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破碎 设计

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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：

大 学 毕业设计任务书 学 院、系 ： 机械工程与自动化学院机械工程系 专 业 ： 机械设计制造及其自动化 学 生 姓 名 ： 学 号： 设计 (论文 )题目 ： 锤式破碎机设计 起 迄 日 期 : 设计 (论文 )地点 : 指 导 教 师 : 专业 负责 人 : 发任务书日期 : 年 月 15 日 毕 业 设 计（论 文）任 务 书 1毕业设计（论文）课题的任务和要求： 1. 了解国内外有关 选矿设备的 发展动态 ; 2. 了解 一般选矿工艺流程 ; 3. 了解 软 、 中 、 硬 等 各类 矿物 的物理性质 ; 4. 熟练掌握机械结构设计及其机械加工工艺 ，设计重型锤式破碎机 ； 5. 翻译科技英文文献一 篇（不少于 3000 字）。 2毕业设计（论文）课题的具体工作内容（包括原始数据、技术要求、工作要求等）： 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 Y 系列 55 5. 绘图软件采用 毕 业 设 计（论 文）任 务 书 3对毕业设计（论文）课题成果的要求包括毕业设计 (论文 )、图纸、实物样品等 )： 1 完成 重型锤式破碎机 的机械 设计 ； 2. 打印总装配图（ 0 号）一张、主要零部件图（不少于 20 张）。并交付全部电子版图一套； 3 完成 设计说明书的撰写工作 。 4毕业设计（论文）课题工作进度计划： 起 迄 日 期 工 作 内 容 2011 年 2 月 18 日 5 日 3 月 6 日 20 日 5 月 21 日 5 日 技术资料的收集以及方案制定和 开题报告撰写 。 完成图纸的设计和审核工作。 完成 设计说明书的 写作、打印及装订定工作。 论文答辩 学生所在 系审查意见： 系主任： 2011 年 2 月 15 日 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 重力加速度， g=981厘米 /秒 2； f 主轴受均布载荷时产生的静挠度。 主轴的临界转数则为： 003 0 1300转 /分 一般认为在000 n n的情况下工作是有害的。应当指出，在轮毂加 热后装到轴上去的圆盘，使轴的刚性增加，临界转速此时将大为增加。 二、锤式碰撞中心的计算 由于锤式破碎机的锤头是铰接悬挂在转子的销轴上，若锤头的销孔位置不 正确，尽管转子已达到静力与动力平衡，但当锤头与矿块冲击时，仍将在锤头销轴、转子圆盘、主轴及主轴承上产生反作用力。 为了使锤式破碎机工作时，在锤头销轴上不产生反作用力，必须对锤头进行碰撞平衡计算，使冲击力 中心上，这样就可以消除h 的大小按“理论力学”课程中求碰撞中心的公式计算，其计算公式为： 0中 0J 锤头对销孔中心的转动惯量； M 锤头的重量； a 锤头重心到销孔中心的距离。 锤头的碰撞中心应取在锤头允许磨损高度的中点。 三、转子的平衡考虑。 转子的不平衡现象主要由于转子零件的制造质量和装配精度不良造成的， 同时在工作过程中，锤头的偏倒和磨损不均匀，也是影响转子不平衡的因素。因此，为了保证机器稳定而可靠地运转，应注意以下几个方面： （ 1） 转子零件的几何形状应简单、规则，便于加工； （ 2） 保证转子零件的加工和装配精度； （ 3） 提高锤头的耐磨性，及时更换磨损了的锤头； （ 4） 应保证给矿的均匀性； （ 5） 转子装配后必须进行平衡 试验。 毕 业 设 计 开 题 报 告 指导教师意见 ： 指导教师： 年 月 日 所在 系 审查意见： 系主任 ： 年 月 日 毕业设计 中英文翻译 学生姓名： 学号： 学 院： 专 业： 指导教师： 年 月 机械工程与自动化学院 机械设计制造及其自动化 he is in of is or by on or in a it to to n of to or is to in on to of or to is or it as to is of in a is it of by no is to is in it a or to If a up of be in (1)(2)is to at a of of to a To in of be to is is no of do in of is as As in is to to or in of a to up to of as a of As a is to by of be by of of a to is a a of in to is to is is in of of to to a to of to be On a of an is to of to on A of is in in a of up is to is in of to of A in is In a on a to of at a of a of of to of at of on of of is or of be as a of to to In of a of to in is or a in be as in of an or as in of a a is a as a of it be a is A is to as as of in is by of of a of as do to or as as in of a of to a is as on is In a of a of of on of on by by a by in of is is as a is in by a to of a to is to of on of of of as in In as as a be of as in as as to of a to or of is to of to A is as be in in or as in be in to of is to to of is . is at of of of be (a) b)c)d)(e)of by a of so as to be by of it it of an at is by it is by to to on is or is by is or at a to a of of to is is a is in as or of be at a as or be is in an to as as In a a or is an is a or on by a of to of s is of an of at in of is to 00 At of in a is or no In an be a of or in of it to 1 ,. of of 1990. 2 , , A of on 1986 摘要 轴承是当代机械设备中一种举足轻重的零部件，它的主要功能是支撑旋转轴或其它运动体，引导转动或移动运动并承受由轴或轴上零件传递而来的载荷。 这时就会产生摩擦， 在一个机器中，运动部件的摩擦是有害的，因为它降低了机械对 能量的充分利用。 所以就应减小轴承的摩擦，减小摩擦有很多种方法，比如使用润滑剂以减小摩擦。 关键词 轴承，摩擦，润滑 轴承的摩擦与润滑 现在看来，有很多这种情况，许多学生在被问到关于摩擦的问题时，往往都没引起足够的重视，甚至是忽视它。实际上，摩擦从某种程度上说，存在于任何两个相接触并有相对运动趋势的部件之间。而摩擦这个词，本身就意味着，两个或两个以上部件的阻止相对运动趋势。 在一个机器中，运动部件的摩擦是有害的，因为它降低了机械对能量的充分利用。由它引起的热能是一种浪费的能 量。因为不能用它做任何事情。还有，它还需要更大的动力来克服这种不断增大的摩擦。热能是有破坏性的。因为它产生了膨胀。而膨胀可以使得轴承或滑动表面之间的配合更紧密。如果因为膨胀导致了一个足够大的积压力，那么，这个轴承就可能会卡死或密封死。另外，随着温度的升高，如果不是耐高温材料制造的轴承，就可能会损坏甚至融化。 在运动部件之间会发生很多摩擦，如 启动摩擦是两个固体之间产生的倾向于组织其相对运动趋势的摩擦。当两个固体处于静止状态时，这两个零件表面的不平度倾向于相互嵌入， 形成楔入作用，为了使这些部件“动”起来。这些静止部件的凹谷和尖峰必须整理光滑，而且能相互抵消。这两个表面之间越不光滑，由运动造成的启动摩擦（最大静摩擦力）就会越大。 因为，通常来说，在两个相互配合的部件之间，其表面不平度没有固定的图形。一旦运动部件运动起来，便有了规律可循，滑动就可以实现这一点。两个运动部件之间的摩擦就叫做滑动摩擦。启动摩擦通常都稍大于滑动摩擦。 转动摩擦一般发生在转动部件和设备上，这些设备“抵触”极大的外作用力，当然这种外力会导致部件的变形和性能的改变。在这种情况下，转动件的材料趋向于堆积 并且强迫运动部件缓慢运动，这种改变就是通常所说的形变。可以使分子运动。当然，最终的结果是，这种额外的能量产生了热能，这是必需的。因为它可以保证运动部件的运动和克服摩擦力。 由运动部件的表面不平度的楔入作用引起的摩擦可以被部分的克服，那就需要靠两表面之间的润滑。但是，即使是非常光滑的两个表面之间也可能需要一种 物质，这种物质就是通常所说的润滑剂，它可以提供一个比较好的、比较薄的油膜。这个油膜使两个表面分离，并且组织运动部件的两个表面的相互潜入，以免产生热量使两表面膨胀，又引起更近的接触。 减小摩擦的另一种方式是 用不同的材料制造轴承和转动零件。可以拿黄铜轴承、铝合金和含油轴承合金做例子进行解释。也就是说用软的或硬的金属组成表面。含油轴承合金是软的。这样，当轴承在油中浸泡过以后，因为毛细管的作用，将由带到轴承的各个表面。这种类型的轴承把它的润滑剂带到应力最大的部位。 对运动部件润滑以减小摩擦，应力和热量，最常用的是油、脂、还有合成剂。每一种润滑剂都有其各自不同的功能和用途。两个运动部件之间的运动情况决定了润滑剂的类型的选择。润滑剂的分布也决定了系统的选择。 在低速度运动的部件，一个油沟足以将所需要的数量的润滑剂送到相 互运动的表面。 第二种通用的润滑方法是飞溅润滑系统，在每个周期内这个系统内一些零件经过润滑剂存储的位置，带起足够的润滑油，然后将其散布到所有的运动零件上。这种系统用于草坪修剪机中发动机的曲轴箱，对曲轴、连杆和活塞等零件进行润滑。 在工业装置中，常用的有一种润滑系统是压力系统。这种系统中，一个机器上的一个泵，可以将润滑剂带到所有的轴承表面。并且以一种连续的固定的速度和数量。 关于润滑，还有许多其他的系统，针对各种类型的润滑剂，对不同类型的运动零件是有效的。由于设备或装置的速度、压力和工作要求的提高，现代工业比以前任何时候都更注重选用适当的润滑剂。 尽管润滑的主要目的之一是为了减小摩擦力，任何可以控制两个滑动表面之间摩擦和磨损的物质，不管是液体还是固体或气体，都可以归类于润滑剂。 润滑的种类 无润滑滑动 。 经过精心处理的、去除了所有外来物质的金属在相互滑动时会粘附或熔接到一起。当达不到这么高的纯净度时，吸附在表面的气体、水蒸气、氧化物和污染物就会降低摩擦力并减小粘附的趋势，但通常会产生严重的磨损，这种现象被称为“无润滑”摩擦或者叫做干摩擦。 流体膜润滑 。 在滑动面之间引入一层流体膜，把滑动表面完全隔离开，就产 生了流体 膜润滑。这种流体可能是有意引入的。例如汽车主轴承中的润滑油；也可能是无意中引入的，例如在光滑的橡胶轮胎和潮湿的路面之间的水。尽管流体通常是油、水和其他很多种类的液体，它可以是气体。最常用的气体是空气。 为了把零件隔离开，润滑膜中的压力必须和作用在滑动面上的负荷保持平衡。如果润滑膜中的压力是由外源提供的，这种系统称为流体静压润滑。如果滑动表面之间的压力是由于滑动面本身的形状和运动所共同产生的，这种系统就称为流体动压力润滑。 边界润滑 。 处于无润滑滑动和流体膜润滑之间的润滑被称为边界润滑。它可以被定为这样一种润滑状态，在这种状态中，表面之间的摩擦力取决于表面的性质和润滑剂中的其他性质。边界润滑包括大部分润滑现象，通常在机器的启动和停止时出现。 固体润滑 。 当普通润滑剂没有足够的承受能力或者不能在温度极限下工作时，石墨和二硫化钼这一类固体润滑剂得到广泛应用。但润滑剂不仅仅以脂肪、粉末和油脂这样一些为人们所熟悉的形态出现，在一些精密的机器中，金属也通常作为滑动面。 润滑剂的作用 尽管润滑剂主要是用来控制摩擦和磨损的，它们能够而且通常也确实起到许多 其他的作用，这些作用随其用途不同而不同，但通常相互之间是有关系的 。 控制摩擦力 。 滑动面之间润滑剂的数量和性质对所产生的摩擦力有很大的影响。例如，不考虑热和磨损这些相关因素，只考虑两个油膜润滑表面见的摩擦力，它能比两个同样表面，但没有润滑时小 200 倍。在流体润滑状况时，摩擦力与流体黏度成正比。一些诸如石油衍生物这类润滑剂，可以有很多黏度，因此能够满足范围宽广的功能要求。在边界润滑状态，润滑剂黏度对摩擦力的影响不象其化学性质的影响那么显著。 磨损控制 。 磨蚀、腐蚀与固体和固体之间的接触就会造成磨损。适当的润滑剂将 能帮助克服上述提到的一些磨损现象。润滑剂通过润滑膜来增加滑动面之间的距离，从而减轻磨料污染物和表面不平度造成的损伤，因此，减轻了磨损和由固体与固体之间接触造成的磨损。 控制温度 。 润滑剂通过减小摩擦和将产生的热量带走来降低温度。其效果取决于润滑剂的用量和外部冷却措施。冷却剂的种类也会在较小的程度上影响表面 的温度。 控制腐蚀 。 润滑剂在控制表面腐蚀方面有双重作用。当机器闲置不工作时，润滑剂起到防腐剂的作用。当机器工作时，润滑剂通过给被润滑零件涂上一层可能含有添加剂，能使腐蚀性材料中和的保护膜来控制腐蚀。润滑剂控制 腐蚀的能力与润滑剂保留在金属表面的润滑膜的厚度和润滑剂的化学成分有直接的关系。 其他作用 除了减小摩擦外，润滑剂还经常有其他的用途。其中的一些用途如下所述。 传递动力 。 润滑剂被广泛用来作为液压传动中的工作液体。 绝缘 。 在象变压器和配电装置这些特殊用途中，具有很高介电常数的润滑剂起电绝缘材料的作用。为了获得最高绝缘性能，润滑剂中不能含有任何杂质和水分。 减振 。 在象减振器这样的能量传递装置中和在承受很高的间隙载荷的齿轮这样的机器零件的周围，润滑剂被作为减振液使用。 密封 。 润滑脂通常还有一个特殊作用，就是形成密封 层以防止润滑剂外泻和污染物进入。 润滑的目的就是为了，减小摩擦力，降低能量损耗，减少机器的热量产生。热量就是因为表面的相互间的相对运动造成的。润滑剂可以是任何一种物质，这样的物质被填充到发生相对运动的两个表面之间，实现这一目的。大部分的润滑剂是液体，比如说，油，脂，合成剂等。但它们有时也可能是固体，用在干轴承上，有的用在旋转基体的轴承上，或者也可能是气体，如空气等，它是用在空气轴承上。在润滑剂和润滑表面之间这种化学的和物质的相互渗入作用，就是为了提供给机器一个良好的工作状态。 对润滑剂边界的理解，往往是比较 硬的，而且是流动的、非常薄的一层帖附在被润滑的表面。这些表面通常是要发生相对滑动。有些人推断，按这种理解，液体的这种化学合成是十分重要的，它们提出了这样的词“边界润滑”，边界润滑是和流体润滑相对的另一种润滑。 关于润滑的五种不同的润滑形式主要有： （ 1）无润滑润滑剂。 （ 2）流体膜润滑。 （ 3）干润滑。 （ 4）边界润滑。 （ 5）固体润滑。 无润滑润滑剂是指轴承的工作表面被一种相对比较厚的液体润滑剂分隔开，于是阻止了金属表面的直接接触，这样得到的这种稳定性就可以用一种理论来解释：润滑液在外压力下工作的理论，尽 管这只是一种可能。但确实需要在任何时候都得提供的足够充分。这种挤压力是运动表面本身施加给润滑剂而产生的，当然这仍然是一种可能。这种由运动表面产生的挤压力产生了必要的压力来分隔工作表面来抵抗加在轴承上的载荷。所以，这种润滑也可以被叫做液体润滑。 还有一种润滑方式，那是一种特别的润滑剂，它有时是空气或水，当加在轴承上的外载荷足够高时，它就会以一种比较厚的状态分隔开相互相对运动的工作表面。所以，不象上面的那种润滑方式，并不需要两种工作表面一定发生相对运动。 第三种润滑方式是一种现象，这种现象是，一种润滑剂是用在发 生相对转动的工作表面之间。比如说齿轮或者是滚动轴承。从数学上的解释就需要接触压力和流体机械的理论。 当轴承不得不在较高的温度下工作的时候，固体润滑剂例如合成物等，必须被使用，因为通常使用的润滑油在这种情况下都不能工作。目前，在这方面的研究正在实施，为了寻找到合成轴承的材料，并且有低损耗和小的热量产生的性能。 在有的轴承上，摇杆旋转或在轴承上转动，相对运动就是滑动。在一个自锁的轴承装置中，这种相对运动就是转动。其他的装置也可能是旋转或滑动。齿轮的齿啮合是转动与相对滑动的合成。活塞是相对于刚体的滑动，所有的这些 应用都需要润滑剂来减小摩擦，降低能耗，减少热量的产生。 在有些轴承的应用领域是不太成熟的。有些有连接杆的轴承，比如说汽车发动机上的，必须在几千度高的高温下和各种不同性质的载荷下工作。这种轴承用在汽轮发动设备上可以说是稳定性接近 100%。还有另一种极端的情况，在有些轴承有几千种应用，应对各种不同的载荷。其他的辅助设施就相对不重要了。需要的是一个简单的、容易安装的轴承。需要很少的甚至是不需要润滑剂。在这种情况下，有的轴承并不是最好的选择，因为成本和相近的公差。最近在轴承材料上的研究已有了一定的突破。随着对润滑的 研究的知识的积累，设计出有良好工作状况和较高的稳定性的轴承已不是很遥远了。 参考文献 1 ,. of of 1990. 2 , , A of on 1986 大学 届毕业设计说明书 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 大学 届毕业设计说明书 to as in a so an be a of a on to to in of of of in In of of of is on of to to to on to in as at to in to as to is 大学 届毕业设计说明书 第 I 页 共 目录 1 绪论 . 1 . 1 . 1 . 1 . 1 . 1 . 1 2 锤式破碎机的工作原理及破碎实质 . 3 . 3 . 3 . 3 . 4 . 4 3 锤式破碎机的总体及主要参数设计 . 6 00800 式破碎机的总体方案设计 . 6 型号破碎机的工作参数设计计算 . 8 子转速的计算 . 8 产率的计算 . 8 机功率的计算 . 9 种破碎机的主要结构参数设计计算 . 9 . 9 . 9 . 9 . 9 4 8 0 0 6 0 0锤式破碎机的主要结构设计 . 13 . 13 大学 届毕业设计说明书 第 共 . 13 . 14 的材料的选择 . 14 的设计 . 15 轴强度的校核 . 17 . 19 . 20 . 21 . 21 动方式的选择与计算（ . 23 . 25 . 25 . 26 承的游动和轴向位移 . 26 承的安装和拆卸 . 26 . 27 . 27 . 28 肋板的布置 . 28 反击板 . 28 圆盘锤架 . 29 5 部分零部件上的公差和配合 . 30 . 30 配合类别的选择 . 30 配合种类的选择 . 30 . 30 . 30 形位公差项目的选择 . 30 公差原则的选择 . 31 大学 届毕业设计说明书 第 共 形位公差值的选择或确定 . 31 6 结论 . 33 参考文献 . 34 致谢 . 35 大学 届毕业设计说明书 第 1 页 共 35 页 1 绪论 式破碎机和破碎机的分类 式破碎机的分类 、按回转轴数分为：单转子和双转子。 、按转子的回转方向分：不可逆式和可逆式。 、按锤头的排列方式分：单排式和多排式。 、按锤头在转子上的连接方式：固定锤式和活动锤式。 碎机的分类 、按破碎作业的粒度要求分为：粗碎破碎机、中碎破碎机、细碎破碎机。 、按结构和工作原理分为：颚式破碎机、旋回破碎机、圆锥破碎机、锟式破碎机、锤式破碎机、反击式破碎机。 式破碎机的优缺点 式破碎机的优点 、构造简单、尺寸紧凑、自重较小，单位产品的功率消耗小。 、生产率高，破碎比大（单转子式的破碎比可达 i=10 15） ,产品的粒度小而均匀，呈立方体，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。 式破碎机的缺点： 、主要工作部件，如：锤头、蓖条、衬板、转子、圆盘等磨损较快，尤其工作对象十分坚硬时，磨损更快。 、破碎腔中落入不易破碎的金属块时，易发生事故。 、含水量 12%的物料，或较多的粘土，出料篦条易堵塞使生产率下降，并增大能量损耗，以至加快了易损零部件的磨损。 式破碎机的规格和型号 锤式破碎机的规格用转子的直径 D 和长度 L 来表示，如 10001200锤式破碎机，表示转子的直径 D=1000子的长度 L=1200见的型号有： 不可逆式的： 800600 1000800 13001600 16001600 20001200 大学 届毕业设计说明书 第 2 页 共 35 页 可逆式的： 14301000 10001000【 1】 大学 届毕业设计说明书 第 3 页 共 35 页 2 锤式破碎机的工作原理及破碎实质 式破碎机的工作原理 锤式破碎机的破碎效果，主要是由破碎粒度、破碎效率和能耗率 3项指标进行评定。影响评定指标的因素有：破碎物料的物理性能、破碎机得结构、破碎室的形状、锤头的数量与厚度和线速度、筛孔的形状及其孔径和锤头与筛面的间隙等。 锤式破碎机不是靠回转部分的全部能量破碎物料的，而是靠锤头的动能完成物料的破碎，锤头的动能 22 （ 2 式中 G 锤头的质量 ,u 锤头的圆周速度， m/s。 由式（ 2知，锤头的动能与锤头的质量及圆周速度有关。一般来说锤头愈重，其转速愈高，则破碎能力愈大。 破碎过程大致如下： 物料进入破碎机中，立即受到高速回转的锤头的冲击而粉碎。破碎了的物料，从锤头处获得动能，以高速向机壳内壁的衬板和篦条上冲击而第二次破碎。此后，小于篦条缝隙的物料，便从缝隙中排出，而粒度较大的物料，就弹回到衬板和篦条上的粒状物料，还将受到锤头的附加冲击破碎，在 物料破碎的整个过程中，物料之间也相互冲击，沿着自然裂隙层理面和节理面等脆弱部分而破碎。 【 2】 式破碎机的破碎实质 碎的目的和意义 、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。 【 3】 大学 届毕业设计说明书 第 4 页 共 35 页 、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。 【 4】 石的力学性能与锤式破碎机的选择 矿石都由许多矿物组成，各矿物的物理机械性能相差很大，故当破碎机的施力方式与矿石性质相适应时，才会有好的破碎效果。对硬矿石，采用折断配合冲击来破碎比较合适，若用研磨粉碎，机件将遭受严重磨损。对于脆性矿石，采用劈裂和弯折破碎较有利，若用研磨粉碎，则产品中 细粉会增多。对于韧性及粘性很大的矿石。采用磨碎较好。 常见的软矿石有：煤、方铅矿、无烟煤等，它的抗压强度是 2 4大也不超过 40式硬度系数一般为 2 4，再如一些中硬矿石：花岗岩、纯褐铁矿、大理石等，抗压强度是 120 150式硬度系数一般为 12 15，还有硬矿石、极硬矿石，普式硬度系数一般为 15 20。 可根据矿物的物理机械性能、矿块的形状和所要求的产品粒度来选择破碎施力方式，以及与该破碎施力方式相应的破碎机械。 【 5】 碎过程的实质 破碎过程，必须是外力对被破碎物料做功，克服它内部质点间的内聚力，才能发生破碎。当外力对其做功，使它破碎时，物料的潜能也因功的转化而增加。因此，功率消耗理论实质上就是阐明破碎过程的输入功与破碎前后物料的潜能变化之间的关系。为了寻找这种能耗规律和减小能耗的途径。许多学者从不同的角度提供了若干个不同形式的破碎功耗学说。目前公认的有：面积学说，体积学说，裂缝学说。我们只做简单的介绍： 1面积学说： 1867年， 出的，破碎消耗的有用功与新生成的物料的表面积成正比。 【 6】 2体积学说： 1874 年，俄国基尔皮切夫与 18885 年的基克先后独立提出，外力作用于物体发生变形，外力所做的功储存在物体内，成为物体的变形能。但一些脆性物料，在 大学 届毕业设计说明书 第 5 页 共 35 页 弹性范围内，它的应力与应变并不严格遵从虎克定律。变形能储至极限就会破裂。可以这样叙述：几何形状相似的同种物料，破碎成同样形状的产物，所需的功与她们的体积或质量成正比。 3裂缝学说： 1952 年， 中国留美学者王仁东提出的。外力使矿块发生变形，并贮存了部分变形能，一旦局部变形超过了临界点，则产生垂直与表面的断裂口。断裂口形成后贮存 在料块的内部的变形能就释放，裂口扩展成新的表面。输入功一部分转化为新的生成面的表面能，另一部分因分子摩擦转化为热能释放。所以，破碎功包括变形能和表面能。变形能和体积成正比，表面能和面积成正比。 三个学说各有一定的适用范围， 验研究表明：粗碎时，体积学说比较准确，裂缝学说与实际相差很大。细碎时， 面积学说比较准确，裂缝学说计算的数据较小。粗碎、细碎之间的较宽的范围，裂缝学说较符合实际。只要正确的运用它们，就可以为分析研究破碎过程提供理论根据和方法。 【 7】 大学 届毕业设计说明书 第 6 页 共 35 页 3 锤式破碎机 的总体及主要参数设计 号为 8 0 0 6 0 0 锤式破碎机的总体方案设计 本次设计的是单转子、多排锤、不可逆式锤式破碎机，型号为 600800 由机壳、转子、蓖条、打击板、锤头、支架、衬板等组成。 上盖、左侧壁和右侧壁组成，各部分用螺栓连结成一体，上部开有进料口 ,内部镶有高锰钢衬板，磨损后可以更换，机壳和轴之间漏灰现象十分严重，为了防止漏灰，设有轴封。机壳下部直接安放在混凝土基础上，并用地脚螺栓固定。为了便于检修、调整和更换蓖条，下机体的前后两面都开有一个检修孔。为了便于检修、更换锤头方便，两侧壁也对称的开有检修孔。 盘、销轴等组成，圆盘上开有 4个均匀分布的销孔，通过销轴将 4 6 个锤头悬挂起来。 其结构如图 3示。 为了防止圆盘和锤子的轴向窜动。销轴 一端采用轴肩定位，另一端用圆锥销 固定。转子支承在两个滚动轴承上。此外，为了使转子在运动中储存一定的动能，避免破碎大块物料时，锤头的速度损失不致过大和减小电动机的尖峰负荷，在主轴的一端还装有一个飞轮。 图 3 锤式破碎机转子部分 击力由它来承受。因此，要求其材质具有较 大学 届毕业设计说明书 第 7 页 共 35 页 高的韧性和强度。通常断面为圆形，且有平键和其他零件连接。 作用是承受被锤头击出的物料在 其上破碎，同时又将碰撞破碎后的物料重新弹回破碎板，再次破碎。因此，板的形状、结构，对破碎率影响极大。为了获得好的破碎效果，物料与板表面应呈垂直碰撞。打击板表面有折线形和渐开线形等：折线形结构简单，但不能保证最有效冲击破碎；而渐开线形冲击板，物料都以垂直方向进行冲击，破碎效果最好。但是由于渐开线板制造困难，现采用折线冲击板的居多，本次设计中也采用 折线型 打击板 。 质量、形状、和材质对破碎机的生产能力有很大的影响。因此，根据不同的进料尺寸来选择适当的锤头质量。要破碎中等硬度的物料，可以 采用如图 3 图 3 锤头形状 锤头用高碳钢铸造或锻造，也可用高锰钢铸造。为了提高耐磨性，有的锤头表面涂上一层硬质合金，有的采用高铬铸铁。 为一组尺寸相等的钢条。安装时 ，将钢条沿蓖条架上的凹槽放入，两蓖条用垫片隔开，不同厚度的垫片可以保证不同的间隙。蓖条的作用是控制破碎物的粒度：当粗破碎脆性物料时，蓖条的缝隙应比产品最大粒度打 2 倍；当细破碎时，则应比其大 3 6倍。蓖条缝隙应顺着物料运动方向，即顺着锤头线速度方向，缝隙应从蓖条里面逐渐扩展，以便使合格产品顺利排出而不受阻塞。 蓖条的排列形式是与锤头的运动方向垂直的。与转子的回转半径有一定的间隙 大学 届毕业设计说明书 第 8 页 共 35 页 的圆弧状， 大于缝隙的物料在蓖条上返回再受锤头的冲击和研磨作用被破碎，直至通过缝隙排出。 合格的产品通过蓖缝排出。 蓖条断面形状有三 角形、矩形、梯形 3种。 常用锰钢铸成。蓖条多为一组尺寸相等的钢条。安装时，插入蓖条架上的凹槽，两蓖条之间用垫片隔开。 （ 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、 50（ 4）电机为 55 型号破碎机的工作参数设计计算 子转速的计算 锤式破碎机的转子转速按所需的圆周速度计算，锤头的圆周速度根据被破碎物料的性质、破碎产品的粒度、锤头的磨损等因素来确定。 按公式 60r （ 3 来计算。 式中 V 锤头的圆周速度（ m/s） ； D 转子的直径（ m） 。 一般中小型破碎机转速速度越高，产品的粒度越小。锤头及衬板、蓖条的磨损越大。功耗增加。对机器零部件的加工、安装精度要求随之提高。在满足其粒度要求的情况下，圆周速度应偏低选取。 在此次设计中转子工作转速为 600 r/ 产率的计算 产率与锤式破碎机的规格、转速、排料蓖条间隙的宽度、给料粒度、给料状况以及物料性质等因素有关。一般采用经验公式 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 （ 3 式中 D、 L 转子的直径和长度，米； 矿石的松散比重，吨 /米 3。 由于本次设计中 大学 届毕业设计说明书 第 9 页 共 35 页 D=800 L=600料的松散比重 取 式的系数取 40，则 Q= =小时 根据计算结果，可以确定 600800 式破碎机的生产率为 30 吨 /小时左右。 机功率的计算 电机功率的消耗取决于物料的性质、给料的圆周速度。破碎比和生产率。目前，尚无一个完整的计算公式，一般根据实践经验和实验数据，根据经验公式进行计算： （ （ 3 系数 K 取值在 此次设计电机功率选用 55 根据电动机功率的计算结果，综合各种要求，选择 号为 率为 55速为 1480r/ 种破碎机的主要结构参数设计计算 子的直径与长度 锤式破碎机的规格用转子的直径 来表示，所以转子的直径 D=800子的长度 L=600 料口的宽度和长度 锤式破碎机的给料口的长度与转子的相同。 宽度 B3 B3 120=480 560 排料口的尺寸 该尺寸由蓖条间隙来控制，而蓖条间隙由产品的粒度的大小来决定。对该破碎机来说，产品的平均粒度为间隙的 1/5 到 1/3。 头质量的计算 锤式破碎机转子的转速 是相互关联的，锤式破碎机不是靠回转部件的全部能量来破碎物料的，而是靠锤头重量所做的功来完成物料的破碎，锤头的动能 大学 届毕业设计说明书 第 10 页 共 35 页 22 3 式中 E 锤头的动能，牛米； G 锤头的重量，牛； g 重力加速度，牛 /秒 2； V 锤头的圆周速度，米 /秒。 60（ 3 式中 n 转子转速，转 /分； D 转子旋转时，由于离心力的作用，锤头作辐射状，这时转子的外段直径就用 d（米）表示。 将式（ 3入（ 3： 222()2 6 0 7 2 0 0G D n G D 牛米 （ 3 锤头动能大小与锤头的重量成正比，即锤头越重，锤头的动能越大，破碎效率越高。但锤头的重量越大，旋转起来产生的离心力也越大，对锤式破碎机转子的其他零件都会有不同程度的影响，甚至损坏，因此，锤头的重量要适中。 正确的选择锤头的重量最破碎机效果和能量消耗有很大作用。所选的锤头重量一定要满足锤击一次便使物料块破碎的要求，并使无用功的消耗达到最小值，同时，还必须不使锤头向后偏倒，为此，必须使锤头运动起来产生的动能等破碎物料所需的打击功，如公式（ 3示。 转子全部锤头每转一次所产生的动能 22 112 7200 n K K E 米秒 （ 3 式中 转子圆周方向的锤头排数； 转子横向每排锤头的个数。 转子每分钟 22 11 0 0 0 6 0 1 0 0 0 6 0 7 2 0 0aa nE n G D n K 米秒 （ 3 大学 届毕业设计说明书 第 11 页 共 35 页 由于给料的不均匀和物料的松散比不一，实际上并不是全部锤头都能锤击物料，其中有些锤头空过，因此，公式（ 3必再乘于给料不均匀和物料松散系数。 全部锤头每分钟所产生的动能使式（ 3电动机每分钟发出的功率相等，即可以为全部锤头所产生的打击力能够击碎加入的物料。 亦即： 23 11 0 0 0 6 0 7 2 0 0 D n K （ 3 623 124 3 2 1 0 n K K 牛 （ 3 式中 N 锤式破碎机的电动机功率， N=55 D= n=600r/234 3 2 1 0 5 5 7 . 20 . 8 6 0 0 4 6G 牛 公式（ 3是考虑全部锤头运动起来产生的动能能够打碎物料，并没有考虑锤头打击物料后，它的速度损失大小。如果打击物料后，其速度损失过大，是会使锤头绕自己的悬挂轴向回转而向后偏斜过大在下一次物料相遇时，它会空过而不破碎物料，因而会降低锤式破碎机的生产能力和增加无用功。当然，锤头打击物料产生的偏斜由于离心力而能够恢复到原来的位置，但必须在第二次打击物料前恢复正常位置，所以，锤头打击物料后只能允许速度损失 50% 60%，利用动量相等的原理，可得： 12()G V G G V牛米 /秒 （ 3 2 1 米 /秒 (3 式中 G 锤头重量折算到打击中心的重量，牛； 最大物料快的重量，牛； V 锤头打击开始所具有的圆周线速度，米 /秒； 锤头打击物料后的圆周线速度，米 /秒。 大学 届毕业设计说明书 第 12 页 共 35 页 公式（ 3系数等于 米 /秒 （ 3 由式（ 3： 2 1 2G V G V G V （ 312V 牛 （ 3 把式（ 3入（ 3得： 1( 0 . 5 0 . 4 )( 0 . 5 0 . 4 )V =（ 1）1 （ 3 取1G=25N 系数取为 1 则 G=1 25=25N 综合前面两种方案，我最终确定锤头重量为 G=25牛。 大学 届毕业设计说明书 第 13 页 共 35 页 4 8 0 0 6 0 0 锤式破碎机的主要结构设计 头设计 锤头是主要工作零件，其设计主要是指结构的设计。因为锤头的形状、质量、材质与破碎机的生产能力有很大影响。尤其形状对质量的分布、材料的充分利用有很大的影响。总之，其形状、结构的设计，对于其工作能力，对整个机器的生产能力。以及经济性等各方面有深远的影响。锤头形状大体分轻型、中型、重型。本型号的锤式破碎机主要是设计中型的 锤头。其形状如前面的图 3 锤头材料的选择问题是很关键的问题。材料的选择取决于工作零件的工作状况和要求。因为破碎机要破碎的是石灰石等中等硬度的物料。一般用高碳钢锻造或铸造，也可用高锰钢铸造 。为了提高其耐磨性，采用高锰低合金钢，有的在工作表面涂上一层硬质合金。有的采用高铬铸铁，其耐磨性比高锰钢锤头提高数倍。 盘的结构设计与计算 根据设计的要求，每根销轴上需要有 6个锤子。圆盘是用来悬挂锤头的，一共需有 12 个圆盘，最两侧的两个，共有的特点是，一侧设置 圆锥销 定位 ，另一端用轴肩定位。这样每个圆盘均匀分布 4个圆孔，即可以通过四 根销轴，用来悬挂锤头，锤头和圆盘之间的间隙除了通过削轴连接，还有隔套隔开，为了保护圆盘的侧面，减少或尽量避免其侧面的磨损。圆盘的大小取决于转子的直径，转子的直径的大小是圆盘的设计大小的依据。因为，该型号的破碎机，光凭其型号就可以知道，转子的直径为 800以，圆盘的大小的取值就有了一定的范围。不妨取做 355 孔沿径向的距离也是依据起承受载荷的能力和强度，尽可能取整数；圆孔的大小和锤头的圆孔的大小近似相等即可。 圆盘是通过键与主轴相连接的，而随主轴高速回转的。所以结构中一定有键槽，其厚度也是满足强度要求、工作状况的。不宜过大。圆盘之间也是通过主轴的轴套隔开（其作用是，在高速回转时，保证圆盘的运动平稳，并使其轴向定位）。 圆盘的结构，如图 4 大学 届毕业设计说明书 第 14 页 共 35 页 图 4 圆盘的结构 轴的设计及强度计算 通常轴的设计包括两个部分，一个是结构设计，一个是工作能力计算。后者主要是指强度计算。 主轴的结构设计根据轴上零件的安装、定位以及轴的制造、工艺等方面的要求，合理确定出其结构和尺寸，轴的工作能力的计算不仅指轴的强度 计算，还有刚度、稳定性等方面的计算，当然大多数情况下，只需要对轴的强度进行计算即可。因为其工作能力一般主要取决于轴的强度。此时只做强度 计算，以防止或检验断裂和塑性变形。而对于刚度要求高的轴和受力大的细长轴，还应该进行刚度计算，防止产生过大的线性变形。对于高速运转的轴，还应该进行振动稳定性计算。以防止产生共振破坏。因此，对该破碎机的主轴来说，只需进行强度计算。 的材料的选择 大学 届毕业设计说明书 第 15 页 共 35 页 轴的材料主要是碳素钢和合金钢。钢轴的毛坯多数用轧制圆钢和锻件。有的则直接用圆钢。碳素钢比合金钢低廉，对应力集中的敏感性较低 ，同时也可以用热处理或化学热处理的方法提高其耐磨性和抗疲劳强度的。故采用碳钢制造轴尤为广泛。最常用的是 45 号钢。 因此， 该破碎机的主轴 选用 45号钢 。 的 设计 对于只传递转矩的圆截面轴，其强度条件为： 6m a x 39 . 5 5 1 0 0 . 2d n N/ （ 4 式中： 轴的扭转应力， N/ 转矩， N/ p 极截面系数，对圆截面轴 33/ 1 6 0 P 传递的功率， kw n 主轴转速， r/ 许用扭转应力， N/59 5 5 0 0 0 0 9 5 5 0 0 0 0 8 7 5 3 2 5600PT n N 于既传递转矩又承受弯矩的轴，可用上式初步估算的直径，但必须把轴的许用扭转应力 适当降低，以补偿弯矩对轴的影响。将降低后的许用应力代入上式，并改写为设计公式 3333 9 . 5 5 1 00 . 2 （ 4 式中 A=98 107因为本设计中主轴的材料为 45号钢，且承受大载荷，大弯矩。所以 07，又 P=55 n=600r/ 551 0 7 4 8 . 2600d m m 考虑到破碎机所承受的转矩变化和冲击载荷变化很大，则取轴的最细处8d 而细轴处的强度条件为： 大学 届毕业设计说明书 第 16 页 共 35 页 66 2m a x 339 . 5 5 1 0 9 . 5 5 1 0 5 5 1 3 . 9 4 0 / 0 . 2 0 . 2 6 8 6 0 0P N m 即细轴 68得强度符合要求的强度条件。 图 4主轴的结构方案 主轴的最小直径是安装锁紧螺母处轴的直径1 2 7 8 68d d m m，查表得所用的锁紧螺母长度 12L ，故应使轴1 2 7 8 28L L m m，为了使所选的轴的直径与皮带轮和飞轮相适应，故需同时选取带轮和飞轮，根据要求查表得所选的带轮和飞轮的孔径 80d ，故取2 3 6 7 80d d m m，所选用的带轮和飞轮与轴配合的毂孔长度1 146L 因 带 轮 和 飞 轮 采 用 轴 肩 和 锁 紧 螺 母 定 位 ， 故 应 使2 3 6 7 145L L m m。 因轴承同时受有径向力