PYB2100型标准弹簧圆锥破碎机的设计

充值购买下载设计文档后，加Q1459919609免费领取图纸PYB2100型标准弹簧圆锥破碎机的设计摘要当今社会在不断向前发展，原材料的需求也是与日俱增，然而富矿资源的储备是有限的，这就导致着矿石品位的日趋贫化。从目前我国的冶金行业的统计数据来看，铁矿石及锰矿石的平均品位在2030之间。由于冶金行业对于炉料各方面的要求较高，所以绝大多数的原矿是需要破磨和选矿处理的。圆锥破碎机就此应运而生，作为金属矿山选矿厂的主要破碎设备，其具有生产效率高，破碎出来颗粒小且均匀等优点，可将直径350MM左右矿岩破碎至L0MM以下，以满足入磨粒度的需要。国内圆锥破碎机的研究起步较晚，上世纪50年代，在原苏联弹簧圆锥破碎机的基础上仿制开发而成了自己的弹簧圆锥破碎机。该类型破碎机靠动锥单向挤压和弯曲研磨破碎物料，而产品粒度则依赖于排料口大小，存在的不足之处就是物料之间相互作用很小，几乎是没有选择性的破碎过程。近些年来，随着科学技术的快速发展，最新研发的新型圆锥破碎机其可破碎的物料类型及种类正在不断扩大，而破碎出来的颗粒度也在不断减小。大型高效、实用可靠、节能减排和自动化是目前圆锥破碎机的发展方向。本文主要研究了PYB2100型标准弹簧圆锥破碎机，在熟悉其工作原理及结构特征的基础之上，对结构参数和工作参数进行了选择计算，确定了动力方案并对所设计的关键零部件进行了校核计算。关键词矿石，破碎，圆锥破碎机充值购买下载设计文档后，加Q1459919609免费领取图纸ABSTRACTASSOCIETYADVANCES,THEINCREASINGCONSUMPTIONOFRAWMATERIALS,LEADINGTOTHEDEPLETIONOFHIGHGRADEORERESOURCESGROWING,INCREASINGLYDEPLETEDOREGRADECHINAMETALLURGICALTOMINE,FOREXAMPLE,THEAVERAGEGRADEOF31OFIRONORE,MANGANESEORE22THEVASTMAJORITYOFUNDRESSEDOREBROKENGRINDINGANDMILLINGNEEDSTOBEDEALTWITHAFTERTHEFURNACECHARGECIRCULARCONEBREAKERSPRODUCTIONEFFICIENCY,SMALLSIZEANDHOMOGENEOUSPAIEXPECTEDTOBEBROKENMINEROCKFROM350MMTOTHEDIFFERENTLEVELSOFPARTICLESLOMM,MEETTHESKILLSNEEDSOFGRANULARITY,SOCIRCULARCONEBREAKERSBECAMETHEMAJOREQUIPMENTOFMETALMINESPLANTS20THCENTURYTHEEARLY1950S,ONTHEBASISOFTHESPRINGLOADEDBREAKERSOFFORMERSOVIETUNION,DEVELOPEDITSOWNDOMESTICBREAKERSTHEMOSTBASICDESIGNCONCEPTSOFTHISBREAKERSISCONTROLPRODUCTSGRANULARITYBYTHESIZEOFTHEMOUTHBROKENMATERIALWAYISBYMOVINGCONEWINDINGEQUIPMENTANDONEWAYSQUEEZEROLEBROKENMATERIALS,WEAKINTERACTIONBETWEENMATERIALS,BROKENPROCESSVIRTUALLYNOSELECTIVITYANDTHERECENTDEVELOPMENTOFNEWHIGHLYEFFICIENTCIRCULARCONEBREAKERSBROKENEXPANDINGTHESCOPEOFAPPLICATIONOFMATERIALS,BROKENPRODUCTSGRANULARITYSMALL,BROKENREMARKABLERESULTSCURRENTLYCIRCULARCONEBREAKERSISTOWARDLARGE,EFFICIENT,RELIABLE,ENERGYCONSERVATION,CONSUMPTIONANDAUTOMATIONDIRECTIONTHISPAPERMAINLYSTUDIEDTHETYPEPYB2100STANDARDSPRINGCONECRUSHER,ONTHEBASISOFFAMILIARWITHITSWORKINGPRINCIPLEANDSTRUCTURECHARACTERISTICS,SELECTEDANDCALCULATEDITSSTRUCTURALPARAMETERSANDWORKINGPARAMETERS,DETERMINEDTHEMOTIVATIONSCHEMEANDCHECKEDCALCULATIONOFTHEKEYPARTSTHATDESIGNEDKEYWORDSMINE,BREAK,CONEBREAKERS充值购买下载设计文档后，加Q1459919609免费领取图纸目录摘要2ABSTRACT31绪论511引言512历史发展513应用效果72总体方案设计821圆锥破碎机的类型822圆锥破碎机的工作原理823简述各部分结构及功用93圆锥破碎机的结构参数和工作参数的选择与计算1231结构参数12311给矿口宽度与排矿口宽度12312啮角12313破碎机的摆动行程13314平行碎矿区L1432工作参数14321破碎锥的摆动次数14322生产率15323电动机功率1633圆锥破碎机的运动学1634圆锥破碎机的动力学20341破碎锥的惯性力和惯性力矩21342偏心轴套的惯性力2635偏心部分的运动状态274电动机的选择及轴的计算3141主电动机的选择及传动比的分配31411电动机的选择31412传动比的分配3142传动装置的运动和动力参数的选择和计算3143传动零件的设计计算32431齿轮的计算32432齿轮的校核33433传动轴的设计计算36434滚动轴承的选择和寿命验算42小结42致谢44参考文献44充值购买下载设计文档后，加Q1459919609免费领取图纸1绪论11引言当今社会在不断向前发展，原材料的需求也是与日俱增，然而富矿资源的储备是有限的，这就导致着矿石品位的日趋贫化。从目前我国的冶金行业的统计数据来看，铁矿石及锰矿石的平均品位在2030之间。由于冶金行业对于炉料各方面的要求较高，所以绝大多数的原矿是需要破磨和选矿处理的。圆锥破碎机就此应运而生，作为金属矿山选矿厂的主要破碎设备，其具有生产效率高，破碎出来颗粒小且均匀等优点，可将直径350MM左右矿岩破碎至L0MM以下，以满足入磨粒度的需要。破碎机的发展广泛使用，目前破碎机正向着大型、高效、可靠、节能、降耗和自动化方向发展。近些年来，随着科学技术的快速发展，新结构、新材料以及新工艺广泛运用在各行各业中。最新研发的新型圆锥破碎机其可破碎的物料类型及种类正在不断扩大，而破碎出来的颗粒度也在不断减小。大型高效、实用可靠、节能减排和自动化是目前圆锥破碎机的发展方向。12历史发展弹簧式圆锥破碎机始于上世纪初叶，也称为西蒙斯圆锥破碎机，它是以最初研制者西蒙斯兄弟的名字命名的。其主要结构形式为偏心套套于主轴之上，采用偏心套来驱动，矿岩就是在破碎腔内不断地受到动锥衬板的挤压和弯曲而破碎。该破碎方式存在振动大，排矿口大小调整困难，弹簧组的过载保护方式可靠性差，且弹簧易损坏。虽在不断改进，也日趋完善，但其工作原理和基本构造始终变化不大。20世纪40年代末，单缸液压圆锥破碎机首先由美国ALLISCHALMERS公司推出，也称为陡锥破碎机，其底部结构是在旋回式破碎机基础上改进而来的。相比于西蒙斯圆锥破碎机，该机排矿口调整和过载保护均采用液压技术，大大简化了其结构形式，降低了质量，提高了使用性能。20世纪50至60年代，上部单缸、周边单缸液压圆锥破碎机在国外多家公司，包括法国DRAGON公司的子公司以及日本的神户制钢有限公司等均研制出来。20世纪7080年代，圆锥破碎机得到了快速的发展，一系列高性能的圆锥破碎机充值购买下载设计文档后，加Q1459919609免费领取图纸相继问世，其中就有美国ALLISCHALMERS公司的高能液压圆锥破碎机；NORDBERG公司推出的适用于中硬物料的破碎的旋盘式圆锥破碎机；由于其偏心距较小且破碎力不大，进而又推出超重型短头圆锥破碎机，该机虽加大了功率，但是弹簧和机架的材料要求较高，增加了制造成本，接着该公司又研发出了OMNI型圆锥破碎机。BS704UF型超细圆锥破碎机是由BABBITLESS公司推出的，该机不在使用偏心套，取而代之滚动轴承，动力采用电动机，由皮带传动带动动锥摆动，排矿口大小调整和过载保护均采用单缸液压缸装置，可以实现给料粒度10MM,产品粒度63MM占80。20世纪90年代以来，新推出的破碎机结构大多分上、下两部分，上腔是按料层原理进行破碎物料，而下腔设计为平行区。实践表明该结构形式破碎机产品粒度细级别含量较一般圆锥破碎机提高8左右，衬板金属消耗量降低了至少20。其中就有美国NORDBERG的新一代HP系列圆锥破碎机；瑞典SVEDALA公司的新H系列圆锥破碎机；俄罗斯国内研究机构研究开发出的新型短头圆锥破碎机，国内圆锥破碎机的研究起步较晚，上世纪50年代，1200型和2200型弹簧圆锥破碎机研发成功，它是在原苏联的某弹簧圆锥破碎机的基础上进行研究开发而成的。上世纪70年代国内相继开发出多种型号的液压圆锥破碎机，其中包括多液压缸和底部液压缸型。上世纪80年代，国内某重型机器厂家向美国NORDBERG公司引进先进的设计制造技术，并合作生产了西蒙斯和旋盘式圆锥破碎机，之后又引进了各种类型圆锥破碎机，均取得了较好应用效果。为了能完全掌握圆锥破碎机的关键技术，国内厂家和研究机构纷纷与国外厂家合资办厂，各大相关科研机构与高校也纷纷成立了研究中心。随着国内石料加工行业的发展壮大，中小型圆锥破碎机也得到了快速的发展。由于中小型圆锥破碎机技术要求相对较低，国内许多企业也逐渐掌握了其关键技术，目前市场上的中小圆锥破碎机也多为国内企业所生产。例如，上海路桥机械设备有限公司生产的AF型圆锥破碎机；沈阳华杨机械厂生产的西蒙斯、旋盘式和HP系列圆锥破碎机等；其它一些生产企业包括鞍山矿山机械总厂、上海龙阳机械厂以及上海多灵沃森机械设备有限公司等。目前，我国圆锥破碎机市场规格品种齐全，覆盖大、中、小全系列产品，基本可以满足国内需求。但是与国外同类产品相比，还是存在不小的差距，包括产品的稳定充值购买下载设计文档后，加Q1459919609免费领取图纸性、可靠性以及耐磨材料的使用等问题，有待进一步研究、改进。13应用效果近些年来，新结构、新材料以及新工艺广泛运用在各行各业中。最新研发的新型圆锥破碎机其可破碎的物料类型及种类正在不断扩大，而破碎出来的颗粒度也在不断减小，破碎效果显著。国外BUTTE选矿厂，采用NORDBERG公司的MP1000型破碎机进行生产，其产品粒度12MM占80，相比于SYMONS圆锥破碎机，使磨机生产能力提高了近37。波兰柳宾使用新的工艺，即在锤式破碎机破碎矿石后再使用MP型破碎机进行补充破碎，可以使颗粒度降至14MM占80，大大提高了生产效率，节约了能源消耗。国内鞍钢调军台选矿厂早期使用的中碎型HP700圆锥破碎机，排料粒度75MM，处理能力790T/H；而采用细碎机后，排料粒度12MM占92，处理能力350T/H,大大提高了生产效率，节约了磨机能源消耗。安徽铜陵某有色公司与北京矿冶研究总院合作对破碎工艺流程进行研究，采用两台设备（PD90120型颚式破碎机和GYP1200型惯性圆锥破碎机）进行两段开路破碎，使生产能力达到了7080T/H，破碎颗粒度由给料750MM破碎到8MM，并且整个系统能源消耗降低了20，磨机的处理能力也提高了25。充值购买下载设计文档后，加Q1459919609免费领取图纸2总体方案设计21圆锥破碎机的类型中碎用破碎机称为标准型，中、细碎用称为中间型，细碎用称为短头型。三种型式这是根据破碎机破碎腔型不同而划分的，其中以标准型和短头型应用最广。我国生产的破碎机代号标准为用汉语拼音字母和动锥的底部直径表示型号，如PYD2200、PYB2200、PYZ2200和，其中第一个字母代表破碎机、第二个字母Y代表圆锥；第三个字母分别表示为D短头型、B标准型、Z中间型、数字2200表示动锥底部直径（毫米）。弹簧保险和液压保险两种类型的划分则是根据调整排矿口和过负载时的保险方式确定。本设计方案研究的是2100标准弹簧圆锥破碎机，即PYB2100。22圆锥破碎机的工作原理如图21所示，破碎机的动力输入采用马达，动力经过传动轴2传递给圆锥齿轮3，圆锥齿轮3带动偏心套4旋转，偏心套上开锥孔，主轴5装于锥孔内，动锥6固装在主轴上并支持在球面轴承8上。当电机驱动偏心轴套旋转时，动锥6以O为顶点，O1O为中心线绕破碎机中心线OO2作锥面运动。这样，当动锥中心线OO1转到如图所示的位置时，动锥6与定锥7距离最近，此时矿石颗粒处于被挤压和破碎状态，图21圆锥破碎机1马达；2传动轴；3伞齿轮；4偏心轴套5主轴；6动锥；7定锥；8球面轴承D动锥底部直径充值购买下载设计文档后，加Q1459919609免费领取图纸当动锥面远离定锥时，被挤碎了的矿石靠自重从两锥体底部排出。圆锥破碎机的此种破碎方式相比于其他方式具有生产率高工作平稳的优势。23简述各部分结构及功用图22圆锥破碎机总体1机架下盖；2止推盘了；3偏心轴套；4直衬套；5机架中心套筒；6大伞齿轮；7平衡重；8方销；9进水管口；10机架；11球面轴承座；12球面轴承；13挡油环14衬板；15弹簧；16毛毡密封；17固定环（支承环）；18弧形齿板；19锁紧螺帽；20制动齿板；21分矿盘；22漏斗；23支承罩；24“U”型螺栓；25定锥衬板；26耳环；27注黄油孔；28调整环；29螺栓；30动锥；31领缘；32环形油槽；33排水管口；34传动轴套筒；35小伞齿轮；36排油口；37锥衬套；38主轴；39进油口充值购买下载设计文档后，加Q1459919609免费领取图纸图22的圆锥破碎机的几大主要部分为机架部分；传动轴部分；偏心轴套部分；球面轴承部分；动锥部分；调整环部分。其中，机架是整个破碎机的载体其它所有部分均安装于机架之上。机架采用4个地脚螺栓进行固定。传动轴套筒（34）采用螺钉固定，并插入机架中心套筒（5）中。中心套筒里装入直衬套（4）（也叫直铜套）。由于采用尼龙轴承效果较好，原来一直沿用青铜材料制造直衬套也逐渐改用尼龙直衬套。一般直衬套的上口要开两个缺口，用压板将其压住，以防止直衬套上串。装在机架传动轴套内的是破碎机的齿轮传动部分，其前端小圆锥齿轮和偏心轴套上的大圆锥齿轮相啮合。另一端则通过联轴器与电动机相连接。圆锥破碎机传动轴部分采用的轴承既可以选用滚动轴承也可用滑动轴承。由于破碎机动力传输时冲击力很大，滚动轴承容易遭到破坏，所以必须选用核实的轴承，并校核其强度与寿命。偏心轴套部分是由以下三部件组成大圆锥齿轮（6）、偏心轴套（3）以及锥衬套（37）。锥衬套一般采用青铜或用巴氏合金制造，现多采用尼龙锥衬套。压装在偏心轴套锥形孔里的锥衬套需在其上部开缺口处铸锌加固。偏心轴套与大圆锥齿轮之间采用键联接。大圆锥齿轮顶部装有平衡重7，目的是平衡动锥（30）的惯性力，并使偏心轴套与直衬套沿全长接触。球面轴承部分有球面轴承座（11）和球面轴承（球面瓦）（12）组成。球面轴承一般也采用青铜材料制作的，随着对尼龙轴承的性能的不断改善，此种轴承将会越来越多地被采用。球面瓦与球面轴承座是采用销子固定，球面瓦上开有回油孔，档油环（13）装于球面轴承座外圈，该结构用于防止从轴面瓦外缘挤出的油进入防尘水中。装防尘水装于球面轴承座上的一圈环形沟槽内。球面轴承座的下部止口与机器上的环形加工面相配合。动锥部分由动锥体（30）和主轴（38）组成，采用加热后加压装入的方式装配。锰钢衬板（14）装于动锥的外表面。中间铸锌以使它们之间贴合紧密。锁紧螺帽（19）用于锁紧其上部。分矿盘（21）处于锁紧螺帽的顶部。制动齿板（20）可以防止破碎机运转时锁紧螺帽退扣。为了防止主轴与锁紧螺帽的相对运动，制动齿板的外齿与锁紧螺帽的内齿相互卡住，其下方的方形键卡在主轴头部的缺口内。充值购买下载设计文档后，加Q1459919609免费领取图纸调整环部分其实也可以看做一个动锥体，其特征表现为外圆锥表面有锯齿形螺纹，内部锥体上开着七个缺口，八个耳环（26）位于定锥衬板（25）上面。将定锥衬板与调整环（28）通过过缺口钩耳环U”形螺栓（24）固定。固定环（17）和调整环靠锯齿形螺纹联接；定锥上升或下降靠旋转环调整，从而达到改变破碎机排矿口大小的目的。由调整环的螺纹旋向，可以判断出排矿口大小的调整，即是增大还是减小。调整环是用弧形齿板（18）锁紧。在固定环（17）的下端装有密封毛毡（16）以及径向方向开黄油孔，起着保护螺纹、润滑调整以及密封灰尘的作用。由于破碎机的许多部件表面是相对运动的摩擦表面。所以破碎机正常运转离不开良好的密封和润滑。防尘装置一般破碎机产生的灰尘是不可避免的，且产品的颗粒度越小灰尘越大，所以，完善的防尘系统是必不可少的。水封防尘是目前弹簧式中细碎圆锥破碎机采用的装置。盛水的环形沟槽（15）开于球面轴承座上，截锥形的领缘（34）焊于动锥上，且下端插入沟槽15的水中，用于挡住灰尘，并使它落入水槽中，以防止灰尘进入破碎机内部。防尘水的流向为经入水管口35进入沟槽，充满后从排水管口36流走，同时把落入水中的灰尘带走。破碎机的润滑油循环润滑是破碎机采用的通用润滑方式。循环方式依次为中心套筒的端盖上的进油孔流入偏心轴套的止推盘中，通过止推盘上放射状的油沟润滑止推盘；油经止推盘中心孔沿偏心轴套内外表面和主轴上的中心孔上升，同时也润滑各摩擦表面，最后润滑球面轴承和圆锥齿轮，圆锥齿轮上带出的油顺排油孔38排出。其中轴承的润滑则是采用单独的油路给油和排油。充值购买下载设计文档后，加Q1459919609免费领取图纸3圆锥破碎机的结构参数和工作参数的选择与计算31结构参数311给矿口宽度与排矿口宽度给矿口宽度B选定的一般公式为，其中给矿粒度D由具体的选DB512矿流程来确定。实际排矿口宽度有合理的调整范围，以满足破碎各种宽度矿石的需求。PYB2100圆锥破碎机适用于中碎工况，最大给矿粒度初选260MM，所以最大给矿口宽度B可以初选为312325MM排矿的过大颗粒系数（其中是破碎产品的最大粒度，E是排矿口的EDZMAXMAXD宽度）与矿石硬度存在一定线性关系。对于PYB2100圆锥破碎机来说，破碎硬矿石时Z24；中硬矿石Z19软矿石Z16。一般来说中碎用破碎机不会设检查筛分机构，所以在选择圆锥破碎机中碎用的排矿口宽度E时，一定要将过大颗粒对细碎破碎机给矿粒度的影响考虑在内。312啮角参考文献5，41可知，圆锥破碎机的啮角需要满足下列不等式12图31圆锥破碎机的啮角和平行带充值购买下载设计文档后，加Q1459919609免费领取图纸212（31）其中，破碎锥的锥面斜角1固定锥的锥面倾斜角。2破碎锥轴线与破碎机中心线的夹角，通常取。O2衬板与矿石之间的摩擦角。设计时，通常取。中碎用圆锥破O231碎机取；在保证O450整体结构尺寸的情况下，较大的将有利于提高机器的生产1效率。本设计方案中选用O401O612313破碎机的摆动行程处于排矿口平面内的破碎锥轴线的摆动行程，即破碎锥的摆动行程S，由右图所标示的几何关系计算可得TAN2HR（32）式中R处于排矿口平面内的破碎锥轴线的偏向距；H破碎锥下边缘与中心O点的距离。MM572TAN80OS图32破碎锥的摆动行程充值购买下载设计文档后，加Q1459919609免费领取图纸破碎锥下部A点的行程为TAN2LS（33）式中，L破碎锥母线长度。MM82TAN1602OAS314平行碎矿区L平行碎矿区一般设置于圆锥破碎机的破碎腔下部，这是为了保证破碎机产品的均匀度和细度，因为在平行碎矿区内，物料至少要受一次检查性破碎。查阅文献5，44可知，标准型圆锥破碎机的平行碎矿区长度可初步由下式确定DL085（34）式中D是破碎锥的底部直径。MM5178620850L取为170毫米。32工作参数321破碎锥的摆动次数圆锥破碎机进行破碎的矿石大多靠自重沿破碎锥斜面排除而不至于自由下落，因为破碎锥的倾角通常较小，并且在其下部还设置1有不同长度的平行碎矿区。因此，根据排矿特点可以设计圆锥破碎机破碎锥的摆动次数。右图所示为已破碎的矿石从平行碎矿区的始点滑到末点时所受力分解图。矿石重力沿斜面方向分力图33矿石在破碎锥上所受的力充值购买下载设计文档后，加Q1459919609免费领取图纸、摩擦力和离心惯性力P。但是，惯性力P随着时间而不断改变方向，1SING1COSFG据分析，在破碎锥摆动一次的时间内，它对矿石下滑的影响几乎为零，可以不做考虑。由上图力的分解图可求出矿石沿破碎锥平行碎矿区下滑时的加速度11FGCOSSING故FCSSI11式中F矿石与破碎锥表面之间的动摩擦系数，一般F取025035；G重力加速度，按G981M/S选取。2假定矿石以等加速度在平行碎矿区滑动，行程为1CM时破碎锥摆动一次所用时间为T秒，即有211260COSSIN1NFGATL则次/分LFN11SSI30（35）对于标准型圆锥破碎机而言上式是成立的。但是该理论计算公式是在理想状态下考虑，而实际上会有一部分矿石呈现跳跃式运动，所以也不能完全保证矿石在平行区内受12次破碎，可能会存在产品粒度过大情况。因此，我们可以适当的调整圆锥破碎机的转速，一般提高10左右，既能增加生产效率，提高合格产品的数量，同时，还可以减少闭路碎矿作业中的矿石循环量对筛面的磨损。但是转速也不能过高，因为这会增加破碎矿石时的离心力，进而影响矿石下滑速度，最终影响排矿和产量。查阅文献5，46可知，下列经验公式可以用于初步计算圆锥破碎机实际有利转速次/分DN320（36）充值购买下载设计文档后，加Q1459919609免费领取图纸式中D破碎锥底部直径，米。次/分2013N322生产率圆锥破碎机的生产率与矿石性质（可碎性、比重、节理以及粒度组成等）、机器的规格类型以及破碎机操作条件（破碎笔、负荷系数与给瓯矿均匀程度）等相关因素有关，同时选矿工艺流程中破碎机的参数配置也对其有一定的影响。现有的理论计算方法也不能把这些影响因素全部考虑进去，故一般的初步计算采用经验总结公式，然后再依据实际的工作条件进行校正。查阅文献5，47可知，圆锥破碎机开路破碎时的生产率计算公式如下吨/小时612EQKQO（37）式中K矿石的可碎性系数，查表得K10；11K破碎比的修正系数，查表由插值法得K113123；22单位排矿口宽度的生产能力，查表由插值法得12671367；OQOQ排矿口宽度，E60；E矿石的松散比重，取094。吨/小时50619472130Q吨/小时3查阅文献5，48可知，在闭路破碎时，圆锥破碎机的生产能力按闭路通矿量来计算吨/小时KQ（38）式中Q开路时破碎机的生产能力，顿/小时；K闭路时平面给矿粒度变细的系数，标准型取K134。充值购买下载设计文档后，加Q1459919609免费领取图纸795341Q吨/小时所以此圆锥破碎机的生产能力为500800吨/小时。323电动机功率查阅文献5，49可知，圆锥破碎机的电动机功率可按下列经验公式选取9165DN（39）式中D破碎锥底部直径，米。261659KW查表得实际选用的电动机功率为200KW。33圆锥破碎机的运动学具有能在空间进行摆动的破碎锥是圆锥破碎机很重要的一个结构特征。机器中心线与破碎锥的轴线位置相交于O点，其夹角为。O2破碎机开始运作时，破碎锥轴线相对于机器中心线的运动轨迹为圆锥面，其锥顶为球面轴承O，O点始终保持静止。因此，破碎锥的运动形式可看做为刚体绕某定点进行的转动。从破碎锥支承装置的结构特点分析可知，破碎锥既是公转运动也做自转运动，即不仅随偏心轴套的偏心孔绕机器的中心线做旋转运动，而且还绕自己的轴线旋转。因此破碎锥的运动是由两种旋转运动组成绕机器中心线进行的旋转运动可以称为进给运动或者牵连运动；绕自己的轴线进行的旋转运动称为自转运动或者相对运动。我们将这种复杂的运动形式称为规则运动。该运动形式角速度关系为（破碎锥绕瞬时轴线旋转的角速度向量）O1图34破碎锥的角速度向量图2150290630充值购买下载设计文档后，加Q1459919609免费领取图纸（进给角速度向量）（自转角速度向量），即按平行四边形法则而相加。角速度1向量的所在线与物体的转动轴相重合，角速度向量的方向由右手螺旋法则确定。破碎锥的进动角速度向量、自转角速度向量和绝对角速度向量在坐标轴上1OOX和OZ上的投影为SINSI1O（310）CO解上列联立方程组得（311）SINO式中为瞬时轴线与机器中心线之间的夹角。当和为定值时，则的函数关系如图35。FO从图中可以看出，当时，有最小值900SINMIO（312）当时，则有最大值00MAXO（313）破碎机在空载运转和负载运转时，破碎锥的瞬时轴线位置是不同的。破碎机在空载运转时，由于安装或制造的质量，或球面轴承和偏心轴套内孔的润滑等情况的变化，可能出现两种极限情况（1）当时，即破碎锥的瞬时轴010线与破碎机的中心线重合。此时破碎锥与偏心轴套一起转动。产生的主要原因则是存在安装制造的误差，造成破碎锥主轴与偏心轴套内孔局部接图35与角的关系曲线1图36空载时破碎锥的角速度向量图充值购买下载设计文档后，加Q1459919609免费领取图纸触，或存在润滑不良、轴与偏心轴套内孔之间的间隙过小而使主轴被偏心轴套抱住的情形。这种情况是绝对不允许的。（2）当时，说明安装质量和制造质量以及润滑都很好。根据平行四边形法则可1以求得的大小和方向。从图36中可以看出，由于，00O，故为等腰三角形，因此，O0O29218O（314）所以，圆锥破碎机的。O1的大小可由下式确定0290COS20（315）根据以上分析，破碎机空载时，破碎锥的绝对角速度的转动方向始终与偏心轴套的回转方0向相同。根据实践，破碎机正常运转时，破碎锥的绝对转数为转/分，即。15O1502破碎机有载运转时，矿石对破碎锥表面的摩擦力大大地超过了作用在破碎锥的上部支承点和偏心轴套内孔对破碎锥的摩擦力，因此，破碎锥就以通过球中心和破碎锥与矿石的接触点的连线为瞬时轴线（由于接触点是变化的，可以近似的区破碎锥的母线位瞬时轴线）沿位于破碎腔内的矿石层作无滑动的滚动。滚动的角速度可由0破碎锥轴线上的B点绕以破碎锥母线位瞬时轴图37有载时破碎锥的速度计算图充值购买下载设计文档后，加Q1459919609免费领取图纸线转动时的速度来确定。轴上的B点以角速度绕瞬时轴线转动，故B点的速度为OZ0OC式中C为B点至瞬时轴线（破碎锥的母线）的垂距。轴上的B点又以角速度绕OZ轴转动，故B点的速度亦为OZ0RV式中为B点之OZ轴的垂距。0因此，则知0RCVB即CR0（316）式中负号表示的转动方向与的转动方向相反。根据破碎机的结构尺寸，通常，O。0540CR破碎机负载运转时，。破碎机的绝对角速度的转动方向与偏心轴O504MIN0套的转动方向相反。充值购买下载设计文档后，加Q1459919609免费领取图纸34圆锥破碎机的动力学由于圆锥破碎机的特殊结构特征和运动形式，其破碎锥和偏心轴套的质心都不是在回转中心线上的，故在运转过程中，必然会存在惯性力以及相对应于固定点O的惯性力矩。它对机架的作用表现为一种周期性的动载荷运动，是引起机架振动以及偏心轴套偏斜的主要因素，严重时，甚至会导致机器无法正常运转。所以，了解其惯性力和惯性力矩产生的大小和方向对采取措施消除其有害影响至关重要。341破碎锥的惯性力和惯性力矩由圆锥破碎机的运动学分析可知，圆锥破碎机的破碎锥是作规则运动。而要使破碎锥作规则运动，必须在其上加一具有一定大小和方向的固定点O的外力力矩，反过来说，在迫使破碎锥作这种运动时，破碎锥上将作用有与外力力矩大小相等方向相反的惯性力矩。我们可以采用下述方法来确定作用在破碎锥上的惯性力矩。图38牵连惯性力对OX,OY,OZ轴的力矩充值购买下载设计文档后，加Q1459919609免费领取图纸以固定点O为原点，选定直角坐标系OXYZ,，使OZ轴（即角速度向量的方向）与破碎机中心线相重合（图38）；取动坐标系，使轴（即相对角速度向量ZYOX的方向）与破碎锥的轴线相重合，并且使轴位于Z垂直平面内，则轴是与1OOY该平面相垂直的。从轴的正向一端看去，反时针的方向即由到转到一个角的OY1方向，记为正的转向。将破碎锥分成许多垂直并对称于轴的薄圆片。另表示任一薄圆片上的质点，OZIP其绝对加速度为PIAKIRIEIIA（317）式中牵连加速度，；EIA2EIIR为至OZ轴的垂距；EIRIP相对加速度，；RI21RIIA为至轴的垂距；RIIOZ哥式加速度，；为的相对加速度。KIA,SIN2RIRKIVRIIP设为质点的质量，则加于质点上的惯性力可表示为IMIPIP2EIEIEIRC1RIRIRIA,SN2RIRIIKIKIVM（318）下面就分别确定牵连惯性力、相对惯性力以及哥式惯性力对、轴的力矩。OXYZ（1）牵连惯性力对、轴的力矩OXYZ将质点的牵连力沿着坐标轴OX、OY可分解为IP2EIRM充值购买下载设计文档后，加Q1459919609免费领取图纸22COSXMRCIEIEIXNYIIIY（319）因此，将质点系的牵连惯性力进行分解，各分力对、轴的力矩分别为OXYZ（沿坐标轴方向的力矩向量为正）2ZYMMIEXIY22XYXIIEZ（320）由图38可知SINCOZXYSICXZ（321）将公式（321）分别代入公式（320）中得02ZYMMIEX由于破碎锥是对称于的，所以其相对于轴的离心转动惯量。OOZ0ZYMISINCSINC2XZXIEY222ZMICOS2ZXIN22YYICS2XIZIRMROI21J充值购买下载设计文档后，加Q1459919609免费领取图纸式中，和分别为至，轴的距离，所以和就表示破碎0ZXMIZRXIPOZX1J2锥对和轴的转动惯量。O0SINC22ZYMYZMIIEZ式中，。0YXI0YI（2）相对惯性力对、轴的力矩OXZ相对角速度为常数，故向心加速度就可表示相对加速度。由于破碎锥与轴存1OZ在对称关系，而大小相等，方向相反的两个惯性力是互相抵消的，所以破碎锥内每两个对称质点的相对惯性力抵消，因而与任何轴的力矩也就为零。（3）哥式加速度对、轴的力矩OXYZ将移到处，并沿和轴IP分解为和，其值为XZSINCOZ和组成的平面与坐标XZ面平行，因此，哥式加速O度沿和轴的分量为（图39）1COS2SIN2RRZKIXVA其方向沿线的离心方向。R图310哥氏惯性力对OX,OY,OZ轴的力矩图39哥氏惯性力对OX,OY,OZ轴的力矩充值购买下载设计文档后，加Q1459919609免费领取图纸SIN2COS2SIN211XRVARXKIZ其方向垂直于平面而与轴反向。OYZ因此，对应于哥式加速度分量的惯性力为RIKIXKIXMACCOS21NXIIZIZ（322）都通过轴，并且对于破碎锥内任意两个对称质点的惯性力总是大小相等方KIXCOZ向相反，处于一种平衡状态，可想而知整个破碎锥的这种惯性力也处于平衡状态，平衡状态的力对于任何轴的力矩就为零。而的方向与轴一致。相对称的两个质点KIZCOZ和，其惯性力当然大小相等方向相反。因此，和的惯性力形成一个力偶，其IPIIPI中作用面和坐标面是相互平行的，故力偶矩等于OZX211SIN42SIN2XMMII在平行平面内的这些力偶组成了整个破碎锥的哥式惯性力，它们对于、OXY轴的力矩为OZ0KXM2114SINSIN4XMXMIIY（323）0KZ因破碎锥与轴的对称关系，故O22YXII1224JRMYXMIII式中代表一对质点的质量。因此可知ISINSIN4SIN1121JJXMIKY由上述公式可知，各惯性力对、轴的力矩之和为OYZ充值购买下载设计文档后，加Q1459919609免费领取图纸0KXREXXMYRYYSINCOSIN1212J（324）COSSI1211JJ0KZRZEZZM为了便于求出破碎锥的转动惯量和，可把破碎锥及其心轴划分为若干个形状1J2简单的单元体（图310），再根据以下公式分别求出每个单元体的转动惯量和，IJ1I2然后取其总合即为和。其计算公式如下1J21412IIIIIIZRGRRM2122IIIZJJ4311413121IIIIIIIIRZRGR（325）式中各单元体的质量；IM破碎锥及其心轴材料的比重，吨/米；3重力加速度，米/秒；G2及破碎锥的轴线与各个1IRI单元体边缘的距离，单位为米；及破碎锥的悬挂点与各个1IZI充值购买下载设计文档后，加Q1459919609免费领取图纸单元体的边缘的距离，单位为米。破碎锥绕破碎机中心线以等角速度回转时，根据质心运动定理，破损锥的惯性力为52MRC（326）式中破碎锥的质量；破碎机中心线与破碎锥质心之间距离。R破碎锥的惯性力作用线到固定点O的距离为CMHY（327）通过公式初步估算一下M162048H惯性力位于水平方向，不通过破碎锥的质心。342偏心轴套的惯性力由于偏心轴套的质心不在其回转轴线上，因此，它在旋转中也产生惯性力，其值PC等于偏心轴套内锥孔所包容的质量，以相同的角速度绕同一轴线旋转时产生的惯性力，但方向相反。惯性力的大小和作用点的位置可用积分方法确定5XVVPPDVNGDC2（328）图310破碎锥转动惯量近似确定法充值购买下载设计文档后，加Q1459919609免费领取图纸（329）PVDCXL式中偏心孔体的微分惯性力；偏心孔体的微分体积；XV偏心轴套的比重；的重心到回转轴线的距离；XNXD从偏心轴套的上平面到作用线的距离；PDC从偏心轴套的上平面到的合力作用线的距离。LP偏心轴套的各几何尺寸见图311。根据图可以写出HXNMNXDVX42HX21将、和值代入公式和公式中，积分得ND323482121NMDNDMNDGCP（330）323512641212NMDNDMNDHL（331）N60PCM7L图312偏心轴套的惯性力图311偏心轴套的惯性力充值购买下载设计文档后，加Q1459919609免费领取图纸35偏心部分的运动状态圆锥破碎机动锥的运动是由电动机经传动轴、小伞齿轮、大伞齿轮（与偏心轴套固联在一起）驱动主轴，使动锥轴线以O为顶点，绕破碎机中心线作锥面12O运动。同时，动锥还绕本身轴线自转。这样的运动叫旋回运动。所以，圆锥破碎机又称为旋回破碎机。偏心部分的运动状态所谓偏向部分的运动状态是指孔载荷有载时注重在锥衬套里和偏心轴套在直衬套支靠在哪一边的问题。破碎机偏心部件的运动状态是由作用力大小、方向和着力点所决定。为了找到偏心部分的运动状态，就必须求出动锥对O点的力矩方程。空载时，作用在动锥上的力有锥的自重G，动锥的惯性力，平衡重的惯性力C，偏心轴套的惯性力和其它作用力。为了简化，动锥自重G和其它作用力可省1C2C略不计，求得对球面中心点O的力矩方程式为210LLM圆锥破碎机的主轴和偏心轴套支靠在哪一边，根据上公式可有三种情况1当时，也就是没有平衡重或平衡重较小时，破碎机主轴和偏心轴套的薄边靠在直衬套的左侧。2当时，也就是有平衡重并平衡重较大时，破碎机主轴靠在偏心轴套0M的薄边，而偏心轴套靠在直衬套的右边。3当时，也就是使动锥惯性力完全平衡，实际上这是不可能的。当破碎机又载时，不管哪种情况在破碎力的作用下，动锥主轴俄偏心轴套都靠在直衬套的右侧。图312动锥上的作用力充值购买下载设计文档后，加Q1459919609免费领取图纸破碎机由空载转到有载由于有间隙的存在，必然产生冲击。由于第二种偏心部件运动状态，它的冲程（间隙）较第一种偏心部件运动状态的笑，所以产生冲击载荷较小；产品粒度也较整齐和比较小，但直衬套受力较大。选矿厂细碎圆锥破碎机，力求有较小的排矿口，能得到更小的粒度的产品。因此细碎破碎机必须采用第二种偏心部件的运动状态，也就是在偏心轴套的大伞齿轮上方装有平衡重并使，从而又能减弱惯性力和惯性立即对机场的振动和对机器运0M转的有害作用，达到破碎机平衡的目的。我所设计的PYB2100标准圆锥破碎机的偏心部分就是这种运动状态的，即空载时，主轴靠在偏心轴套的薄边，偏心轴套用厚边压在直衬套上；有载时，主轴靠在偏心轴套的厚边而偏心轴套还是用厚边压在直衬套上。大伞齿轮的运动状态圆锥破碎机运转时，由于偏心轴套与直衬ABC图313破碎机偏心部件的运动状态充值购买下载设计文档后，加Q1459919609免费领取图纸套与直衬套中间有较大的间隙而且偏心轴套的厚边总是压向直衬套，所以大伞齿轮不是绕它本身的中心线OO旋转而是直衬套间隙2C之半为半径绕破碎机中心线作1O圆周运动。一对伞齿轮正常啮合时，必须是两锥顶交于一点并且节线相重合。大伞齿轮这种特殊的运动状态，不可避免的破坏了一对伞齿轮的正确啮合条件。因此，在破碎机正常工作中，在齿轮和传动轴上产生很大的冲击载荷和在齿面上产生附加的磨损。所以，这种破碎机伞齿轮磨损特别严重，寿命很短。偏心部分的间隙所谓偏心部件的间隙是指直衬套与偏心轴套，主轴与锥衬套之间的间隙。为了使破碎机运转时，在各摩擦表面形成可靠的润滑油膜，为了补偿偏心部件制造和装配的误差以及为了防止偏心部件热膨胀和变形卡住，偏向部件各摩擦表面之间必须留有合适的间隙。间隙太小容易发热产生抱轴现象；间隙太大降低机器使用寿命和产生冲击与振动。图313大伞齿轮的运动状态1直衬套2偏心轴套3大伞齿轮充值购买下载设计文档后，加Q1459919609免费领取图纸4电动机的选择及轴的计算41主电动机的选择及传动比的分配411电动机的选择根据工作要求及工作条件，选用破碎机专用电动机，又根据式（39）选择JSQ141010型电动机，额定功率P0200KW,同步转速N0590R/MIN412传动比的分配根据2100标准圆锥破碎机的实际工作的空偏心轴转数NW243R/MIN,得432590WONI（41）42传动装置的运动和动力参数的选择和计算0轴（电动机轴）KW20OP（42）R/MIN59ON（43）OONPT610NMM6610243599充值购买下载设计文档后，加Q1459919609免费领取图纸（44）1轴（小齿轮轴）KW1980201联P（45）R/MIN5901N（46）161NPTNMM6602359809（47）2轴（筒体）K承P（48）R/MIN43WN（49）WNPT2621059NMM66104738（410）43传动零件的设计计算431齿轮的计算1初步计算（1）材料选择由文献1表可知，选择小齿轮的材料为40CR调质），硬度为280HBS，10大齿轮的材料为45钢（调质），硬度为240HBS选齿轮精度为7级。充值购买下载设计文档后，加Q1459919609免费领取图纸（2）节锥角的计算1COTI（411）“106243COTTOARIR（412）“576029“2OO（413）由文献2表可知，314815“062COSIN12COSIN21MIAHZ（414）式中，齿顶高系数，。AHAH取小齿轮齿数，19Z1746322I（415）取大齿轮齿数。2Z（3）根据工作条件的要求，大端模数为MM30M（416）（4）齿轮分度圆的直径MM5701931ZD（417）MM8462MZ（418）（5）锥距充值购买下载设计文档后，加Q1459919609免费领取图纸MM5476213805721DR（419）（6）齿轮齿顶、齿根圆直径由文献3表可知，910齿顶高MM30MHA（420）齿顶圆直径MM625“0COS30257COS211AAHD（421）MM143“7S8S22OAA（422）齿根高MM36201MCHAF（423）齿轮基圆直径MM0849725017501RMD（424）MM1382RM（425）（7）齿宽由文献2表可知，314MM03295476280RB（426）（8）节圆周速度充值购买下载设计文档后，加Q1459919609免费领取图纸M/S61710659431063NDV（427）432齿轮的校核（）校核齿面接触疲劳强度（1）接触应力的计算由文献4表可知，齿面接触应力计算公式，即395UBDKTZREH150122（428）确定公式内的各计算数值计算载荷系数电动机驱动，载荷平稳，由文献4表可知，取251AK平均分度圆直径MM2490850701RMD平均分度圆圆周速度M/S164936NVM由文献4图（A）可知，按，得；45872105Z24VK由文献4图（B）可知，按，齿轮悬臂布置，；7367291DB1由文献4表可知，；45K6524VA由文献1表可知，弹性系数；610819EZ节点区域系数4920COS2INCOSIN2HZ计算得，充值购买下载设计文档后，加Q1459919609免费领取图纸MPA41073248051703292681426H（2）接触疲劳强度的许用应力由文献4表可知，许用接触应力计算公式，即285LVRWXNHPZSMINL（429）确定公式内的各计算数值小齿轮的接触疲劳强度极限MPA601LIMH最小安全系数0MINHS由文献1，1013可知，计算应力循环系数91105243