16 计算分度圆 ： 计算锥距 ： R R=433算齿顶高 ： 算齿根高： 齿顶圆直径计算 齿根圆直径计算 ： 齿根角计算： 顶锥角计算 ： , 14 分度圆齿厚计算： =量齿数： 2 齿宽计算： 根锥角计算： 轮的校核 (1)接触应力的计算 齿面的接触应力计算公式为： 2211 计算齿轮的载荷系数： 因为电动机驱动，载荷平稳，所以取 1平均分度圆直径： Rm = = 平均分度圆圆周速度： 60000 11 60000 =按如下公式计算 0 0 1 zv K ； 按以下公式计算 , 15 查表可取 K ； 查表取 K A 弹性的系数取： Z 节点区域系数： c =入公式（ 计算得： = 200 （ 2）接触疲劳强度的许用应力； 许用接触应力的计算公式为： m 要确定公式中的系数数值根据标准小齿轮接触疲劳强度极限为 70 最小安全系数，取 1 （ 3）应力循环系数计算： 1 60 243655132060 , 16 （ 4）解除疲劳寿命系数计算： 计算工作的硬化系数可以按照 : 0 0 1 Z W 计算润滑油膜影响系数 : 85.0代入上述的，计算得： m 0 =于 M P a 7 ，所以安全。 (5)校核齿根弯曲疲劳强度 齿根应力的计算： 由弯曲应力计算公式计算： 确定公式内的各计算数值，根据标准 代入计算公式，计算得 : 计算得 为 根许用应力计算公式，即 i （ 确定公式中个系数的具体数值 , 17 计算弯曲疲劳极限 20 计算齿轮的应力修正系数 计算弯曲强度的最小安全系数 计算弯曲疲劳寿命系数 计算弯曲疲劳尺寸系数 Y 计算得： m i 300 =为算出 M P a 7 11 ，在许用范围之内，所以符合 要求。 锥齿轮受力分析 （ 1）小锥齿轮齿宽中点直径，分度圆压力角， 小锥齿轮分锥角 。 （ 2）圆周力。 （ 3）径向力。 （ 4）轴向力。 大锥齿轮受力分析 （ 1）圆周力。 （ 2）径向力。 （ 3）轴向力。 的设计 由轴的扭转 3条件 得轴的直径 30333 5 00 0 5 00 0 0 d ，式中， 30 。对于空心轴，则 3 40 )1( n 中，即空心轴的内径 1d 与外径 d 之比，通常取 = , 18 即 06 0 5 0 0 0 0 33 。 对于直径 00 的轴，有一个键槽时，轴径增大 %7%5 。然后圆整为标准值 为 轴的转速及功率计算： 由于电动机输出功率 1101 P 计算轴 2的输出功率为 25 5 2 各级转速 3901 ，发动机与轴 2的传动比为 i m 9 0/212 根据轴向定位的要求轴的 需要与大带轮通过键连接，取 0 ，再由大带轮尺寸得出 直径 B 25 。轴根据轴套长度及配合尺寸，取 长度为 需要根据喷臂底端尺寸取 0。轴端倒角 452 ，各轴肩半径 轴的结构如图 8、 9 所示。 图 8 轴结构简图 , 19 图 9 轴 3 喷臂结构图 5 结论 本文的研究课题是家用超声波洗碗机的整体结构设计。该款家用超声波洗碗机具有结构简单紧凑、操作方便、性能可靠、制造成本低等特点。与传统的洗碗机相比，喷臂位置由上部改为底部，能对餐具进行更全方位的清洗，提高了 清洗的质量。但清洗档位选择较少，不能满足多种需求清洗残余的食物垃圾必须手动清理，不能完全自动化完成并且餐具清洗完毕后，没有消毒功能，使用者必须另外购置消毒碗柜，无形中增加了成本花费。 参考文献： 1 孙嘉燕，李保红，王述洋 J2012（ 3）：137 141