JP6型建筑垃圾破碎机设计【说明书+CAD】
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JP6型建筑垃圾破碎机设计【说明书+CAD】,JP6,建筑,垃圾,破碎,设计,说明书,CAD
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黄河科技学院毕业设计说明书 第25 页 单位代码 0 2 学 号 080105067 分 类 号 TH 密 级 毕业设计说明书JP6型建筑垃圾破碎机设计 院（系）名称 工学院机械系 专业名称机械设计制造及其自动化 学生姓名杨继坤 指导教师薛东彬 2012年 5 月 15 日JP6型建筑垃圾破碎机设计摘 要本设计论文对建筑垃圾目前处理现状及立法和管理进行了全面的调查和总结，分析了建筑垃圾的成分及特征，介绍了目前国内建筑垃圾治理产业特别是建筑垃圾破碎机的利用和市场前景；针对目前建筑垃圾处理日趋成为城市建设的顽症的情况，对国内外建筑垃圾的综合利用的现状和处理方法进行了介绍；系统的说明了建筑垃圾破碎机特别是锤式建筑垃圾破碎机的作用及工作原理。立轴式破碎机由于构造简单、耗能少、维修方便、出料粒度又能满足一定的需求，故有一定的需求市场。立轴锤式破碎机的工作原理是利用高速回转转子上锤头(板锤)的冲击、挤压等的产生的冲击动能被迅速转变为变形功，瞬间在物料内部产生应力波，并飞快地向四周传播，使物料在其内部的缺陷、裂纹和晶粒界面处产生很大的应力集中，促使物料沿这些脆弱面裂开而破碎。同时针对本型破碎机的设计进行了计算，对破碎机的主要组成部分电动机、传动轴、轴承、传动机构的选择进行了一系列计算，作出了最终的选择，并进性了初步的校核验证。分析证明该型破碎机在理论设计上可行性，可以投入实际生产。关键词：建筑垃圾，综合利用，破碎机，立轴The design of JP6 motor hammer crusherAuthor: Yang Jikun Tutor: Xue DongbinAbstractThe paper investigates and sums up how to dispose of the building garbage. Today, and it also introduces and characteristics of the building garbage. It introduces not the local building garbage disposition industry, especially the usages and the market prospects of the Building garbage polarizer. It aims at the bad cir constancies of the current building garbage dispositions gradually becoming the persistent ailment of the city developments. It introduces the synthesizing usages of both the domestic and the international Building Garbage pulverizes. It explains the function and working principle of the Building Garbage pulverize especially the Hammered Building Garbage pulverize. It expounds the bring upping of the machine project and the basic way of thinking the design on this kind of the building garbage pulverize. Shaft-breakers as simple structure, less consumption and maintenance convenience, the material can meet certain size requirements Therefore, there is a demand for the market. Vertical hammer crusher The working principle is the use of high-speed rotating rotor Hammer (Hammer plate) the impact, Squeeze the kinetic energy produced by the impact of the rapid transformation of deformation work, in the instant materials internally generated stress wave, and quickly spread to four weeks, so that material in its internal defects, crack and grain interface great stress concentration promote material along these fragile and broken surface crack.Meanwhile it calculates the design of this certain kind of the Building Garbage Pulverize, especially has a series of calculation on the main parts such as the electromotor，the transmission shafts, the bearings and the choice of the transmission parts. Then it makes out the final choice and at the same times，it collates tests andverifies then preliminarily. It analyses and proves the possibility of the theory design on this certain kind of the Building Garbage pulverizes. Finally, it draws a conclusion that this kind of the machine can throw in the actual production.Keywords: Building garbage, Sintering, Vertical shaft, Bearings 目 录1 绪 论11.1 建筑破碎机设计的目的及背景11.2 建筑破碎机的国内现状11.3 建筑垃圾破碎机的作用及其原理11.3.1 建筑破碎机的作用11.3.2 锤式破碎机21.3.3 立轴破碎机的特点及原理32 设计任务阐述与方案分析52.1 设计任务阐述52.2 方案分析论证53 设计计算73.1 电动机的选择73.1.1 电动机的类型73.1.2 电动机型号的确定83.2 传动机构的选择及设计计算83.2.1 传动机构的对比分析及确定83.2.2 带传动的设计计算103.3 轴的设计计算133.3.1 轴的结构设计133.3.2 轴的校核计算143.4 轴承的选择及计算163.4.1 轴承的选择163.4.2 轴承的校核计算183.5 键的选择及校核计算183.5.1 键的选择183.5.2 键的校核计算193.6 润滑与密封203.6.1 润滑剂的选择203.6.2 密封件的选择203.7 破碎机其他部件的设计203.7.1筒体的设计203.7.2锤头的设计213.7.3篦条的设计21设计总结22致谢23参考资料241 绪 论1.1 建筑破碎机设计的目的及背景 随着我国经济的高速发展，城市化水平提高，城市大规模拆迁和建设，道路的不断修理和拓宽，一大批国家重点工程的实施，人民在欣喜的看到共和国阔步前进的同时，也面临着一个长期困扰城建工程的问题:日益增多的建筑垃圾处理问题，其已成为影响环境保护，城市建设，人民生活和可持续发展的重要因素。而其处理设备特别是破碎设备发展的滞后成为解决这一课题的瓶颈。1.2 建筑破碎机的国内现状目前，国内在建筑垃圾处理设备生产方面技术比较落后，达不到现代工程的要求，所需该类产品基本依赖进口，而且由于该类大型设备造价比较高，并且处理能力比较强，一般规模的工程满足不了其工作负荷且无法承担其高昂的费用，所以只有在国家大型工程如三峡工程、小浪底工程及其它大型工程中使用，无法在中国市场得到推广使用。而在国内所需要的新型小型建筑垃圾破碎设备生产上基本上还是一片空白，据保守估计，我国目前有大约800套的年需求，并且这个量将随着经济得发展以及各大、中、小城市的改造的越来越多和地方政府环保意识的进一步增强得到发展，市场发展空间极大。1.3 建筑垃圾破碎机的作用及其原理1.3.1 建筑破碎机的作用在焚烧炉中使用经过破碎机破碎的供料是非常理想的，供料一致的焚烧炉可以工作在它的最佳状态。破碎的供料大大增加了表面积，而燃烧是一种表面反应。空气可以接触所有的供料颗粒，因而比任意的或压实的垃圾可能更容易烧得完全。在许多情况下，破碎得很碎的材料将燃烧得十分迅速，以致难于供需应足够的空气实现完全燃烧。因此，燃烧系统或焚烧炉必须根据进料类型进行设计。锅炉总是尽可能使用雾化液体燃料或煤破就是因为这个缘故。细雾化或细破化产生了更大的发生燃烧反应的表面积。供给焚烧炉的经过破碎的建筑垃圾也是如此。一种活动炉篦式焚烧炉是专为使用经过破碎的垃圾，即预先经过处理破碎成一定大小并经过筛的垃圾而设计的，正如在锅炉上使用活动筛或振动筛加煤机一样，锅炉需要用仔细加工成一定尺寸的煤。1.3.2 锤式破碎机锤式破碎机是一种常见的建筑垃圾破碎机。一般分为卧式锤式破碎机和立轴式锤式破碎机两种。锤式破碎机是一个电动机带动的大转子，转子上铰接着一些重锤。重锤以铰链为轴转动并随转子一起旋转，就像转子上带有许多锯片。进入供料漏斗的材料被破碎机打破，并被抛射到衬板上，通过锤头的冲击作用，颗粒与衬板之间和颗粒与别的颗粒之间的摩擦作用以及锤头引起的剪切作用，使材料被磨成更小的尺寸。每台机器都有几个主要部件：电动机、筒体、进料漏斗、锤头组件、转子装置，支架、出料漏斗等。机器也应具有保护装置和可进行调整的特点。进料漏斗应足够大，允许大颗粒的供料通过而不致堵塞和卡住，进料漏斗的尺寸由待加工物料的尺寸确定。转子通常装在一根经过热处理的合金钢轴上，用装有防尘罩的自对中滚柱轴承支承，转子轴应在应力最大的中部具有较大直径，而转子的设计应适合于待处理固体废物的类型。为便于维修，破碎机应该是可以拆卸的。大多数锤式破碎机外壳是可以移去的，以把锤头和转子暴露出来。然后可拨出销钉，把甩锤从转子上卸下来（固定甩锤设计除外），如已磨损，可以更换。锤式破碎机可采用固定锤头，也可采用活动甩锤。活动甩锤用锤头销钉销在转子上，其间隙必须大到使销钉在销孔中有足够的磨损面，同时使锤头仍然灵活并便于更换。当破碎机一端锤头磨损时，可将锤头换个位置，使锤头各个部位得到均匀磨损。破碎机处于不平衡状态时，常常发出噪声，引起振动，并且消耗的功率也比平衡良好的新破碎机的要大。在一个锤型转子中，废物实际尺寸的减少由锤头完成。甩锤的转速与其重量有一定的关系，而其用途也不尽相同，重锤适用于粗破碎，轻锤用于得到细碎产品比较合适。锤型转子有时可使用可倒换的锤头。当使用双向可倒换锤头时，通过翻转和倒换锤头可得到四个工作锤尖。衬板用于吸收破碎作用力，因为材料通常被锤头抛射到它的上面。它必须吸收大的冲击，因而一般用重载强簧支承。衬板可以更换，可由耐磨蚀钢材或具有特种耐磨蚀衬层的普通钢材制成。某些设计用剪条代替破碎板，产生剪切作用而不是冲击切割作用。出料筛对产品尺寸起重要作用，因筛子把破碎的材料围在破碎室内，直到材料小到可以通过筛孔为止。这就意味着材料在排出之前必须磨碎到可以通过出料筛。一般使用两种出料筛：多孔筛和篦子筛。多孔筛用于细碎产品，篦子筛用于粗重材料。其中多孔筛的孔径的选择十分重要，否则易引起破碎机的堵塞。机器的出料部分象供料漏斗一样重要，因为如果尺寸不合适而使破碎的产品不能完全排出，废物可能倒退回破碎机而增加磨损和功率消耗，最后产品会塞满破碎机，使机器停止运转。破碎机上应装有保护装置，尽可能防止供料中不可破碎的物体损坏机器。大多数机器上装有金属捕集器，用以捕集被锤头击打的重金属材料。当然也可采用磁力方法。另一种保护装置是用带有转轴的破碎板。破碎板是可换的，下端用保险销子固定就位，这样当破碎板受到过大的冲击力时，冲击力将剪断保险销子，使固定在转轴上的破碎板摆开而防止损坏。如破碎机具有调节能力，可调节破碎板以补偿磨损和控制产品尺寸。产品的最终尺寸取决于出料筛孔的尺寸以及破碎机的转速。然而提高破碎机的转速并不一定能得到更细的产品。高速破碎机比低速破碎机需要更大的动力，在高速运转时在锤头之间较难得到供料。1.3.3 立轴破碎机的特点及原理立轴锤式破碎机，属物料破碎机械。它由电机、动力传递件、筒体、上盖、底座、主轴、进、出料斗及反击板等零部件组成。其特征是固定在主轴上的转子（包括相应锤头）纵向长度明显短于横向长度，由隔筛板把筒体明显分成冲击破碎区域与锤破破碎区域，可对物料进行抛射冲击、反击、锤击、冲刷、铣削及研磨综合性破碎，从而提高了破碎效果。具有破碎比大，破碎效果好，结构简单，维修方便，易损件磨损少等特点。该套设备处理建筑垃圾的能力非常强，可以处理砖、瓦、砂浆、不含钢筋的水泥混凝土等，这些建筑垃圾被破碎后，可以作为再生的建筑原料，和水泥等其他材料配合，可用于回填、砌墙等的建筑原料而就地处理，也可再生成其它建筑材料，如空心砖、墙体轻型砖等而重新利用。在重新得到利用的同时，减少了搬运、装卸、堆放等费用，而且又节约了建筑原材料，将会对社会带来不少的经济效益.立轴式破碎机由于构造简 单、耗能少、维修方便、出料粒度又能满足一定的需求，故有一定的需求市场。立轴破碎机的发明最初是受锤式破碎机的启示，把主轴竖起来安装，这样筒体就可以制成圆形 ，四周安装衬板以保护筒体，而筒体制作简单，因是圆形，其受力情况很好，故先问世的是立轴锤式破碎机，后来其他几种都是在立轴锤式破碎机基础上的衍生物。立轴锤式破碎机 的工作原理是利用高速回转转子上锤头(板锤)的冲击、挤压等的产生的冲击动能被迅速转变 为变形功，瞬间在物料内部产生应力波，并飞快地向四周传播，使物料在其内部的缺陷、裂 纹和晶粒界面处产生很大的应力集中，促使物料沿这些脆弱面裂开而破碎。主轴通过向心调正滚动轴承安装在机体上，其轴向力由球面滚珠推力轴承承受，主轴上一般用键联接 若干排锤架，锤架上装有锤头。立轴反击式一般只有两排锤，中间有隔盘，把破碎机分成上 下两个破碎腔，即破碎腔和挤压破碎腔。筒体内壁装有斜形齿的反击板。块状物料由进料口 进入第一破碎腔落到锤架上，被高速旋转的转子加速，使物料获得足够的动能，在离心力的 作用下，飞向周边，撞击在筒体的反击板上，被冲击破碎及反弹，又被高速旋转的板锤撞击 破碎。部分物料与高速旋转的转子一起作回转运动，在回转运动中，物料相互碰撞，挤压后 而被进一步破碎后自然下落到隔盘上，在落到第二排锤架上，再次发生上述冲击、撞击、挤压，使拉圾由大变小，逐渐破碎，直到从网筛中通过为止。2 设计任务阐述与方案分析2.1 设计任务阐述本次毕业设计题目是立轴锤式破碎机设计，这种破碎机用于建筑垃圾的破碎，进料尺寸为200200150，出料尺寸为888，处理能力为每小时6吨。2.2 方案分析论证立轴锤式破碎机一般采用两种结构，即带轮上置的立轴锤式破碎机和带轮下置的立轴锤式破碎机。下面分别对这两种结构进行分析论证，以选用最适合本次设计的结构。方案一，带轮上置的立轴锤式破碎机，其结构如图2.1所示：图2.1皮带轮上置立轴锤式破碎机结构示意图方案二，带轮下置的立轴锤式破碎机，其结构如图2.2所示：图2.2 皮带轮下置立轴锤式破碎机结构示意图破碎机工作时，通过皮带和带轮将电动机的转矩传递给主轴，带动锤头工作，破碎物料。工作时负荷比较大，所以皮带容易断裂或磨损，当上置时更换皮带或维修带轮比较方便，但上置时应处理好进料口和带轮的位置关系。带轮下置时需要对带轮安装保护罩，当皮带或带轮损坏时更换不方便，但进料比较容易，出料时由于带轮的影响不容易布置。综合考虑各方面因素采用方案二比较合理，科学。3 设计计算3.1 电动机的选择3.1.1 电动机的类型通用的电动机为Y(IP34)、Y(IP44)及J型等三相交流异步电动机。选择电动机类型时，应根据工作环境（温度高低、灰尘多少、水土飞溅等情况）及起动性能（起动转矩高低）等要求选定，由于三相异步电动机和其它形式的电动机比较，具有构造简单、价格便宜、维护方便，且可直接接到三相交流电路中等优点。因此，在工业上应用最为广泛，所以本次设计时也优先选用。小型异步电动机主要有以下系列：Y(IP34)、Y(IP44)系列三相异步电动机是全国统一设计的产品。Y(IP34)型系列为一般用途的自行通用、防滴式鼠笼转子三相异步电动机，能防止水滴或其他杂物在垂直方向落入电机内部。防护式笼型感应电动机容量范围7.5125kw；转速范围5802960r/min；电压380V，它适用于在起动、调速等性能上无特殊要求的一般机械，如水泵、鼓风机、金属切削机床及运输机械等。Y(IP44)型系列为封闭自扇冷式鼠笼转子三相异步电动机，能防止灰尘、铁屑或其他杂物侵入电机内部。容量范围0.6100kw；转速范围5802950r/min；电压380V。它具有与Y(IP34)相同的用途外，更适用于灰尘多、水土飞溅的地方，如碾米机、磨破机及其他农业机械、矿山机械等。JO3型系列为一般用途封闭自扇冷式鼠笼转子三相异步电动机，其结构能防止机座内外空气自由交换，但不完全密封。可用于起动静止负载或惯性负载比较大的机械，如压缩机，柱塞式水泵、传送带、磨床和锤击机等。JQO2型系列为高起动转矩、封闭自扇冷式双鼠笼转子电动机，容量范围4.5100kw，转速范围7302960r/min，电压380V。可用于起动静止负载或惯性负载比较大的机械，并用于灰尘较多、水土飞溅的地方。JR型系列为防滴式绕线子异步电动机，容量范围1.7100kw，转速范围7101450r/min，电压220/380v。它适用需要小范围调速的传动装置上，当配电容量不足，起动鼠笼电动机会引起过大的压降，以致不能顺利起动或影响其他用电设备时，可用本系列电机，其中有JR2、JRO2、JR3等系列。3.1.2 电动机型号的确定电动机功率的确定与其发热有关，而发热又与工作情况有关，电动机的工作情况一般可分为两种：1、对于长期连续运转、载荷不变或很少变化的，且在常温下工作的机器（如风扇等）所用的电动机，可按电动机的额定功率等于或略大于所需功率在手册中选择相应的电动机型号既可，不必再作发热计算。求机器输出功率Po：如果已知工作轴上的卷筒、链轮、齿轮或其它机器零件上圆周力F(N)及圆周速度V(m/s)，则在稳定运转下的输出功率Po(kW)可按式（2-1）计算Po=（KW） （2-1）如果已知卷筒、链轮、齿轮等直径d(mm)及转速n（rpm），则圆周转速可按式(2-2)计算： V=（m/s） （2-2）如果已知工作轴上的扭矩T（Nm）及转速n（rpm），则输出功率可按式（2-3）计算： Po=（KW） （2-3）电动机所需功率P： P=KPo （KW） （2-4）式（2-4）中的K为机器的过载系数，由所设计的机器可能的过载情况而定，若所设计的机器没有过载时，可取K=1。按PmP条件确定电动机型号，Pm为电动机的额定功率。2、对于重复短时工作或载荷不稳定的情况，电动机的功率应根据等效功率的方法来计算，并作发热等核算。 由于本次设计任务中精确计算扭矩的复杂性和已知条件，采取了类比已有产品的方法来确定转子转速，甩锤排数和个数，每只甩锤的重量，旋转直径和电机的型号。决定采用2排锤，每排4只，每只8Kg，转子转速为800r/min，电机采用Y160M-4型电机。3.2 传动机构的选择及设计计算3.2.1 传动机构的对比分析及确定 常用传动机有五种：摩擦轮传动、带传动、齿轮传动、链传动、蜗杆传动；摩擦轮传动工作平稳，结构简单，容易实现无级变速；但其轴上受力较大，传动比不能严格保证，且其速度v（1525m/s），所以设计中一般不采用摩擦轮传动。链传动的平均传动比准确，中心距变化范围较大，同时比带传动过载能力大，但其瞬时传动比不准确，不能用于精密分度机构，特别是在冲击震动负荷下，其极易损坏。而破碎机工作时震动较大，所以本次设计未采用链传动。带传动具有如下优点：（1）由于带具有良好的弹性，因此能缓和冲击、吸收震动，尤其是三角带。（2）因为它没有接头，所以工作平稳、噪音小。（3）遇到过载时，带在带轮上打滑，可防止其它零件的损坏，起到安全保护的作用。且能适应两轴中心距较大的场合。（4）结构简单、制造容易、维护方便。带传动的缺点主要是：（1）带传动是靠磨擦传动的，因此传动比不准确，不能用于要求定传动比的传动中。（2）两带轮中心距较大，外廓尺寸较大。（3）带的寿命较低。（4）效率较低，对三角胶带传动一般为=0.90.94。（5）由于磨擦起电，不宜用于容易引起爆炸的地方。上述特点决定了带传动的应用范围，由于传动效率较低，通常多用于中小功率传动。带速度通常在525m/s之间，有特殊要求时，用特种带可达100m/s，平带的传动比一般小于35，三角带传动比一般小于710。齿轮传动，其传动比恒定，工作可靠，结构紧凑，而且有效率高，寿命长，传递功率大，速度范围大等优点。但它也有成本高，制造和安装精度要求高，需要专门检查设备、加工及安装不精确时工作中有噪音和振动以及过载时无保护作用等缺点。蜗杆传动主要由蜗杆和蜗轮组成，其两轴线在空间交叉（即不平行也不相交），两轴夹角一般为90度。蜗杆传动具有如下优点：（1）传动比大而且准确性：齿轮传动中小齿轮齿数不能太小，大齿轮齿数受传动装置尺寸限制又不宜太多，因此其传动比受到限制。而蜗轮在齿数不过大的情况下，即能得到较大的传动比。（2）工作平稳无噪音：由于蜗杆齿为连续的螺旋，齿的啮合是连续的，因此蜗杆传动比齿轮传动平稳，噪音小。（3）自锁性能：蜗杆传动和螺旋传动一样，可能设计成具有自锁性的，即蜗杆为主动件可带动蜗轮旋转，而蜗轮为主动件时机构不能运动。但其与其它传动型式相比同样存在一定的缺点：（1）效率低：蜗杆传动的效率比带传动和齿轮传动都低，普通蜗杆传动的效率 仅为0.70.92。具有自锁性的蜗杆传动其效率低于0.5。效率低不仅造成能量的损失，而且使传动发热大，因此蜗杆传动不适用于大功率连续运转的传动。（2）制造蜗轮齿圈需耗用比较贵重有色金属。由于蜗轮齿圈造价较高，所以本次设计中未采用蜗杆传动。破碎机对工作环境、传动比要求比较低，其工作过程中自身震动较强，且由于两轴中心距较大，所以采用了带传动机构。3.2.2 带传动的设计计算1、计算功率根据工作情况由10中表8-7查得工况系数=1.3=1.311=14.32、选定带型根据=14.3和=1460，由10中图8-11选定B型 3、计算传动比1460/800=1.8254、小带轮基准直径 由10表8-6和8-8取小带轮直径=200 5、大带轮基准直径大带轮基准直径=i= i=1.825200=365由10中表8-8取=3556、验算带速因为5m/s12011、计算带的根数根据=200mm和=1460r/min由10中表8-4a用内插法得B型V带的p0=5.14kw。根据=1460r/min和i=1.825由10中表8-4b用内插法得B型V带的p0=0.4kw单根V带的额定功率根据=171.6，查10中表8-5得=0.985根据=3150，查13中表8-2得=1.07带的根数ZZ=14.3/（2.84+0.4）0.9851.07=2.45取Z=3根12、单根 V带的预紧力=500（2.5/ -1）+m由10中表9.2-12,查得B型带m=0.2kg/m=500（2.5/ -1）+m=500（2.5/0.985 -1）14.3/315.28 +0.215.28=286.6N13、压轴力=2Zsin=2286.63=1714.3N=1.3=14.3B型 i=1.825=200=355mm =15.28=1100mm=3150=1127mm=1052mm=1195mm=171.6P0=5.14kwp0=0.4kw=0.985KL=1.07Z=3根=286.6N=1714.3N3.3 轴的设计计算3.3.1 轴的结构设计1、选择轴的材料为45#钢，正火处理，查5中附表3得：其强度为B=600MPa(抗拉强度极限)，S =300MPa(屈服强度极限)，-1=260MPa(弯曲强度极限)，=140MPa（扭转疲劳极限）。依据强度条件： = （MPa）d=A (mm)T工作转矩； N传递功率； n轴的转速； Wt扭矩截面模量；扭转剪应力； 许用扭转剪应力；A设计常数； P电机功率；查15中表15-3知A应为118107（45#钢），取A=113；d=107P电机功率； 0.97三角带传递效率；D=25.68mm考虑此处有键槽和其它应力的影响，实际轴径取理论最小轴径的1.15倍，即实际轴颈为26.791.15=30.8mm，圆整到45mm。D25.68mmD=45mm 2、轴的结构如图3.1所示： 图3.1轴的结构图3.3.2 轴的校核计算1、轴的强度校核计算分析轴的受力情况，并作出轴的受力示意图。在物料投入进料口时，由于物料的重量，轴受到一定的轴向力，但由于这种力的定量计算很困难，且此轴向力对轴的影响不大，因此将轴所受的轴向力忽略。忽略轴向力之后，轴所受的力即为一对大小相等方向相反的力偶产生的转矩。将皮带轮拉力和摆锤受力情况向轴线简化，如图3.2所示。 图3.2轴的受力简图求轴的支反力，作轴的弯矩图，扭矩图。由轴所传递的功率P1，带轮半径R1和转速n，可求得F1，其中:P1=110.972=10.67Kw，n=800r/min，d=355mm。T1=9550=127.2Nm，F1=1017.6N。由甩锤的功率P2，甩锤的工作半径R2和甩锤的转速n，可求得F2，其中:P2=10.670.97=10.35Kw，n=800r/min，R2=325mm。T2=9550=123.4Nm，F2=379.7N。由静力平衡条件知：F1+F3+F4=F2F1（150+210）F3210+F4210=0解之得：F3=1191.2 N F4=553.3 N求弯矩：以梁的A点为原点，在AB段内，距原点距离为x的任意截面内，其弯矩公式为：M（x）=F1x当x=0时，M（x）=0当x=a=0.15时，M（x）值最大M（x）=F1x=1017.60.15=152.64（Nm）同理在BC段内计算弯矩 M（x）=F1x+F3(xa) （ax0.360）由上式知：当x=0.36 时, M（x）=116.2（Nm） 当x=0.256时，M（x）=0（Nm）在DC段内计算弯矩M（x）=F4x （0x0.210）当x=0.210时，M（x）=116.2（Nm）。当x=0时，M（x）=0（Nm）。轴的弯扭图如图3.3所示：图3.3轴的弯扭图 校核轴的强度：由弯扭图看出，轴的危险截面应在B或C处，在此处校核轴的强度。B处：=24.58MPa-1=55MPa,因此B处是安全的。C处：=7.28MPa-1=55MPa,因此C处是安全的。由上可知，此轴的强度是安全的。2、轴的刚度的校核计算由轴的受力情况可知轴在B的变形量是最大的，其转角为：=0.0012rad0.05rad。所以此轴的刚度是符合要求的。综上，此轴的强度和刚度都是符合要求的。T1=127.2NmF1=1017.6NT2=123.4NmF2=379.7NF3=1191.2 NF4=553.3 NM（x）=152.64（Nm）M（x）=116.2（Nm）24.58MPa7.28MPa=0.0012rad3.4 轴承的选择及计算3.4.1 轴承的选择轴承是用来支承轴的，轴与轴承直接接触的部分称为轴颈，轴承可以分为滑动轴承和滚动轴承。滑动轴承可以根据其摩擦状态分为非液体摩擦轴承和液体摩擦轴承两类。当轴颈与轴承滑动表面间虽有液体油膜存在，但不能完全避免表面凸起部分直接接触时，两滑动表面所形成的摩擦称为非液体摩擦。若两滑动表面完全被润滑油隔开，其相对运动的阻力主要是润滑油内部的摩擦时，称为液体摩擦。滑动轴承按其工作时所承受载荷的方向，又分为向心滑动轴承（载荷沿半径方向，指向轴心）和推力滑动轴承（载荷沿轴线方向）。由于滑动轴承不适用于破碎机的设计，则本次设计采用了滚动轴承。常用滚动轴承的类型、性能特点及应用范围如以下介绍。（1）单列向心球轴承，其性能特点为：当量摩擦系数最小，高转速时可用来承受不大的纯轴向负荷，内外圈轴线偏斜量小于或等于816。适用于刚性圈套的轴上，常用于小功率电机、减速机、运输机的托辊、滑轮等。（2）双列向心球面轴承，其性能特点为：不能承受纯轴向负荷，能自动调心、内外圈偏斜量小于或等于1.5030。适用于多支点轴，刚性小的轴以及难以对中的轴。（3）单列向心短圆柱滚子轴承，其性能特点为：内外圈可以分离，滚子用内圈允许少量的轴向移动，内外圈轴线偏斜量小于或等于24。适用于刚性很大，对中良好的轴，常用于大功率电机，机床主轴、车辆轴承箱、人字齿轮减速机等。（4）双列向心球面滚子轴承，其性能特点为：承载能力最大，不能承受纯轴向负荷。能自动调心，内外圈轴线偏斜量小于或等于102.50。常用于其它种类轴承不能胜任的重载情况，如轧钢机，大功率减速机、吊车走轮等。（5）滚针轴承，其性能特点为：径向尺寸最小，径向承载能力很大，磨擦系数较大。一般不带保持架，摩擦系数大，旋转精度低。适用于径向负荷很大而径向尺寸受限制的地方，如：万向联轴节，活塞销、连杆销等。（6）螺旋滚子轴承，其性能特点为：窄钢带卷成的空心滚子有弹性，可承受径向冲击。内外圈轴线偏斜敏感性低，径向尺寸较小。适用于经常受不大的径向冲击且转达速不高的支承。如：运输辊道的辊子，长传动轴的支承。（7）单列向心推力球轴承，其性能特点为：可承受纯轴向负荷，36000型用于RA，其它两种用于AR，内部游隙可调，支点距离不宜大；适用于刚性较大跨距不大的轴及须在工作中高速游隙时，常用于蜗杆减速机、离心机动、电钻、空孔机等。（8）圆锥滚子轴承，其性能特点为：可以同时承受径向载荷及轴向载荷。内外圈可分离，游隙可调，一般成对使用。磨擦系数大，内外圈轴线偏斜小于或等于2。适用于刚性较大的轴，应用很广，如：减速机、车轮轴、轧钢机、起重机、破碎机、机床主轴等。（9）推力球轴承，其性能特点为：只能承受轴向载荷，高速时离心力大，钢球与保持架磨损，发热严重，寿命降低，极限转速较低。工作时轴线必须与轴承底座底面垂直，保证钢球载荷均匀分配。常用于起重机，吊钩、蜗杆轴、锥齿轮轴、机床主轴等。由于轴由电动机用V型带直接驱动，有相应11kW的径向拉力，所以选用一对即可承受径向力，又能自动调节心的22308C轴承。此轴承能承受径向负荷，其承载能力比调心球轴承约大一倍，也能承受少量的双向轴向负荷，外圈滚道为球面，具有调心性能，内外圈轴线相对偏斜量小于或等于0.52。它的极限转速为4300转/分，和下部30307型圆锥滚子轴承相符。所以选22308C调心滚子轴承是安全的。3.4.2 轴承的校核计算校核圆锥滚子轴承由于轴承所承受的轴向力不好定量计算，所以根据进料口进入的物料的重量估算出轴承所承受的轴向力。并由前面的计算知道轴承所承受的径向力Fr=553.3N派生轴向力145.6N，由于轴承是被压紧的，所以Fa=Fac-Fd=200-145.6=54.4N。查表3.1-30知，e=0.31，当时，当量动载荷。由于0.0980.31，所以。503106h综合以上校核知，轴承的使用寿命足够长，完全满足要求。Fr=553.3NFd=145.6Ne=0.31P=435.2NLK=503106h3.5 键的选择及校核计算3.5.1 键的选择键主要用于轴和轮毂零件，实现周向固定以传递转矩的轴毂连接。其中，有些还能实现轴向固定以传动轴向力。键的种类很多，分为平键、半圆键、楔键。平键应用最广，适用用于静连接，且适用于高精度、高速或承受变载、冲击的场合。平键工作时是靠侧面传递转矩。对中良好，拆装方便。但不能实现轴上零件的轴向固定。半圆键靠键的侧面传递转矩，由于键是半圆的，在轴槽中能绕槽底圆弧曲率中心摆动，故装配极为方便。但键槽太深，对轴的强度消弱较大。主要使用于轻载或轴的锥形端部。本此设计的破碎机是重载机器，传动精度要求不是太高，综合考虑，决定选择A形普通平键。根据轴的尺寸和带轮的尺寸要求初选如下：甩锤部分处选用键：公称尺寸2514（GB/T 1096-79）；大带轮处选用键：公称尺寸128（GB/T 1096-79）。3.5.2 键的校核计算本次设计只校核甩锤部分的平键的强度。平键的校核公式：;T转矩(N/mm),d轴的直径(),键的工作长度(), 键的宽度(), k键与轮毂的接触高度()。其中，T = 123400Nmm，d = 90mm，530mm，b = 25mm，k = 6.5mm。带入公式：结论：所使用的键的强度足够。3.6 润滑与密封3.6.1 润滑剂的选择在各种机器和设备中所使用的润滑剂主要有润滑油、润滑脂、和固体润滑剂。润滑剂主要用于降低摩擦，减少磨损，提高效率，延长机件的使用寿命，同时有密封和排污等作用。正确使用润滑剂对从事机械设计和机械维护人员来讲是十分重要的。选用润滑剂时要考虑的几点因素：1.运动速度 2.载荷大小 3.工作环境温度 4.周围环境 5.润滑装置。从运动速度，载荷大小等因素考虑应优先考虑粘度较大和锥入度较小的润滑脂润滑。3.6.2 密封件的选择建筑垃圾破碎机是在常压下工作的，对机器密封的要求主要是对轴承的密封，于是选择毡圈密封就能达到所规定的要求。选择毡圈密封。3.7 破碎机其他部件的设计 3.7.1筒体的设计筒体是立轴锤式破碎机的主要组成部分。由于锤式破碎机是很容易磨损零件的机器，它需要经常更换零部件。所以我们采用上下筒体的结构。而上下筒体又分别用钢板焊接而成，然后再用螺栓将上下筒体联结起来。上筒体的上方留有进料口，可以使物料进入机体后便能在锤头和破碎板的作用下迅速的破碎。由于转子是在旋转下工作的，所以，矿物也会磨损筒体，那么我们就给筒体的内壁加上衬板，衬板是用螺栓联结在机架内壁上的，这样磨损严重的衬板就可以得到更换。由于处于工作区的衬板最容易损坏，所以，我们在工作处去的衬板的面积比其他地方的衬板小，这样工作区的衬板布置得很密，这样不需要将因某一部分损害的衬板更换而将全部的衬板更换，从而节约了材料。下筒体应在一侧留有出料口，并在另一侧焊接一个电机支架，安放电动机便于。同时下筒体也是一个座架。而筒体的主要尺寸则是根据内部构建的尺寸来确定的，它的尺寸选择应使破碎机内部构件满足所要求生产率的前提下使整个破碎机结构显得紧凑些。进料口与出料口的尺寸设计应满足进料和出料的物料粒度。其中进料粒度为200200150，出料粒度为888。3.7.2锤头的设计本次设计中，锤头的设计根据破碎机的生产率采用类比法，决定采用2排锤，每排4只，每只8Kg。所用的锤头材质为ZGMn13的高锰钢,该材料具有较高的耐磨性,并可承受冲击载荷,适宜做锤头用。3.7.3篦条的设计建筑垃圾经过大小锤头的破碎后落到篦条上，小于篦孔的合格品将从篦孔中落下，从出料口排出，大于篦孔的垃圾将再次被锤头甩起来，进行再次破碎，所以篦条是锤式破碎机中和锤头一样受到物料很大的磨损，也是锤式破碎机中易损的零件之一，篦条受到硬物料块或金属块的冲击，容易弯曲或折断。篦条的形状有多种形式，有三角形，矩形和梯形三种，本设计中采用的是矩形。它的材料是ZGMn13的高锰钢，因此有较高的耐磨性，又能承受一定的冲击。篦条篦孔的尺寸应根据出料的粒度来选。本次设计中选用88的篦孔。设计总结本设备其结构简单，设计制造工艺不很复杂，且造价便宜，便于推广，投资者容易接受。同时采用的活动式甩锤结构，卡死的情况几乎不会出现，减少了停机的次数，处理量就了有保证。机盖衬板及筒体衬板的作用是，在物料与其碰撞时反击物料，进一步对其进行破碎，并保护机盖和筒体。电机支架带有调整带轮中心距的机构，可以随时调整带轮的中心距。带及带轮上面都安装有防护罩，可以减少意外事故的发生。由于机器在工作时震动较大，所以整个机器
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