单转子锤式破碎机400×300

1、洛阳理工学院毕业设计（论文）400×300单转子锤式破碎机摘 要锤式破碎机应用于建筑、矿业、化工业等行业。本课题在完成总体的设计方案以后，对转子、主轴、锤头、箱体和锤架进行参数设计和结构设计，并对主轴进行强度校核。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。改进设计出的锤式破碎机将会有很好的发展前景。关键词：锤式破碎机，组合式锤头，强度400×300 single-rotor Hammer crusherABSTRACTHammer crusher is applied to building the mi

2、ning industry and other industries.This topic after complete the overall design scheme, the rotor spindle hammer hammer body and frame for parameter design and structure design, and intensity of main shaft.In the design of various components, including the selection of materials, the determination o

3、f size, processing, molding process, and cooperate with other parts of the requirements, etc.Improved design of hammer crusher will have good prospects for development.KEY WORDS: Hammer crusher,Combination Hammer,intensityIII目录前言1第1章 概述21.1 锤式破碎机的发展情况21.1.1 锤式破碎机的分类：21.1.2 锤式破碎机的表达方法31.2 锤式破碎机的优缺点4第

4、2章 锤式破碎机的工作原理及破碎实质52.1 锤式破碎机的工作原理52.2锤式破碎机的破碎实质5第3章 锤式破碎机的总体及主要参数设计73.1 锤式破碎机的总体方案设计73.2 破碎机的工作参数设计计算73.2.1 给料口的宽度和长度73.2.2 转子直径和长度的计算83.2.4 破碎机型号选择93.3 pc-40000的结构尺寸设计计算103.3.1 电机功率的计算及电动机的选择103.3.2 确定输送带的型号113.3.3计算带轮基准直径和带速113.3.4 带的数量计算13第4章 锤式破碎机的主要零件尺寸设计144.1 转子的直径与长度：144.2 锤头质量的计算和材料选择：144.3圆

5、盘的结构设计与计算164.4.1 轴的材料的选择174.4.2 轴的最小直径和长度的估算184.4.3 结构设计的合理性检验194.4.4 轴的弯扭合成强度计算214.5 轴承的选择254.5.1 材料的选择254.5.2 轴承类型的选择264.5.3 轴承的游动和轴向位移264.5.4 轴承的安装和拆卸264.6 飞轮的设计274.7 棘轮的选择274.8 蓖条位置调整弹簧的选择284.9 箱体结构以及其相关设计284.9.1 铸造方法284.9.2 截面形状的选择304.9.3 肋板的布置30结论31谢 辞32参考文献33附录 34前言根据国家重点支持能源、交通和原材料等基础工业发展的产业

6、政策，矿山机械作为这些基础工业的支柱应优先得到国家的重点支持，以得到进一步发展和提高，为煤炭、金属和非金属矿山的开发提供更多的具有国际先进水平的优质、高效破碎机、磨粉机、制砂机设备，满足国民经济发展对能源和原材料的需要。矿山机械主要包括破碎机、制砂机和磨粉机，破碎机是整个矿石破碎工艺中最主要的环节，也是衡量矿山机械制造业实力的重要标志。矿山机械是技术含量和集成化很高的装备，新设备的开发中不断将人类在各领域成果融合进来，随着材料科学、制造工艺、信息技术、计算机技术的进步，每一轮产品都有新的技术注入，零部件的更新周期越来越短、新设备换代越来越快，尤其是大型矿山机械的开发，无成熟的经验可借鉴，而又不

7、允许设计中出现任何失误，因此必须借助多学科技术的融合，提高设计效率和设计质量，提升企业自主创新能力和市场竞争力。矿山机械和计算机技术、网络技术综合的基础上形成了数字化发展趋势。回忆破碎机的发展历史，主要有鄂式破碎机、反击式破碎机、锤式破碎机、超细破碎机、对辊破碎机、冲击式破碎机等。破碎机种类繁多、因此叫法也各异。立式破碎机(主轴是垂直的)从 20 世纪 80 年代推出后即成为以破代磨的热销破碎机产品，作为细碎破碎机，平均出料粒度 34mm，90% 为细粉状，使球磨机的入料粒度降低，产量提高了 20%30%。0 第1章 概述1.1 锤式破碎机的发展情况锤式破碎机作为矿山机械的重要设备，随着市场竞

8、争力逐渐增强使得锤式破碎机已充分满足各领域用户的使用需要，锤式破碎机已向多元化方向发展，不断促进矿山行业的进步。随着经济的发展，破碎机市场也在不断的发展着，近几年来生产的破碎机，是在传统破碎机的基础上采用了拉破理论、硬性破碎理论、差速理论等新的理论，形成了高效、环保、节能、智能等特点。锤式破碎机具有破碎比大、排料粒度均匀、过粉碎物少、能耗低等优点。但由于锤头磨损较快，在硬物料破碎的应用上受到了限制；另外由于篦条怕堵塞，不宜于用它破碎湿度大和含粘土的物料。这种破碎机通常用来破碎石灰石、页岩、煤炭、石膏、白垩等中硬以下的脆性物料。1.1.1 锤式破碎机的分类：、按回转轴数分为：单转子和双转子。、按

9、锤头的排列方式分：单排式和多排式。、按转子的回转方向分：不可逆式和可逆式。、按锤头在转子上的连接方式：固定锤式和活动锤式。 1.1.2 锤式破碎机的表达方法型号说明：P C     -转子工作长度mm 转子工作直径mm -环锤式 破碎机图1-1锤式破碎机简单表达图1筛板，2转子盘，3出料口，4中心轴，5支撑板，6支撑环，7进料口8锤头，9反击板，10弧形内衬板，11连接机构1.2 锤式破碎机的优缺点锤式破碎机的优点：破碎比大（一般为10到25，高者达50），生产能力高，产品均匀，过粉碎现象少，单位产品能耗低，结构简单，设备质量轻，操作维护简单等。锤式破碎机的缺点：

10、锤头跟蓖条筛磨损快。检修和找平衡时间长，当破碎硬物资物料，磨损更快；破碎粘湿物料时，易堵塞蓖条筛缝，为此容易造成停机（物料的含水量不应该超过%10）。3洛阳理工学院毕业设计（论文） 第2章 锤式破碎机的工作原理及破碎实质2.1 锤式破碎机的工作原理锤式破碎机主要是靠冲击能来完成破碎物料作业的。锤式破碎机工作时，电机带动转子作高速旋转，物料均匀的进入破碎机腔中，高速回转的锤头冲击、剪切撕裂物料致物料被破碎，同时，物料自身的重力作用使物料从高速旋转的锤头冲向架体内挡板、筛条，在转子下部，设有筛板、粉碎物料中小于筛孔尺寸的粒级通过筛板排出，大于筛孔尺寸的物料阻留在筛板上继续受到锤子的打击和研磨，直到

11、破碎至所需出料粒度最后通过筛板排出机外。2.2锤式破碎机的破碎实质破碎过程，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。常用的机械破碎矿石有以下几种方法：压碎：将矿石置于两个破碎表面之间，施加压力后矿石因压应力达到其抗压强度限而破碎。劈裂：用一个平面和一个带尖棱的工作表面挤压矿石时，矿石沿压力作用线方向劈裂。劈裂的原因时由于劈裂面上的拉应

12、力达到矿石的抗拉强度限。折断：用两个带有多个尖棱的工作表面挤压矿石时，矿石就像受集中载荷的两支点或多支点梁。当矿石内的弯曲应力达到弯曲强度限时矿石被折断。磨碎：矿石与运动的工作表面之间受一定压力和剪切力时，矿石内的剪切力达到其剪切强度限时，矿石即被粉碎。冲击破碎：矿石受高速回转机件的冲击力作用而被破碎。图2-1矿石的破碎和磨碎方法 a）压碎 b）劈裂 c）折断 d）磨碎 e）冲击破碎第3章 锤式破碎机的总体及主要参数设计3.1 锤式破碎机的总体方案设计初始数据要求：破碎能力为3到10吨。破碎机转子的转速1450。破碎机的最大物料给料粒度为：小于100。破碎机的最大排料粒度不能超过：10。破碎机

13、的物料容许湿度小于9%。破碎机的破碎程度为：中、细。破碎机的应用场所是：水泥厂、选煤厂、火力电厂等。破碎机的破碎对象是：石灰石、煤块、焦碳、石膏等软物料，本次设计的是单转子、多排锤、不可逆式锤式破碎机，下表为国内现有生产情况，由机壳、转子、蓖条、打击板、锤头、支架、衬板等组成。3.2 破碎机的工作参数设计计算3.2.1 给料口的宽度和长度（1）给料口宽度：B=（1.11.25） 式中表示最大给料粒度，由于=100mm，由【2】B=110-125mm，本设计取B=120mm。（2）给料口长度：L=（1.7-2）B，B=150 -185一般=200mm矿石最大粒度用正方体计算是最大方向上的长度为正

14、方体对角线，长度为173.2mm，符合要求此处取L=173.2mm。（3）排料口尺寸b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，要求出料粒度为10mm，产品的平均粒度为间隙的15到13之间，此处蓖条大小26.64mm-57.4mm之间。选取b=40mm。3.2.2 转子直径和长度的计算转子直径D，由【2】中d=0.54D-60，单转子时候式中：d给料粒度， D转子直径本设计为单转子多排锤破式碎机，固：依据表格圆整则D=400mm。因为，选取，则有L=300mm。3.2.3转子转速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、

15、破碎产品的粒度、锤头的磨损等因素来确定。一般圆周速度取15-40m/s,此处取 30m/s。按公式(3-1) （3-1）来计算。式中 锤头的圆周速度（m/s） 转子的直径（m）n=1433r/min一般中小型破碎机转速为750到1500，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。3.2.4 破碎机型号选择表3-1：规格与性能参数表规格型号转速进料粒度出料粒度产量重量功率外型尺寸PC-400×3001450100103-100.811900×670×860PC-500×350125010015

16、5-151.218.51200×1114×1114PC-600×4001000220155-251.5221055×1022×1122PC-800×6009803501510-503.1551360×1330×1020PC-800×8009803501510-603.5751440×1740×1101PC-1000×80010004001320-757.91153514×2230×1515表3-2：环锤式破碎机技术参数型号进料粒度(mm)出料粒度(mm)产

17、量(t/h)转子转速(r/min)电动机重量(t)外型尺寸(mm) 型号功率PCH0402=<200=<308-12960Y132M2-65.50.8810x890x560PCH0404=<200=<3016-25970Y160L-6111.05980x890x570PCH0604=<200=<3022-33970Y180L-6151.431050x1270x800PCH0606=<200=<3030-60980Y225M-6301.771350x1270x1080PCH0808=<200=<3070-105740Y280M-8453

18、.61750x1620x1080PCH1010=<300=<30160-200740Y315M2-8906.12100x2000x1340PCH1016=<300=<30300-350740JS-128-81559.22700x2000x1350PCH1216=<350=<30620-800740Y450-835515.04965x2500x1600PCH1322=<400=<30800595Y450L-840024.96333x3295x2505经计算表格中确定为型号pc-40000，所以次设计选择型号为pc-40000的3.3 pc-4000

19、0的结构尺寸设计计算3.3.1 电机功率的计算及电动机的选择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： （3-2）式中：L-转子长度（m）D-转子直径（m）n-转子转速（r/min）-系数，取值在0.1到0.15之间。取=0.12得：查看【13】Y系列三相异步电动机表22-1-28选择电动机型号为Y160M1-2，效率87.2%，功率因素0.88，重量115Kg。则传送带传动比i=2。表3-3电动机的相关参数电动机型号额定功率/KW满载转速/(r/min)堵转转矩最大转矩Y160M1-2112

20、9302.02.3该部分的设计主要体现在V带轮的设计上，带轮的结构型式，主要由带轮的基准直径选择。其基准直径又与相连接的电动机的型号有关。3.3.2 确定输送带的型号根据计算功率P和小带轮的转速进行选择。经过查表得， （3-3）式中:名义传动功率；工作情况系数。再查【2】，破碎机启动为重载荷启动。表8-7得取1.8，则可以计算出计算功率P为19.8KW。再由图8-11，可查出带的型号为C型。3.3.3计算带轮基准直径和带速根据V带的带型参考表8-6和表8-8确定小带轮的基准直径，应使 =200mm带速：式中：-小带轮基准直径（mm）传动比：1）.计算大带轮（转子）的基准直径=400mm.2）.

21、带轮结构形式的确定V带轮由轮缘、轮辐、和轮毂组成。根据轮辐机构的不同，V带轮可以分为实心式、腹板式、孔板式、椭圆轮辐式。V带轮的结构形式与基准直径有关，当带轮基准直径（d为安装带轮的轴的直径，mm）时，可采用实心式；当时，可采用腹板式；当，同时时，可采用孔板式；当时，可采用轮辐式。此处采用孔板式带轮。3）.V带轮的轮槽V带轮的轮槽与所选用的V带的型号相对应，查表8-10.槽型e与相对应的C19.04.8014.325.50.516-V带安装到轮槽中以后，一般不应超出外带轮外圆，也不应与轮槽底部接触。为此规定了轮槽基准直径到带轮外圆和底部的最小高度和。4）.确定V带的中心距a和基准长度（1）根据

22、公式8-20，初定中心距为800mm，（2）由式子（8-22）计算所需的基准直径由表格8-2选带的基准长度=2500mm。（3）按式8-23计算实际中心距a（4）小带轮包角 3.3.4 带的数量计算1）单个V带的功率由=200mm和查表8-4a得根据和i=2机器C型V带查表8-4b得由表8-5得到，表8-2得到于是：2）计算V带轮的根数此处4根V带。 第4章 锤式破碎机的主要零件尺寸设计4.1 转子的直径与长度：由锤式破碎机的型号规格，知道转子的直径D和长度L来表示，所以转子的直径D=400mm，转子的长度L=300mm 。4.2 锤头质量的计算和材料选择：锤式破碎机器质量可分为重型、中性和轻

23、型三种。如下图示图4-2-1锤头的类型 重型锤头 中型锤头 轻型锤头组合锤头组合锤头锤头是主要工作零件，锤头的质量、形状、和材质对破碎机的生产能力有很大影响。锤头的动能的大小与锤头质量成正比，动能越大，即锤头的质量越大，破碎效率越高，能耗越大。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，可以采用如上图所示的形状。锤头材料选择；这是解决关于提高锤头耐磨性，延长其使用寿命问题的最主要、最根本的方式。进年来有的用高铬铸铁锤头复合铸造，即锤柄采用ZG310570钢。而锤头采用高铬铸铁，其耐磨性比高锰钢提高数倍。锤子是破碎机最关键的零件，而锤子的质量大小直接影响破碎的效果。若锤子

24、质量过小，不能满足一次将物料打碎的要求；若锤子质量过大，则无用功率消耗过大，也不经济。根据动量守恒原理，可得 （4-1）式中：m1折算到打击中心锤子的质量；V1锤子顶端打击物料钱的线速度；m2最大给料快的质量；m2=27kgV2锤子打击物料顶端的线速度。破碎物料过程中，锤子打击物料后会饶销轴后倾斜，即产生速度损失，一般允许速度损失不大于%50%60,V2/V1=0.50.6，带入式（4-1）得m1=（0.71.5）m2=18.9-40.5kg。但是，只是锤头的打击质量。实际质量应根据打击质量和锤头的转动惯量求得：式中G1锤子折算到打击板中心的质量； G2 最大给物料的质量。根据质量代换法，锤头

25、的实际质量G0，可按下式计算； （4-2）式中G0 锤头实际质量； 锤头打击中心到悬挂点的距离(m) 锤头质心到悬挂点的距离 (m)上诉计算锤头质量中，没有考虑物料的性质和锤头速度等因素的影响，故；G1=（0.7881.26）/V1 (4-3)式中：d 最大物料尺寸，cm；V1 同前，m/s。锤头实际质量，可按（4-3）计算为充分利用锤头的材质。提高锤头的使用寿命，板锤可设计成对称形式。4.3圆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8个圆盘，最两侧的两个，共有的特点是，一侧设置了锁紧螺母，另一端用轴肩定位。这样每个圆盘均匀分布6个圆孔，即可以

26、通过六根销轴，用来悬挂锤头，锤头和圆盘之间的间隙除了通过削轴连接，还加有隔套隔开，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，其型号就可以知道，转子的直径为400mm，所以，圆盘的大小的取值就有了一定的范围。不妨取做600 mm，厚度为60mm，圆孔沿径向的距离也是依据起承受载荷的能力和强度，此处圆孔边缘到圆盘边缘距离为35mm，尽可能取整数；圆盘之间用轴套隔开，查机械设计手册第2卷选择轴套D=55mm，D1=65mm，L=8mm。圆孔的大小和锤头的圆孔的大小近似相等即可。圆孔大小为60. 查机械设计

27、手册表格5-3-9选择圆柱销，a=7mm，35钢。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4-1所示。4.4主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

28、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。4.4.1 轴的材料的选择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，正火处理，由【15】表格17-1得其强度值：，；许用应力

29、有表17-4差得：，。4.4.2 轴的最小直径和长度的估算零件在轴上的安装和拆卸方案确定了之后，轴的形状便大体确定了，因为对该主轴来说，其安装顺序为：先安装中间的转子部分，然后放置在箱体上，再安装轴承端盖，接着是轴承、外轴承座。最后两端分别是带轮和飞轮。各轴段的直径所需要的轴径与轴上的载荷的大小有关。在初步确定其直径的同时，还通常在不知道支反力的作用点，不能确定其弯矩的大小及分布情况。因此还不能按轴上的所受的具体载荷及其引起的应力来确定主轴的直径。但是，在对其进行结构设计之前，通常能求出主轴的扭矩。所以，先按轴的扭矩初步估计所要的轴的直径。并记此时所求出的最小直径为。然后再按照主轴的装配方案和

30、定位要求，从处逐一确定各个轴段的直径的大小。另外 ，有配合要求的轴段，应尽量采用标准直径，比如安装轴承的轴段，安装标准件的部位的轴段，都应取为相应的标准直径及所选的配合的公差。确定主轴的各段的长度，尽可能使其结构紧凑，同时还要保证，转子以及带轮、飞轮、轴承所需要的装配和调整的空间，也就是说，所确定的轴的各段长度，必须考虑到各零件与主轴配合部分的轴向尺寸和相邻零件间必要的间隙。前面已经通过设计计算，得到转子、飞轮、带轮的大体尺寸，所以轴的长度也可大致确定了。其草图如下：计算轴的载荷：1）转子的转矩为一级V带与电机传动效率，此处=0.82842）转子的圆周力3）估算轴颈（最小直径），选取滚动轴承型

31、号有表格17-2知道45钢A=118-107，则考虑选用滚动轴承，则。查表【15】第四版第2卷，表7-2-77选择挑衅辊子轴承，表5-3-20的去普通平键，为B型平键：，安装精度P9，轴的尺寸偏差为-0.051-0.015之间。4）圆锥辊子轴承的选择辊子轴颈要求大于30mm，基本尺寸选择35mm，由机械设计手册第四版第2卷表7-2-79选择型号为32007X2，基本尺寸：D=62，T=18,B=17,C=15.a=15.1，安装尺寸： ，。4.4.3 结构设计的合理性检验 对于轴的结构必须满足：1). 主轴和安装在主轴上的零件要有准确的工作位置；2)轴上的零件便于安装和拆卸、调整。3)轴应有良

32、好的制造工艺性。1).轴上零件的安放顺序如下：飞轮、轴承、圆盘、轴套、轴承、带轮因为主轴是阶梯轴，根据阶梯轴的特点，并且轴上零件的安装要求也不高，所以上面提到的第二条容易满足。至于第三条：轴的制造工艺性，主要是指便于加工和装配轴上的零件。并且生产率高、成本低。一般来说，结构越简单，工艺性越好。所以应该尽量简化轴的结构。为了便于装配零件并去掉毛刺，轴端应制出45度倒角。在需要切制螺纹的轴段，应留有退刀槽。其尺寸都可查有关的标准和手册。若需要磨削加工的轴段，应留有砂轮和越程槽。具体分析如下：该主轴有3个轴段有键槽，为了减少装夹工件所需的时间，应在这些不同的轴段上开的键槽在轴的同一条母线上。另外，还

33、为了减少加工刀具的种类和提高劳动生产率，轴上直径近似的地方，圆角、倒角、键槽宽度、砂轮越程槽宽度，退刀槽宽度等尽可能采用相同的尺寸。2).下面仍就轴上零件的定位问题，详细地阐述一下，一些轴向和周向定位零件的使用及特点。先说轴上零件的轴向定位，就以此主轴为例，主要有轴肩、套筒、圆螺母、轴端挡圈、轴承端盖等，靠这些定位元件来保证的。轴肩主要分为两大类，定位轴肩和非定位轴肩。在该主轴上，轴肩很多，这两大类都包括。虽然利用轴肩定位是最方便可靠的方法，但是采用轴肩就必然导致一个问题，那就是不可避免的使轴径加大，而且轴肩处将因为截面突变而引起应力集中。另外，轴肩也不利于加工。所以，在考虑轴的设计时，尽量避

34、免过多的轴肩定位。而且，还有一点需要说明，轴肩多用于轴向力比较大的场合。值得注意的是，定位每一个滚动轴承的轴肩，都有两处，且都是定位轴肩。对这种定位轴肩来说，有一个要求：轴肩的高度必须低于轴承内圈端面的高度，以便拆卸轴承。轴肩的高度可查机械设计手册中的轴承安装尺寸。还有，为了使零件能紧靠轴肩而得到准确可靠的定位，轴肩处的过渡圆角半径必须小于与之相配的零件毂孔的端部的圆角半径或倒角尺寸。轴和零件上的倒角和圆角尺寸的常用规范可以查教材。非定位轴肩是为了加工和装配方便而设置的。高度没有严格的规定，一般可取为1到2毫米。在该主轴上，还采用了套筒定位，这种定位方式的特点是，结构简单，定位可靠，轴上不需要

35、开槽、钻孔和切制螺纹，不会影响到轴的疲劳强度。所以，在两个零件之间，且间距不大时，可以采用这种定位。同时，套筒定位还保证了两个圆盘，或者，圆盘和锤头（销轴套筒）之间的轴向定位。当然，若两零件的间距太大，则不宜用套筒定位这种方式，因为，那样就会增大套筒质量以及材料用量。另外，套筒与轴的配合比较松，如果轴的转速较高，也不宜采用套筒定位。在该主轴的轴端，以及销轴的轴端，都采用了圆螺母定位。这种定位可以承受大的轴向力，但是，轴上的螺纹处将会有较大的应力集中，降低轴的疲劳强度，所以，一般用于固定轴端的零件。就如上面所述，若两零件的间距太大，不宜用套筒定位这种方式的时候，就可以考虑采用圆螺母定位。在该主轴

36、上，还采用了轴承端盖通过螺钉与其他部分连接。而使滚动轴承的外圈得到轴向定位。有时，整个轴的轴向定位也可以靠轴承端盖来实现。再说轴向零件一般也常用到周向定位。周向定位的目的是限制轴上零件与轴发生相对运动。在该主轴上，有三处都采用的是平键连接，其他的常用周向定位元件有，花键、销、紧定螺钉和过盈配合等。圆盘、飞轮、带轮都是用平键连接的。其他的，如齿轮、半联轴器等与轴的周向定位也都采用这种连接方式。按其直径，由手册查得平键剖面b×h，键槽用键槽铣刀加工的 。轴的草图如图4-2所示。4.4.4 轴的弯扭合成强度计算在初步完成轴的结构设计之后，对上面的草图略加修改，即可进行强度的校核计算了。前面

37、提到过，多数情况下，轴的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。在进行轴的强度校核计算时，应根据轴的具体载荷和应力情况，采用相应的计算方法，并恰当的选择其许用应力。根据计算原则，对于传动轴（仅仅或主要承受扭矩）按照扭矩强度条件进行计算，对于心轴（只承受弯矩）应该按照弯曲疲劳强度进行计算，对于该主轴，既承受扭矩还承受弯矩，是一个转轴，所以必须进行弯扭合成强度条件进行计算，需要时还应该进行疲劳强度的精确校核。先按照弯

38、扭合成强度条件进行计算：通过对该主轴的结构设计，轴的主要结构尺寸，轴上的零件的位置以及外载荷和支反力的作用位置已经确定。轴上的载荷可以求得，因此可以按弯扭合成强度条件对该主轴进行强度的校核计算，其计算步骤如下：转子轴强度计算作用在轴上的力有转子质量，转子外端的圆周力和板锤的不平衡力，其合力为：K为冲系数，这里取K=1.5，转子轴的受力分析如下图所示：图中O1,O2点为转子和转子轴配合端点，S1,S2为轴支撑点。转子体积式中：n转子转速，n=1430r/minr转子外端半径。r=0.46mN电机功率，N=11KW转子圆柱部分直径，d转子内径，d=30mm转子凸出部分其中一块的体积，2870000

39、转子材料密度，=7.85代入数据得：式中；轴承摩擦阻力系数，取0.03轴承滚珠滚动面得半径，=0.27m带入数据可得： 当量弯矩；式中支撑轴径，可见，轴的轻度满足设计要求。4.4.5 轴的疲劳强度条件的校核计算：1.对主轴进行疲劳强度计算，不妨设外力为单向不稳定变应力，则根据已经知道的条件和公式：主轴的材料为45号钢。经过调质后的性能为，= 5×。现用此材料做试件，进行强度试验，以对称循环变应力，作用次，作用次。根据这些条件，试计算该主轴在此条件下的计算安全系数。若以后再以的力，作用于主轴，还能循环多少次，可以保证主轴不出问题。其实，这也等于估算主轴的使用寿命。根据公式：则该主轴的计

40、算安全系数为：又根据式子： 由以上的计算，显然可以得知，若要使主轴破坏，则由式子得：=1所以，可求出：可以得出结论，该主轴在正常工作，同时考虑到不同工况，估计，在对称循环变应力的作用下，尚可承受次的应力循环。当然，事实上，该主轴可以再工作的循环次数并不会准确的等于以上所求的数值。如果按的范围计算，则所求的的值将分别等于0.50710和2.832。2.提高主轴的疲劳强度的途径：在零件的设计阶段，除了采取提高其强度的一般措施之外，还可以通过以下一些设计措施来提高其疲劳强度：尽可能的降低该主轴上的应力集中的影响。而主轴的结构形状和尺寸的突变（比如轴肩）是应力集中的结构根源。为此，要尽可能的增大过渡处

41、的圆角半径；同一段轴上相邻截面处的刚性变化应尽可能的小等等。在不可避免的要产生较大的应力集中的结构处，可采用减荷槽来降低应力集中的影响。选用疲劳强度高的材料和规定能够提高材料疲劳强度的热处理方法和强化工艺。提高主轴的表面质量。比如将处在应力较高区域的主轴表面加工得较为光洁。或者，如果，有的轴段，工作在腐蚀性介质中，则要对该轴段规定适当的表面保护。尽可能地减小或消除主轴表面可能发生的初始裂纹的尺寸。降温、减载荷，对于发热摩擦副的轴颈采取降温设计，也可显著提高其疲劳寿命。4.5 轴承的选择因为轴承，尤其是常用的一些轴承，主要是指一些滚动轴承，绝大数都已标准化，因而，我们需要进行一部分设计内容，根据

42、具体的工作条件，正确选择轴承的类型和尺寸。另外是轴承组合的设计，它包括安装、调整、润滑、密封等一系列内容的设计。4.5.1 材料的选择轴承的内圈、外圈、滚动体，一般是用轴承铬钢制造的，热处理后，其硬度一般不低于HRC60。一般这些元件需要150度回火处理，所以其通常的工作温度不高于120度，此时，硬度不会下降。4.5.2 轴承类型的选择轴承的类型有很多种，主要根据其承载情况和调心等要求，进行选择。因为该型号的破碎机，其转子的转速在1000到1500之间。所以主轴上轴承的转速很高，负荷很大，且工作时间很长，最主要的是，经过很长时间工作后，会因为锤头的不均匀磨损而产生不平衡附加作用力（当锤头的不均

43、匀磨损严重时，此力就成为总负荷中的主要部分）。轴承间距大，轴会产生挠曲，此外，轴承的中心也难保证同心，因此选用调心滚子轴承。图4-54.5.3 轴承的游动和轴向位移轴承在实际工作时，工作前后的温差大，为了适应轴和外壳不同热膨胀的影响，防止轴承卡死。可以使一端的轴承轴向固定（比如用圆螺母）另一端使之可以轴向位移。这样，轴承在内外圈的轴向相对位置有不大的变化时，仍然可以正常工作。也可以使外圆与座孔配合较松，以保证外圆相对于座孔能做轴向窜动。4.5.4 轴承的安装和拆卸为了便于轴承在主轴上的安装和拆卸，必须考虑到轴承座有剖分面，这样就不必考虑沿轴向安装和拆卸轴承部件，优先选用内外圈可分离的轴承了。此

44、处选调心辊子轴承2228C。4.6 飞轮的设计飞轮的作用是，是转子在运动中储存一定的动能，避免破碎大块或较影的物料时，速度损失不致过大和减小电机的尖峰负荷。其结构采用腹板式。4.7 棘轮的选择蓖条与锤头端部的间隙由两个装置来实现：凸轮和弹簧，凸轮是用来增加这两者的间隙的。操作是靠手柄来实现的。而弹簧用来进行“微调”，当手柄操作不能达到满意的位置时，需要用弹簧进行再调整。凸轮的运动是由棘轮来实现的, 棘轮也因为已经基本标准化，所以，只需要根据具体的条件和要求，进行选择。因为其尺寸的确定是比较自由的，所以，棘轮只需要根据凸轮的工作状况，实现其驱动功能即可。另外，考虑经济性和可能性，稳定性，做合理的

45、选择。棘轮机构的结构简单，制造方便，运动可靠。而且，棘轮轴每次转动角度的大小可以在较大范围内调节。这些都是它的优点。其缺点是工作时有较大的冲击和噪声，而且运动精度较低。其典型的结构形式是由摇杆、棘爪、棘轮和止动爪等组成:弹簧用来使止动爪和棘轮保持接触。同样，可在摇杆和棘爪之间设置弹簧，以维持棘爪与棘轮的接触。棘轮固定在机构的传动轴上，而摇杆则是空套在传动轴上。当摇杆逆时针摆动时，棘爪便插入到棘轮的齿间，推动棘轮转过一个角度。当摇杆顺时针转动时，止动爪阻止棘轮顺时针运动，同时，棘爪从棘轮的齿背上滑过，所以此时，棘轮静止不动。这样，当摇杆连续往复运动时，棘轮便得到了单向的间歇运动。294.8 蓖条

46、位置调整弹簧的选择前面提到了，弹簧所能起到的作用是调整蓖条与锤头间隙的作用。弹簧一般所起到的作用是：1.控制运动方向。2.缓冲和吸振3.储存能4.测力的大小。在这里，它实现的是第一个功能。根据受载荷的情况的不同，弹簧可分为拉伸、压缩、扭转和弯曲弹簧。根据所要求的工作状况。只需要承受拉伸。所以，应该选择拉伸弹簧。在常用的弹簧当中，根据其应用特点和范围，我们可以选用普通的圆柱螺旋弹簧。这种弹簧的特性线呈直线，刚度稳定，承受压力，结构简单，制造方便，应用最广泛。无特殊要求时，可以选右旋。弹簧的选择的一个关键是，对弹簧的特性线和刚度的分析。表示弹簧载荷与变形之间关系的曲线成为弹簧的特性线。使弹簧产生单

47、位变形所需要的载荷成为弹簧的刚度。用表示。4.9 箱体结构以及其相关设计一台机器的总重量当中，机座和箱体等零部件的重量占很大的比例。同时在很大程度上影响着机器的工作精度以及抗振性能。所以，正确合理的选择机座和箱体的材料，并且正确合理的选择其结构形式和尺寸，是减小机器质量、节约金属材料。提高工作精度等重要途径。4.9.1 铸造方法根据有关资料，机座（机架和基板等）和箱体（包括机壳等）的形式很多。按构造形式可以分为机座类、机架类等。本次设计到的锤式破碎机，是固定式重型机器。而且，机座和箱体的结构复杂，刚度要求也较高，因此，通常都是铸造。铸造材料常用便于施工而又便宜的铸铁。（包括普通灰铸铁、球墨铸铁

48、等）。而且该破碎机的机座，属于大型机座的制造，所以，常采用分零铸造，然后焊成一体的办法。4.9.2 截面形状的选择因为绝大数的机座和箱体受力情况较为复杂，因此要产生振动，弯曲等变形。所以，当受到弯曲或扭转时，截面形状对其刚度和强度的影响很大。所以，正确设计出合理的机座和箱体的截面形状，可以起到既不增大截面面积，又不增大（或者减小）零件质量（材料消耗量）的效果。而且增大了截面系数以及截面惯性矩，就能提高其强度和刚度。在使用中，绝大数的机座和箱体都采用这种截面形状，就是这个缘故。虽然矩形截面的弯曲强度不及工字型截面，扭转强度不及圆形截面的，但是它的扭转刚度却大得。而且采用矩形截面的机座和箱体的内外壁比较容易装设其他的机件。所以，对机座和箱体来说，它是结构性能较好的截面形状。4.9.3 肋板的布置一般地说，增加壁厚固然可以增大机座和箱体的强度和刚度，但不如加设肋板来得有利。因为加设肋板时，增大强度和刚度，又可以增大壁厚的同时减小质量；因为该破碎机的机壳是铸件，所以，对于铸件，由于不需要增加壁厚，就可以减少铸造的缺陷；对于有些焊接的部位，壁薄时更容易保证焊接的品质。 结论对锤式破碎机的设计以及相关的研究,是我对大学所学的知识进行整合和总结,运用的一个尝试,这不仅提高