锤式破碎机设计（全套CAD图+设计说明书+翻译）
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锤式破碎机设计
摘要
锤式破碎机大量应用于选矿厂、煤厂、水泥厂、电厂等各个部门，所以，它的设计有着广泛的前景和丰富的可借鉴的经验。其设计的实质是，在完成总体的设计方案以后，就指各个主要零部件的设计、安装、定位等问题，并对个别零件进行强度校核和试验。并在相关专题中，对锤头的寿命延长进行比较详细的分析。在各个零部件的设计中，要包括材料的选择、尺寸的确定、加工的要求，结构工艺性的满足，以及与其他零件的配合的要求等。在强度的校核是，要运用的相关公式，进行危险部位的分析、查表、作图和计算等。并随后对整体进行安装、工作过程以及工作后的各方面的检查，同时兼顾到维修、保险装置等方面的问题，最后对两个主要工作零件的加工精度、公差选择进行分析，以保证破碎机最终设计的经济性和可靠性。
关键词 锤式破碎机,锤头,强度,公差
- 内容简介：
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大 学 毕业设计开题报告 学 生 姓 名： 学 号： 学 院 、 系 ： 专 业 ： 机械设计制造及其自动化 设 计 题 目 ： 锤式破碎机设计 指 导 教 师 : 月 1 日 毕 业 设 计 开 题 报 告 1结合毕业设计情况，根据所查阅的文献资料，撰写 2000 字左右的文献综述： 文 献 综 述 备的 发展动态 从矿山开采出来的矿石多为品位较低的矿石，为了满足冶炼上的要求，对于品位较低的贫矿石在冶炼前必须进行选矿 。这种选矿的主要目的就是用物理方法将矿石中的脉石和有害的杂质尽可能得除掉，提高矿石的品位，以达到冶炼的要求和提高冶炼产品的质量；此外，选矿还可将几种有用矿物相互分离，使之不因冶炼一种金属而使另一种金属损失掉 ；其次，选矿还可大量节约矿石的运输费用，特别是对品味较低的矿石 1。 选矿是采矿和冶炼的一个中间环节。它在提高矿石品位使之符合冶炼要求以及合理利用国家资源方面，成为国民经济中一个不可缺少的组成部分。 在选矿厂中，生产过程的主要作业，都是借助于选矿机械（破碎机、筛分机、磨矿机、分级机、选别机械和脱水机械） 来完成。这类机械设备依靠皮带运输机、给料机、砂泵以及其他辅助设备联系起来，使选矿的生产过程实现综合机械化。在选矿厂中，其中任一机器停止运转，都将引起选矿厂的生产停顿。所以正确的设计和选择选矿机械，加强机械设备的保养和维修工作，保证每台设备正常运转，对提高选矿过程的技术经济指标有着很大的意义 2。 新中国成立以来，随着选矿工业的发展，选矿机械经历了从无到有、从小到大、从单个品种和规格到多个品种和规格的发展过程。各种选矿机械产品已形成系列。现在生产的各种型式和规格的破碎机、磨矿机和选别机械，基本上能满足国民经 济建设的需要，同时，在自磨机、液压破碎机、反击式破碎机、离心选矿机梯形跳汰机、重介质振动溜槽、永磁磁选机等新产品的研制和新技术的应用发面都取得了一定的成果。但是，根据我国矿藏资源的特点（贫矿多、共生矿物多、细粒嵌布 矿物多），选别机械的品种还不能完全满足新的选矿工艺的需要，特别需要发展一些适用于对难选矿物分别得选别机械。 为了适应钢铁工业高速发展的需要，加速实现社会主义的四个现代化，必需不断地 改进现有产品的结构，提高制造质量，加强耐磨材料的研究，延长易损零部件和机器的使用寿命，充分发挥机器的生产能力，搞好产品 的标准化、系列化、通用化，努力提高选矿过程的机械化和自动化水平，研制大型、高生产率和高效率的选矿机械。 随着 经济的增长，各种金属与非金属矿 、水泥厂、建筑、沙石冶金等行业声场规模的扩大，其加工设备 破碎机在其发展中占有十分重要的地位和作用，成为行业的支柱设备 3。由于 近几年煤炭形势的好转及市场良好运行，与之紧密相关的煤机制造业取得了令人瞩目的成就，作为现代化高产高效矿井综采配套设备之一的破碎机在其中发挥着重要作用。破碎机的设计和制造水平也获得了快速的发展。煤矿井下用破碎机主要可分为锤式破碎机和颚式破碎机 2种， 而又以锤式破碎机应用更为广泛 4。 锤式破碎机由于破碎比大 （单转子式的破碎比可达 i=10 15） 、耗能少、出料均匀、适合破碎各种物料，又具有重量轻、操作维修方便等特点，被广泛用于矿山、冶金、建材等行业 5。 其 产品的粒度小而均匀，呈立方体， 具有 过度破碎现象少 、 工作连续可靠，维护修理方便， 易损零部件容易检修和拆换 等优点。 锤式破碎机主要用于煤矿井下顺槽内，与转载机配套使用，对通过转载机的大块原煤进行破碎 6。 锤式破碎机是利用高速旋转的锤头冲击物料，使其沿物料的自然裂隙、层理面和节理顽等脆弱部分而破碎的破碎机械 7。 另外随着近几年的经济发展，重工成为我国的栋梁行业，政府为了扶持破碎机行业的发展帮助其顺利度过金融危机，规定财政部对大型非公路矿用自卸车及其关键零部件和原材料进口税收政策进行调整。对进口核心零部件的进口关税和进口环节增值税实行先征后退，用于企业新产品的研制生产以及自主创新能力建设。从目前的经济形势分析，越来越多的矿山开始使用机械化作业，提升矿山的开采率，尤其是在煤炭、铜矿、锌矿等矿山的机械化程度已大大提升，而这些产品对成品的质量和成型的粒度要求也在不断的提高。 选矿的工艺流程是由 选前的准备作业、选别作业和选后的脱水作业等组成。 开采 的矿石先由破碎机进行初步破碎，在破碎至合理细度后经由提升机、振动给料机均匀送入球磨机，由球磨机对矿石进行粉碎、研磨。经过球磨机研磨的矿石细料进入下一道工序：分级。螺旋分级机借助固体颗粒的比重不同而在液体中沉淀的速度不同的原理，对矿石 混合物进行洗净、分级。经过洗净和分级的矿物混合料再经过磁选机时，由于各种矿物的比磁化系数不同，经由磁力和机械力将混合料中的磁性物质分离开来。经过磁选机初步分离后的矿物颗粒再被送入浮选机，根据不同的矿物特性加入不同的药 物，使得所 要的矿物质与其他物质分离开。在所要的矿物质被分离出来后，因其含有大量水分，须经浓缩机的初步浓缩，再经烘干机烘干，即可得到干燥的矿物质。 选矿原工艺流程简介 8： 1) 老选矿厂工艺流程 碎矿作业为三段一闭路加洗矿流程， 900颚式破碎机粗碎， 碎产品给入 2上产品进人中碎，筛下产品进入 H一 1200洗矿螺旋分级机，分级机反砂进入粉矿仓，溢流去 4 000t 作业。磨矿流程为一段闭路磨矿：采用 2450球磨机各一台和 2200螺旋分级机构成闭路，分级机溢流去 4 000t d 2 浮选作业。 2) 新选矿厂工艺流程 碎矿采甩三段一闭路工艺流程， 6800破碎机细碎， 2层筛孔为30层筛孔为 1626矿采用 2台 段分级为筒 00旋流器 4台 (3用， 1备用 )，控制分级为筇 00旋流器 2台，与球磨机构成一段闭路磨矿，分两个系列。浮选流程为一次粗选、三次扫选、四次精选、中矿顺次返回前段作业，粗选及扫选用 I 1 24浮选机，精选用 、硬等各类矿物的物理性质 每种矿物都以其固有的物理性质与其他矿物相区别，这些物理性质从本质上来说，是由矿物的化学成分和晶体构造所决定的。常见的可用来区分不同矿物的物理性质主要有颜色、条痕、光泽、透明度、硬度、解理、断口、密度和相对 密度等。 下面主要介绍一下材料的硬度 、解理、断口 。 硬度 : 矿 物抵抗外来机械作用（刻划、压入、研磨）的能力称为硬度。它和矿物的化学成分及晶体构造有关。在肉眼鉴定矿物时，通常采用刻划法确定其硬度，并以 “ 摩氏硬度计 ” 中所列举的十种矿物作为对比的标准（表 1）。例如某矿物能被石英所刻动，但不能被长石所刻动，则矿物的硬度必介于 6以确定为 必须指出，摩氏硬度只是相对等级，并不是硬度的绝对数值，所以不能认为：金刚石比滑石硬十倍。另外，有些矿物在晶体的不同方向上，硬度是不一样的。例如蓝晶石，沿晶体延长方向的硬度为 垂直该方向的硬度为 多数矿物的硬度 比较固定，所以具有重 要的鉴定 表 1 摩氏硬度计 硬度 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 矿物 滑石 石膏 方解石 萤石 磷灰石 正长石 石英 黄玉 刚玉 金刚石 解理 : 很多晶质矿物在受打击后，常沿着一定的方向裂开，这种特性称为解理。裂开的光滑面叫做解理面。解理面常平行于一定的晶面发生。各种矿物解理方向的数目不一，如云母有一个方向的解理；长石有二个方向的解理；方解石有三个方向的解理；萤石有四个方向的解理；闪锌矿有六个方向的解理。根据解理面的完善程度， 可将解理分为极完全解理、完全解理、中等解理、不完 全解理。 1) 极完全解理 :解理面非常平滑，矿物很容易裂成薄片，如云母。 2) 完全解理 :解理面平滑，矿物易分裂成薄板状或小块，如方解石。 3) 中等解理 :解理面不甚平滑，如角闪石。 4) 不完全解理 :解理面不易发现，如磷灰石。 不同的晶质矿物，解理的数目、完善程度和解理间的交角都不一样，例如正长石和斜长石，都有两组完全解理，但正长石的两组解理交角为 90 斜长石则为8624 0 ，正长石和斜长石因此而得名。所以解理是鉴定矿物的重要特性。 断口 : 矿物受打击后，沿任意方向发 生不规则的断裂，其凹凸不平的断裂面称为断口。断口和解理是互为消长的，解理越完善，则断口越难出现。断口可分为贝壳状断口、参差状断口和锯齿状断口。 贝壳状断口 :即破裂后具有弯曲的同心凹面，与贝壳很相似，如石英。 参差状断口 :断裂面呈粗糙不平，参差不齐，绝大多数矿物，具有此种断口，如黄铁矿。 锯齿状断口 :断面尖锐如锯齿，凡延展性很强的矿物，常具此种断口，如自然铜。 参考文献 ： 1周恩浦 矿山机械（选矿机械部分） 北京：冶金工业出版社， 1979 1762张永忠，苏斯华 矿山机械制造工艺学 江苏 ：中国矿业大学出版社， 1989 3 刘海 谈锤式破碎机的改造 河南建材 4武旭彦，卫丽 煤矿机械 0(5)5龚荷仙 城市建设 . 2010(11)6赵四海 ,李国平 ,骆铁楠 碎 机三维建模与仿真研究 2008,29(8) 7任小中 ,陈新建 ,苏建新 煤矿机械 . 2008,29(2)8韩旭 选矿工艺流程及设备 的改进 黄金， 2007,11（ 28） 9郑鸣皋 机械工业出版社， 10北方交通大学材料系编 . 中国铁道出版社 ,1983 11邓文英 人民教育出版社， 12许镇宇 高等教育出版社， 13陈兰芬 机械工业出版社， 14王中发 北京理工大学出版社， 15机械设计手册编辑组 航 空工业出版社， 16孙成林 硫磷设计与粉体工程 ， 17许秉权 破碎工程 ， 18孙长泉 破碎工程 ， 毕 业 设 计 开 题 报 告 本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）： 锤式破碎机 是利用高速回转的锤头冲击矿石，使其沿自然裂隙，层理面和节理面等脆弱部分而破碎。 矿石进入锤式破碎机后，即受到高速回转锤头的冲击而破碎，破碎了的矿石从锤头处获得动能以高速冲向破碎板和筛条，同时还有矿石之间相互撞击而遭到进一步破碎。小于筛条缝隙的矿石从缝隙中排出，个别大于缝隙的矿石在筛条上再经锤头的附加冲击、研磨而破碎，达到合格粒度后即从筛条缝隙中排出。 锤式破碎机与其它型式的破碎机相比，具有下列优点： 利用冲击原理进行破碎。使矿石沿节理、层里等脆弱面破碎，破碎效率高，能量消耗少，产量大，产品粒度均匀，过粉碎现象少； 破碎比大。锤式破碎机一般 i=1015,最高可达 40 左右； 机器的构造简 单，加工量少，因而便于制造，成本低，操作维修也比较简便； 具有选择性破碎的特点，即比重大的矿石，破碎后粒度小，比重小的矿石，破碎后粒度大，有利于矿物的选别； 设备自重轻，工作时没有明显的不平衡振动，不需笨重的基础。 冲击式破碎机的最大缺点是：锤头的磨损较大，被破碎的矿石愈硬，则磨损就愈快，造成更换锤头的工作频繁。因此，不适用于破碎坚硬矿石，当矿石中的水分大于 9%或含有粘性物料时，对锤式破碎机，筛条易堵塞，从而降低生产率，有时也会造成设备事故。 因此应跟据设备要求合理的破碎矿石，根据破碎机设备的参数 1. 转子直径 为 800作宽度为 600 2. 转子工作转速 600r/3. 出料粒径分别为 30、 504. 电机为 55 设计合理的锤式破碎机。 拟采用的研究途径： 一、确定基本结构参数 （ 1）转子的直径与长度； 转子的直径 800作宽度为 600 （ 2）锤头重量的确定； 计算锤头重量的方法有两种：一种是根据使锤头运动起来产生的动能等于破碎矿石所需的破碎功来计算锤头的重量；另一种是根据碰撞理论动量相等的原理来计算锤头的重量，在此设计中我们运用第二种计 算方法。 v,=（ v, 锤头打击矿块后的线速度，米 /秒； v 锤头打击矿块前的线速度，米 /秒。 若锤头与矿块为非弹性磁撞，且设矿块碰撞前的速度为零，由此，则根据碰撞理论动量相等的原理可得下列方程式： v， =（ v 式中 G 锤头折算到打击中心的重量，公斤； Q 最大给矿块的重量，公斤。 若已知 Q，则由上面两个公式求得锤头折算打击中心处的重量为： G=（ （ 3）基本结构尺寸的确定 1） 给矿口 的宽度和长度； 锤式破碎机的给矿口宽度 B3 2）排矿口尺寸； 锤式破碎机的排矿口尺寸由筛条间隙尺寸控制，一般按入磨粒度要求来确定。 3）给矿方式与给矿导板的倾角； 锤式破碎机要求给矿块有一定的垂直下落速度，故给矿口一般都设置在机架的上方。 二 、主要工作参数的计算 （ 1）计算 转子的转数 ； 转子的转数可按下式计算： 60转 /分 式中 v 转子的圆周速度； D 转子直径。 （ 2）计算生产率； 目前，还没有一个考虑了各种因素的理论计算公式，基本上都是利用经验公式来计算。 破碎中等硬度物料时，锤式破碎机的生产率按下式计算： Q=（ 30 45） /小时 式中 D、 L 转子的直径和长度，米； 矿石的松散比重，吨 /米 3。 （ 3）选定电动机功率。 电机为 55 冲击式破碎机主要零件的计算 一、破碎力的确定 冲击式破碎机的工作原理是利用锤头的冲击来破碎矿石的。矿石与高速回转的锤头冲击而破碎，其破碎力的大小可按动量定理求得（设矿块碰撞前的速度为零）： 0t式中 P 破碎力，公斤； m 矿块的质量，公斤 秒 2/米； 冲击后矿石的速度，米 /秒； t 冲击时间，秒。 根据弹性碰撞理论，若假设矿块与锤头碰撞前的速度为零，则碰撞后矿石的速度为： 0v v 式中 v 转子的圆周速度（锤头端点线速度），米 /秒； K 恢复系数， 0K1。若考虑矿石与锤头产生斜碰撞，可取 K= 冲击时间可按下式计算： v 秒 式中 R 矿块的半径，米。 二、转子轴的强度计算 多年来的实践表明，当转子体发生严重故障时，转子轴仍能保持完整无损。根据西德 有关文献推荐，转子轴的强度校核可以按以下简略方法计算。 作用在转子轴上的相当弯矩为： 22d k M式中 作用在轴上的弯曲力矩，其值可按下列经验公式计算： 18斤米，（ 斤）； 作用在轴上的相矩， 974n NM n公斤米。 （ 瓦； 三、轴承耐久性的计算 计算轴承耐久性时，作用在轴承上的载荷 3承的使用寿命，一般规定 为 30000小时。 冲击式破碎机的动力学 一、确定主轴的临界转数 对于高速运转的机器，若转动机件由于不平衡而使重心偏离回转轴线 e 时， 就会产生离心惯性力 2F mw e ，虽然 e 值一般很小，但是 F 与 2w 成比例，故在高速运转下就会产生很大的惯性力，从而引起机器的振动。 对于转子几何中心线平行偏离主轴中心线 e 时，主轴的自振频0 0中 g 重力
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