机械毕业设计（论文）pc_800×600锤式破碎机的设计【全套图纸】

1、内蒙古科技大学本科生毕业设计说明书（毕业论文）题 目：PC_800×600锤式破碎机的设计学生姓名：学 号：0614103656专 业：机械设计制造及其自动化班 级：机械2006-6班指导教师：摘要锤式破碎机大量应用于水泥厂、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，

2、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Abstract Hammer type breakers are applied to such each department as the cement plant , power plant ,etc. in a large amount, so its design has an extensive prosp

3、ect and experience that can be used for reference. Its design essence is, formerly after total conceptual design, a design which points each main spare part , question of installing and making a reservation etc., and carry on the intensity to check and test to the specific part, and in relevant them

4、atic parts, analysis of comparing question that the life-span of very beginning of the hammer lengthens in detail . In the design of each spare part , should include the choice , sureness , demand processed , structure craft satisfication of the size of the material , and the demand for cooperating

5、with other parts, etc. When the intensity is checked , should use relevant formulae , carry on the analysis of the dangerous position, need to check form , mapping , calculation ,etc. Then to to install , work course , work situation after predict that carries on more overall inspection whole, give

6、consideration to the question in such respects as maintaining and safety ,etc. at the same time . Finally , choose to analyse in machining accuracy , public errand to two groundwork parts, economy and dependability that the breaker soed as to ensure is designed finally.Key Words Hammer type breakers

7、 hammer intensity tolerance目 录摘要IIAbstractIII第一章 绪 论11.1 锤式破碎机和破碎机的分类11.1.1 锤式破碎机的分类11.1.2 破碎机的分类11.2 锤式破碎机的优缺点11.2.1 锤式破碎机的优点11.2.2 锤式破碎机的缺点11.3 锤式破碎机的规格和型号2第二章 锤式破碎机的工作原理及破碎实质32.1 锤式破碎机的工作原理32.2 破碎的目的和意义42.3 矿石的力学性能与锤式破碎机的选择42.4 破碎过程的实质5第三章 破碎机的参数的选择和计算73.1 型号为800mm×600mm锤式破碎机的基本结构参数的计算与选择73.

8、1.1 转子的直径和长度73.1.2 基本结构尺寸的确定73.2 主要工作参数的计算83.2.1 转子速度83.2.2 生产率93.2.3 电机功率93.2.4 转子的转速与锤头重量10第四章 锤式破碎机的结构设计134.1 锤头设计与计算134.2 圆盘的结构设计与计算184.3 篦条的设计计算194.4 主轴的设计及强度计算204.4.1 轴的材料的选择214.4.2 轴的最小直径和长度的估算214.4.3 结构设计合理的选择性224.4.4 主轴的设计244.4.5 轴的弯扭合成强度计算264.4.6 轴的疲劳强度条件的校核计算304.4.7 键的强度校核334.4.8 主轴的临界转速3

9、34.5 轴承的选择364.5.1 材料的选择374.5.2 轴承类型的选择374.5.3 轴承的游动和轴向位移374.5.4 轴承的安装和拆卸384.5.5 轴承计算384.6 传动方案的选择与计算404.7 飞轮的选择与计算414.8 棘轮的选择434.9 蓖条位置调整弹簧的选择444.10 箱体结构以及其相关设计454.10.1 铸造方法454.10.2 截面形状的选择454.10.3 肋板的布置46第五章 部分零部件上的公差和配合475.1 配合的选择475.1.1 配合的类别的选择475.1.2 配合的种类的选择475.1.3 一般公差的选取475.2 形位公差485.2.1 形位公

10、差项目的选择485.2.2 公差原则的选择485.2.3 形位公差值的选择或确定49第六章 锤式破碎机的操作和维修516.1 锤式破碎机的基本操作法516.1.1 启动锤式破碎机前应做好的准备工作516.1.2 启动操作的注意事项516.1.3 停车注意事项526.2 安全操作技术526.2.1 保持保护装置和报警装置的完好526.2.2 操作和检修时应注意事项526.3 锤式破碎机的维修保养法536.3.1 润滑536.3.2 巡回检查和日常维护53结 论54致 谢55参考文献56 第一章 绪 论 1.1 锤式破碎机和破碎机的分类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。

11、 、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。1.1.2 破碎机的分类、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。1.2 锤式破碎机的优缺点1.2.1 锤式破碎机的优点、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=1015）,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。1.2.2 锤

12、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。 1.3 锤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1000mm×1200mm的锤式破碎机，表示转子的直径D=1000mm，转子的长度L=1200mm。常见的型号有：不可逆式的：800mm×600mm，1000mm×800mm，1300mm×1600mm，1600mm&

13、#215;1600mm，2000mm×1200mm。可逆式的：1430mm×1000mm，1000mm×1000mm。第二章 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的基本结构如下图所示。主轴上装有锤架2，在锤架之间挂有锤头3，锤头的尺寸和形状是根据破碎机的规格和物料颈决定的。锤头在锤架上摆动大约1200的角度、为保护机壳，其内壁镶有衬板，在机壳的下半部装有箆条4，以卸出破碎合格的物料。主轴，锤架和锤头组成的回转体称为转子。物料进入破碎机中，即受到高速运转的锤头3冲击而被破碎，破碎的矿石从锤头处获得动能以高速向机壳内壁冲击，向箆条和破碎

14、板冲击而受到第二次破碎，同时还有矿石之间的相互碰撞而受到进一步的破碎。破碎合格的矿石物料通过箆条4排出，较大的物料在箆条4上继续受到锤头的冲击而破碎，达到合格力度后即从缝隙中排出。为了避免箆缝的堵塞，通常要求物料含水不超过10. 图1-1 1轴：2-锤架：3-锤头:4-篦条2.2 破碎的目的和意义 （1）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

15、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。 （2）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。 2.3 矿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，

16、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24Mpa,最大也不超过40Mpa。普式硬度系数一般为24，再如一些中硬矿石：花岗岩、纯褐铁矿、大理石等，抗压强度是120150Mpa，普式硬度系数一般为1215，还有硬矿石、极硬矿石，普式硬度系数一般为1520。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。2.4 破碎过

17、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，Rittinger提出的，破碎消耗的有用功与新生成的物料的表面积成正比。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

18、内，成为物体的变形能。但一些脆性物料，在弹性范围内，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，Bond和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，Huk

19、ki实验研究表明：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。第三章 破碎机的参数的选择和计算3.1 型号为800mm×600mm锤式破碎机的基本结构参数的计算与选择3.1.1 转子的直径和长度 （1）转子的直径一般是根据矿石的尺寸来决定的。通常转子的直径与给矿块的尺寸之比为4-8，大型破碎机则近似取为2.由于800mm×600mm锤式破碎机为中型破碎机，所以直径与给矿块尺寸之比取7，而加工物料粒度120m

20、m。所以转子直径D=6×120=720mm，取D=800mm （2）转子长度视机器生产能力而定。转子直径与长度的比值一般0.7-1.5，矿石抗冲击力较强时，应该选取较大的比值。由于800mm×600mm锤式破碎机加工的矿物为石灰石，煤或者石膏这样一些低等硬度的矿石，所以比值取0.8.转子长度L=D×0.8=800×0.8=560mm，取D=600mm3.1.2 基本结构尺寸的确定 1.给矿口的宽度和长度：锤式破碎机给矿口宽度B>3d，d表示最大给矿块的尺寸。B>3d=3×120=360mm，取B=400mm，而给料口的长度与转子的长

21、度相同，故取给料口长度L=600mm。 2.排矿口尺寸：锤式破碎机的排矿口有箆条间隙尺寸控制，一般按入粒度要求来确定。3.给矿方式与给矿导板的仰角，锤式破碎机要求给矿块有一定的垂直下落速度，故给料口设置在机架上方。 3.2 主要工作参数的计算3.2.1 转子速度 为了简化设计，锤式破碎机不设为变速箱。因此破碎机转子的速度和所安装的电动机的额定转速相同。转子转速度用锤头的圆周速度来控制。转子的速度是冲击式破碎机的重要参数，转子转速可按下式进行计算： n=60v÷3.14D r/min转子的圆周速度v可根据待破矿石的性质计算： V=0.01×（9.8/r.）0.5G-5/6/E

22、1/3 m/s式中： g-重力加速度，g=981cm/s2 r-矿石比重，kg/cm3 G-矿石的抗压强度，kg/cm3 E-矿石的弹性模数，kg/cm3由于上式没有反应出破碎比这一因素，所以按上式计算的转子圆周速度只作为转子转速的参考。目前，锤式破碎机的转子圆周速度的使用范围是1580m/s，通常，粗碎时取1540m/s，细碎时取4080m/s。虽然转子速度越高，破碎比越大，但锤头磨损也越快。因此，在满足力度要求的情况下，转子的圆周速度应偏低。由上分析可知： n=60v÷3.14D (此处V取50m/s) =60×50/3.14×0.8 = 1194.28 r/

23、min为了减少磨损和功率消耗，取 n=1200 m/s3.2.2 生产率目前，锤式破碎机还没有一个考虑了两种因素的理论计算公式，因此我们选用经验公式来计算。我们以破碎低等硬度物料来计算锤式破碎机的生产率： 经验公式： Q=（30-45）DL× （吨/小时） 式中： D-转子的直径，m; L-转子的长度，m； -矿石的松散比重， t/m3由于本次设计中 D=800mm=0.8m； L=600mm=0.6m； 所以 取1.62； 式中的系数取38；则 Q=38×0.8×0.6×1.62=29.548吨/小时 根据计算结果，可以确定出800mm×60

24、0mm破碎机的生产率为30吨/小时。3.2.3 电机功率锤式破碎机的功率消耗与很多因素有关，但主要取决与矿石的性质，转子的圆周速度，破碎比和生产能力。目前，锤式破碎机的电动机功率尚无一个完整的理论计算公式，一般是根据生产实践等经验公式选择破碎机的电动机功率。根据经验选择电动机功率： N=KQ kw 式中： Q-机器的生产能力，吨/小时； K-比功耗，千瓦/吨；对低等硬度的物料一般取K=1.42. 本次设计要求将矿物细碎，因此比功耗偏大选取： （取K=2千瓦/吨），Q=30吨/小时； 则 N=KQ=30×2=60 KW 根据计算电动机功率的结果，查表选择Q系列（IP）三相异步电动机（J

25、B/T 52711991 5272-1991）.型号为Y280S-6.电动机效率为92额定电流为143A。3.2.4 转子的转速与锤头重量锤式破碎机转子转速n和锤头重量G是相互关联的。锤式破碎机是靠锤头的动能做的功来完成物料的破碎。锤头的动能E为： E=mv2/2（3-1） 式中 E-锤头的动能，J； m-锤头的质量，kg； V-锤头的圆周速度，m/s； V=（3.14Dn）/60（3-2） 式中 n-转子转速，r/min； D-转子旋转时，由于离心力的作用，锤头作辐射状，这时,转子的外端直径就以D（m）表示。将式（2代入式（1）中，得 E=（3.142mD2n2）/7200 N.m （33）

26、锤头动能的大小与锤头的重量成正比，但是锤头的重量越大，旋转起来的离心力也越大，对锤式破碎机的转子的其他零件都要产生影响，并且加快损坏，因此，锤头的重量不应该过重或过轻，要适中。正确的选择锤头的重量对破碎效果和能量消耗影响很大。所以选择的锤头重量一定要满足锤击一次性破碎，并使无用功消耗达到最小，同时，还必须不使锤头向后偏倒。因此，必须使锤头运动起来产生的动能等于破碎物料需要的打击功。如公式（3）所示：转子上全部锤头每次转一次所产生的动能Ea为 Ea=KaKbE=（3.142mD2n2KaKb）/7200 N.m（34）式中 Ka-转子圆周方向的锤头排数 Kb-转子横向每排锤头个数转子每分钟n转时

27、全部锤头所产生的动能Na为：Na=（nEa）/（1000×60）=（3.142mD2n2KaKb）/（1200×60×7200） kw（35）由于给料的不均匀和物料的松散比，实际并不是全部锤头都能打着物料，其中有些锤头空过。因此，公式（5）不必再乘以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Na是由电动机直接共给的，故使式（5）与电动机每分钟所发出的功率N相同，即可以认为全部锤头所产生的打击能够击碎加工物料。即： Ng=Na=（3.142nmD2n3KaKb）÷（1200×60×7200） kw m=（438×10

28、5Ng）÷（D2n3KaKb）N（36）式中：Ng-锤式破碎机的电动机功率，kw； D-破碎机转子直径，m（D=0.8m）； Ka-圆周方向转子排数，取6； Kb-横向转子个数，取8； n-锤式破碎机的转速，n=1200r/min; 代入式（36）得： m=3.2kg公式（6）还只是考虑全部锤头运动起来产生的动能能够打碎物料，而并没有考虑锤头打击物料后，它的速度损失的大小，如果打击物料后，其速度损失过大，这会使锤头绕自己的悬挂轴回转而不破碎物料，因此会降低锤式破碎机的生产能力和增加无用功。当然，锤头的打击物料产生的 偏斜由于离心力能恢复到原来的位置，但必须在第二次打击前恢复。所以锤头

29、打击物料后只能允许速度损失40%-60%，从动能相等的原理出发，可得： GV=(Ga+Gb)Vb N.m/s Vb=G/(Ga+Gb)V（37）式中： G-锤头折算到打击中心处的重量，N； Ga-最大物料块的重量，N； V-锤头开始打击时的圆周速度，m/s；公式（7）的系数等于0.60.4即 Vb=（0.6-0.4）V m/s（38） 由式（7）得： GV=GVb+GaVb得: G=Ga×V2/(V-V2) .(3-9) 把式（8）代入式（9）中得： G=（0.71.5）Ga其中，最大物料块质量m=p×v=3.63×123=6.273kg Ga=mg=6.273&

30、#215;9.8=61.47 取Ga=61N 锤头重量G=（0.71.5）Ga=42.7-91.5N G取80N第四章 锤式破碎机的结构设计 4.1 锤头设计与计算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。关于锤头 的结构设计及相关改进在专题中有较详细的论述。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3-1所示。并有相关的计算。锤头材料的选择问

31、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低等硬度的物料。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.本次设计所用的锤头的材料为高锰钢,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,其化学成分为: 碳 0.9-1.3 锰 11.0-14.0 硅 0.3-0.8 磷 小于等于0.10 硫 小于等于0.05 抗拉强度 > 56 屈服强度 > 30 延伸率 > 15 收缩率 >15 布氏硬度 179-229

32、 HBS 冲击值 3因为高锰钢的机械加工性较差,所以在铸造时,需先放无缝钢管,若误差不大,可直接安装在锤架上.若偏差大，可以经过加工使用。本次设计的锤头形状对称，所以当一面磨损后，可反面使用。 图4-1锤头示意图 锤式破碎机是一种高速回转且靠冲击来破碎物料的机械.为了使它能够正常工作,首先必须使它的转子获得静平衡和动平衡.如果转子的中心离开它的几何中心线,则会产生静力不平衡现象;若转子的回转中心线和其主惯性中心线相交,则将产生动不平衡现象.这两种不平衡现象都会使机械产生较大的惯性力和力矩而缩短零件的寿命。转子上零件要按二级精度来制造，并且还要精确的进行静力和动平衡计算。 如果锤式破碎机的转子已

33、经达到静力和动平衡，但由于锤头悬挂得不正确，则伴随着锤头与物料的冲击，在锤头销轴转子圆盘，主轴及主轴承上产生打击反作用力，如下图所示： 图4-2打击反击作用图 1-锤头 2-轴销 3-打击圆盘 4-主轴 锤头打击物料块时，在锤头打击点上将作用着打击力N0如果锤头悬挂得不正确，即锤头是非打击平衡锤，则在锤头销轴想产生打击反作用力Ny0根据作用力等于反作用力的原理，该力也将作用在转子圆盘的销孔上，该力用Ny、表示，其方向与Ny相反。如果转子已经达到静力和动平衡，则作用在转子圆盘销孔上的打击反力Ny也将传给转子轴上，该力用N表示，则N的反作用力N、 将作用在转子中心孔上。Ny、和N、在转子圆盘上形成

34、逆圆盘回转的打击力偶，因而额外的多消耗了能量，作用在转子轴上的打击反力N将传给轴承，使轴承在工作中受到与打击次数相同的连续冲击，而显著的缩短了轴承的使用寿命。 为了避免锤式破碎机工作时产生的打击反作用力，必须使所安装的锤头是打击平衡锤头。所谓的打击平衡锤头，就是锤头打击物料后，在悬挂销轴上不产生打击反力。从这点出发，在设计和改进锤式破碎机的锤头时，必须对所选用的锤头的几何形状进行打击平衡计算。 下面是对本次设计的锤头进行打击平衡计算，它是一个最常用的几何形状最简单、具有两个销轴孔的锤头进行打击平衡计算，如下图所示：图4-3锤头打击平衡计算示意图在计算之前，先假定锤头的打击中心在其外棱处，即锤头

35、以其外棱打击物料。然后，通过求得锤头最合适的悬挂销轴孔来满足打击中心公式：l= cm (6-1)式中C锤头悬挂中心（销轴孔）O到重心S的距离，cmL锤头悬挂中心O到打击中心（锤头外棱）的距离，cm L= cm (6-2)a- 锤头的长度，cm有孔（销轴孔）锤头的面积，cm2= cm2 (6-3)d锤头悬挂销轴孔的直径，cm;b锤头的宽度，cm；面积对悬挂中心O的极惯性距，cm4根据面距定理，在图b中以左边沿为基准时： 化简后可得： cm(6-4)由（4）可得： cm (6-5)设有孔锤头（平面薄板）的面积对其悬挂中心O的极惯性距，cm4无孔锤头（平面薄板）的面积对其悬挂中心O 的极惯性距，cm

36、4无孔锤头（平面薄板）的面积对其重心S的极惯性距，cm4销轴孔对其悬挂中心O的极惯性距，cm4无孔锤头对其面积F的水平对称轴XX的轴惯性距，cm4F无孔锤头的面积，cm2。e 无孔锤头的重心S至悬挂中心O 的距离，cm。 cm4 （6-6） cm4 （6-7） cm4 （6-8） （6-9）将（2）（9）（3）（5）代入（1）中，然后化简整理得：其中 =210mm, b=100mm, d=30mm得=53.4mmx取55mm 则C=4.895cm=50mm 按上式计算方法求得锤头悬挂中心位置，在实际工作中也难免锤头销轴不受打击反力的作用，因为我们在计算之初，是假定锤头以其外棱打击物料，而实际上

37、由于给料粒径的变化，锤头并非都是以其外棱打击物料。另外，由于制造和安装上的误差，以及锤头外棱和销轴孔的磨损，都会改变打击平衡的条件（）。 因此，考虑到以上一些因素，锤头悬挂中心到左边的距离x最后取为50mm。4.2 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8个锤子。圆盘是用来悬挂锤头的，一共需有9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。所用的螺母为GB-812-85，这样每个圆盘均匀分布6个圆孔，即可以通过六根销轴，用来悬挂锤头，锤头和院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

38、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800mm，所以，圆盘的大小的取值就有了一定的范围。不妨取做560 mm，圆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）。 4.3 篦条的设计计算锤式破碎机的篦条的排列方式是与锤头的运动方向垂直,与转子的回转半径有一定的间隙的圆弧

39、 .合格的产品可以通过篦条缝,大于篦缝的物料由于不能通过篦条缝而继续受到冲击破碎,如此循环.篦条和锤头一样,受到很大的冲击和磨损.如下图所示,是本次设计的篦条,其形状基本是梯形断面,材质为高锰钢. 图4-4 篦条示意图篦条的形状有多种形式，有三角形，矩形和梯形三种，本设计中采用的是梯形它的材料是ZGMn12的高锰钢。因此有较高的耐磨性，又能承受一定的冲击。设计篦条时，我们假设其倾角篦孔为方形，边长为L，筛丝直径为a颗粒直径为d，颗粒与篦条方向倾斜角投落到筛面，当不考虑重力对颗粒运动的影响，则可以认为颗粒作直线运动，可写出矿物的颗粒通过篦缝的概率： P（A）= = (1)若筛面水平放置，即=0，

40、则不考虑颗粒投落到筛条后弹起来落到筛孔的可能性，可改写为 P（A）=(2)从（1）（2）两式不难看出，颗粒倾斜于筛面运动时比垂直于筛面运动时的透筛概率靠近一些。由式（1）可以看出，如果令分子中带括号用为O，则理论透筛概率P（A）也为O，这样可以计算出各颗粒材料不能透筛的筛面临界倾斜角则=当=0时，即物料从垂直方向落到倾斜筛面上，则=由以上可以绘出下面关系曲线，它反映了倾角与筛面的相对粒度关系，从中可以看出，在具有大倾斜筛面的筛分机中，可以用筛孔尺寸 较大的筛面来处理相对粒度小的颗粒群，这就是概率筛之所以可以采用大筛孔筛面的一个理论依据。 图4-5筛面临界角与相对粒度关系曲线图4.4 主轴的设计

41、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4.4.1 轴的材料的选

42、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。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。

43、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定位要求，从处逐一确定各轴段的直径的大小。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

44、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。 图4-6 轴4.4.3 结构设计合理的选择性 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4

45、5度倒角。在需要切制螺纹的轴段，应留有退刀槽。起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。（1）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

46、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

47、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下册中的第651页的表。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。

48、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。(2)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

49、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，由手册查地平键剖面b×h，键槽用键槽铣刀加工的 。4.4.4 主轴的设计对于只传递转矩的圆截面轴，其强度条件为：T=T/ZP=(9.55×106P)/0.2d3n<T N/mm3 T=9550000P-=9550000*-75-=751942mm对于既传递转矩又受弯矩的轴，可用上式估算轴的直径;但必须把轴的许用应力T适当降低，以补偿弯矩对轴的影响。将降低后的许用力代入上式，并改写为设计公式 : d×=A×mm 式中A=98107 因为本设计中的主轴的材料为35SiMn，且承

50、受大载荷，大弯矩。所以A取107.又因为P=60 kw n=1200 r/min所以代入上式得： d>38.85 mm考虑到破碎机承受的转矩变化和冲击载荷变化很大，则取轴的最细处dmin=70 mm ，而细轴处的强度条件为： T=16.92 N/mm2查表得35SiMn许用扭切应力 T =4052 N/mm2 T=16.92 N/mm2< T 即细轴71处的强度符合要求的强度条件。 图4-7 主轴的结构方案 主轴的最小直径是安装飞轮处的直径d10-11，为了使所选的轴直径与联轴器的孔径相适应，故需同时选取联轴器型号。联轴器的计算转矩Tca=KaT，查表10.1，取Ka=2.3，则：

51、Tca=KaT=2.3×751942=1579078.2 N.mm。按照计算转矩应小于联轴器公称转矩的条件，查标准GB/T 5843-86，半联轴器I的孔径d1=71mm，故取d1-2=71mm，半联轴器长度L=132 mm，与轴配合的毂孔长度L1=107mm。为了满足半联轴器的轴向定位要求，1-2轴段左端应制出一轴肩，故取2-3段直径d2-3=80mm，L1-2=104mm。因轴承同时受有径向力和轴向力的作用，且主轴承受大转矩和冲击载荷，选用双列的调心滚子轴承，参照工作要求并根据d2-3=80mm，选用滚子轴承22316，d×D×B=80×170

52、15;58，左端采用轴肩进行轴向定位，轴肩高h=5mm，取d3-4=90mm，右端与联轴器之间采用套筒定位，长度L=48mm。滚子轴承宽度B=33mm为使套筒可靠的压紧轴承，取L2-3=79mm，轴承箱体宽度120mm，箱体至机壳外壁距离35mm，机壳壁厚20mm，取制造误差S=10mm，故取 L3-4=133mm。转子圆盘用轴套压紧定位，取轴肩高度h=10mm，则d5-6=110mm为了可靠的压紧转子圆盘，取L5-6=618mm 。由于轴承对称布置，仍取L6-7=40mm，d6-77=110mm，L7-8=133mm，d7-8=90mm，轴承用套筒和挡圈定位，由于在最左端配置飞轮，飞轮轮毂长度130mm，为使飞轮不至与机壳接触，取飞轮与轴承箱体的距离为160mm，则取L9-10=120mm，d9-10=76mm飞轮左端用轴端挡圈定位，飞轮轮毂直径为70mm，故取d10-11=71mm，L10-11=125mm。半联轴器，转子圆盘，飞轮与轴的周向定位均采用平键连接。半联轴器与轴的链接，