立式冲击破碎机结构设计

word立式击碎机构计摘要立式冲击破碎机是一种结构简单、破碎效高的破碎机构，主要用于脆性物料的研磨与破碎。它不同于常规的破碎、磨设备，是一种新型的冲击式破碎机本课题设计的立式冲击破碎机是一种单给的破碎类型，应用物料与破碎机衬板冲击、物料与物料相冲击的原理，达破碎物料的目的。主要由进料斗、分料器、涡动破碎腔、叶轮、主轴总成、机、传动机构与电机等局部组成。这次设计我首先对所设计的立式冲击破碎机的构进展设计，选择合理的方案。其次对主轴进展计算；电动机选择、计算带计算；选择适宜的轴承。最后对本次设计进展总结和表示。关键词：立式冲击破碎机，主，叶轮，涡动破碎腔，V带英文目ABSTRACTVerticalimpactcrusheriscrushingwithandefficiency,whichisforthegrindingofbrittlematerials.Itisdifferentconventionalcrushing,grindinganewtypeofcrusher.verticalimpactwhichisdesignedbyakindoffeed,whichcanachieveofusingofmaterialandmachineliningboard,material.Mainlyconsistsoffeedingcrushingcavity,anamainshaftamachineframe,andapart.ThisIfirstofverticalreasonableI/27

wordiscalculated;motorcalculation;Vbandcalculation;appropriatebearing.AtisandKEYWORDS:chamber,Vbelt

Verticalimpactcrusher,vortexdynamicII/27

目

word录

11章体方设计1.1冲击碎机整体计

冲击的分3冲击的结设计冲击工作理击破机结与计速度冲击2.2机2.3V计133.1比比i的计3.2

有效1、e的确定包角14置设4.14.24.3与螺5.1板III/27

word5.2六章机6.1的类196.2结构20

22考文23IV/27

前

word言粉碎是目前人类生产和生活中不可或缺的种重要手段，而用于粉碎所需的费用与消耗是巨大的。有研究专家出全世界每年花费在粉碎上所消耗的电能为总电能的

30%粉碎的粒度、设备磨损、耗损电能是全世界粉碎工作者共同研究的课题。而立式冲击破碎机是近年来兴起的一种高效、节能、可靠的破碎设备。立式冲击破碎机广泛用于金属和非金属矿、水泥、耐火材料、铝矾土、金刚砂、玻璃原料、建筑材料、人工砂以与各种冶金矿渣的细碎，特别对中硬、特硬物料比其他类型的破碎更具有优越性。立式冲击破碎机主要由进料斗、分料器、动破碎腔、叶轮体、主轴总成、底座、传动装置与电机等局部组成其工作原理是：物料从顶部进料斗进一个速旋转的轮中，物料离力的用下，后以40~100m/s的速度冲入破碎腔，与悬浮的物料与物料衬垫剧烈撞，然后受惯性作用，沿物料堆积斜面向上运动至部后偏转向下运动，又与从叶轮中发射出的物料再次碰撞，最后失去能的物料从破碎腔内排出。立式冲击破碎机主要作用是冲击和研磨，其次压碎。简单的说就是一种石打石的原理。立式冲击破碎机的主要特点有：〔1〕结构简单合理、运行本钱低。利用石打石原理，磨损小。〔2〕破碎率高、节能。〔3〕具有细碎、粗磨功能。〔4〕受物料水分含量影响小、含水份可达

左右。〔5〕更工作噪声低于75分贝〔db级粉尘污染少。〔6〕适合破碎中硬、特硬物料。〔7〕产品成立方体，堆积密度大，铁污染极小。〔8〕叶轮自衬磨损小、维修方便。改革开放30多年来，国的破碎行业经历了多个阶段，其中有引进并吸收国外先进的技术、合作设计和自主开创造等过程，产品的设计研究逐渐自主创新化。1/27

word如今国内开展迅速，在快速开展形势的推下，立式冲击破碎机在社会的需求更加广泛，性能要求更加新颖，现出大批拥有自主创新开展的产品。如VSI系列冲击式破碎机，PCL系列冲击式破碎机等，这些产品运用先进的技术，活跃于我国矿山行业，为国破碎行业做出重大的贡献，同时也逐渐缩小我国与世界先进水平的差，提升了我国的水平，使我们跻身世界前列。立式冲击破碎机的开展与人类生产、生活息相关，在人类社会建设中起着重大的作用，对我们的科学水平、业水平的开展有着不可或缺的意义。经济、社会的开展进步，也提醒着碎行业要不断创新与改革，跟上时代步伐。本着科学开展的道路，实现持续的开展。2/27

word第总体方设1.1冲击碎机整体计立式冲击破碎机的分类1.按给料方式分类立式冲击破碎机按给料方式分为单给料和给料两种类型。2.按电机数量分类立式冲击破碎机按电机数量分为单电机和电机两种类型。3.按叶轮的形式分类立式冲击破碎机按叶轮的形式分为圆形叶和带冲击板的三角形叶轮。立式冲击破碎机的结构设计立式冲击破碎机的机构主要有

8分构成，它们分别是电机、涡破碎腔、给料口、叶轮、排料口、机架、主轴置、分料器。如图1.电机

所示电机是立式冲击破碎机的传动装置，为整装置提供动力，采用单电机皮带传动驱动，达到破碎效果。2.涡动破碎腔涡动破碎腔是物料破碎的地方，结构为上下两段圆柱形的环状空间，物料高速旋转的叶轮作用下在破碎腔里相冲击、研磨。分料器在涡动破碎腔里的上部圆柱段。物料通过给料口进涡动破碎腔，在叶轮作用下高速旋转。有的物料驻留在破碎腔里，形成料衬层，使物料只能够相互碰撞、研磨，从而保护涡动破碎腔衬板。3.给料口给料口装置是一个倒立的漏斗状的装置，入涡动破碎腔。4.叶轮

给料口有耐磨环，物料由此进叶轮是立式冲击破碎机的最主要部件。安装在主轴装置的上端，是由特3/27

；；；5-；；；5-电动机；；殊材料制作的一个圆柱形空心部件，用圆套和键联接在主轴上做高速旋转。其上有三个排料口，用来抛射出物料在每个物料口前面还有冲击板保护，可以阻止物料在涡动破碎腔物料衬上弹跳。这种冲击板可以自由更换，使用经济、方便。5.排料口排料口主要是排出符合要求粒度的物料。6.机架机架是整个立式冲击破碎机的外壳，也就是破碎机的骨架，各个部件联系在一起组成一个整体。同时起到支撑个破碎机的重任。7.主轴装置主轴装置是连接叶轮和电机的载体，安装破碎机底座上，用来传递动力和扭矩，支撑叶轮旋转。主轴装置主由主轴、轴承等组成。1-给料口分料器叶轮涡动破碎腔

；；主轴装置

机架8-料口图1-1立式冲破碎结构立式冲击破碎机工作原理如图所示，物料由入料口进入立式冲击破碎机的给料口，在缓冲4/27

word漏斗的导流作用下进入叶轮，叶轮高速旋，物料在离心力的作用和分料锥的作用下被分配到不同的抛射通道内，抛射通道内用很短的时间和很大的加速度下达到的高速，向四周抛射出去，冲入到涡破碎腔内，物料在涡动破碎腔内，与悬浮物料和物料衬垫剧烈碰撞，达到破碎作用。同时有物料衬垫向上提升的用，物料间相互摩擦、碰撞，形成屡次破碎和研磨作用，使破碎效率更。转子；叶轮；机架；还击板；空气循环装置；给料斗；7,8-给料筒图1-2立式冲破碎工作原图叶轮是立时冲击破碎机的主要部件之一，要有两个参数：叶轮直径和转速。叶轮直径是一个重要的参数，实验结果指：5/27

word1）在满平衡条件要求的情况下，随着叶轮直径和高度的增加物料的通过量增大，破碎机的处理能力增大；2）随着轮直径的增加，破碎腔尺寸加大，人粒度可以增大，破碎机产品中一样粒极含量增大，尤其适用于材碎石用料；3）随着轮尺寸的增大，叶轮质量加大，转动量增大，对给料不均匀性的适应能力增强，破碎过程中的冲击载荷减小；4）随着轮尺寸的增大，破碎机高度要增大，因而支撑轴承承受负荷的能力就要增大。叶轮速度应考虑以下几个因素：1）叶轮速越高破碎效果越好，但是要有一个限；2叶轮转速与有关振是机共有的题，转速高对平衡的就高平衡不好震烈；3转速与磨损，转过就剧部件磨损，影使寿命4转速物的特性有着切系。2.还击板图1-3还击排列图还击板的主要作用是承受物料的冲击，并物料反弹，对物料的破碎有着重要的影响作用。为了使飞出的物料撞还击板后有更好的破碎效果要对还击板进展排列布阵。如图

所示。采用这样的还击板排列方式，能使从叶轮飞出的物料通过撞击还击6/27

word板反弹回来之后，物料间在此进展相互碰，二次碰撞甚至会进展屡次碰撞，从而使得破碎效果达到最好，破碎效更高。7/27

511word511第2章立式冲破机构设与算冲击速度确实定立式冲击破碎机工作时冲击速度是一个非重要的工作参数，直接决定了工作效率、生产能力和破碎比，选定当的冲击速度可以事半功倍。冲击速度v的由如公可出

v

〔2-1式中各符号性、单位、阅料数出下表示结：表2-1冲击速度相关数据符号kvEγσ

性质破碎的冲击度系物料弹性模物料度物料压强度

单位kg

数据将上述数据代入〔式2-1〕得：v2.02

69330002

计算所得到的v约97m/s，合70m/s-100m/s所选冲击适宜确定冲击时间

的求，此冲击时间是个不能用特定的公式计算出来量，在物料不均衡的情况8/27

vwordv下冲击时间也变幻不定，根据大量数据显冲击时间可由下面公式求出用作参考。冲击时间t，计算公式如下：Rttp5

25

〔2-2式中各符号性、单位、阅料数出下表示结：表2-2冲击时间相关数据符号tE

性质冲击间系数物料性模数物料度冲击度

单位kg

数据

物料半径

将上述数据代2-2〕可：t

2.73

3000

0.321s查阅相关研究破碎时间应该在0.0002s以因此上过符合要2.2机电动机的功率主要决定了立式冲击破碎机处理能力。状态下，叶轮的处理物料量与电动机功率正比。电动机功率用下式确定：

在叶轮确定的PqQ

〔式〕9/27

word式中各符号性、单位、阅资料相关数据可下表所示结：表2-3电动机关数符号

性质电动功率能耗处理力

单位kW/tt/

数据代入〔式2-3〕得出果：所以电动机功42kW2.3决定叶轮直径有两个因素：处理能力和物最大粒度。叶轮直径D〔mm〕确定公式为：600K(

〔式〕表2-4叶轮直径相关数据符号DK

性质叶轮径系数

单位

数据

物料大粒度

叶轮转速决定了处理能力。计算叶轮转速公式如下：

60V

〔式〕10/27

2word2式中各符号性、单位、阅料数出下表示结：表2-5叶轮转速相关数据符号xD

性质叶轮线速度叶轮径叶轮速

单位r/min

数据一般来说，叶轮流板道的安装有三种不同方法：径向、前向和后向。流板道的安装角决定了物料在流板道出口的速度。根据经验，如

果是式轮如宜向流道板如闭式轮此采用流板次计用闭叶轮向板道方式流板道安装角，出口处物料V，公

V

2f

sinux

2

〔2-6〕Vfa

2i

)

12

cosx

〔式2-7〕VRu

〔2-8式中各符号性、单位、阅料数出下表示结：表2-6流板道关数符

性转子线速度

单m/s

数70V

f

物料的径度叶轮半径

m/smRiV

分料锥半出口处物度

mm/s

12811/27

V为128m/s>97m/s,

word流板道安°30所用流板安装符合要流板道安装角30°可以。本章节主要说的工作数：冲击速击时间，电动功率算，叶轮的流板道的安内12/27

dwordd第3章V带设立式冲击破碎机需要很大的传动功率，传比要求比拟小，所以应采用多V带结构实现传动效果。带传动可以实现传动平稳、更换方便的效果。大型机械一般都采用带传动，可以达到较的传动效果。带传动的主要参数有四个：传动比

i、中心距、带轮基准直径、带速v。确定这四个参数，带传动的设计结果就有了。3.1比传动比i的计算传动比的计算公式如下：i

n1

n2

〔式〕表3-1传动比关数符号

性质

单位

数据

12

电动的转速转子转速

r/minr/min

i

传动3.2带轮有效直径、e2的计算与确定小带轮的有效直径为d、带轮直径，如此：e1e1

mini

n1

n

2

dp2

d

pdp1e1

e13/27

wordd

p

e2

e

(式3-2〕查阅资料：d

min

，mm取mmdmm可：d166mm，p1

p

，dn

ndede2

rmin先选取中心距1100mm，如0L2a0

2

2e4

2734

〔3-3假L2800mm，如中距a0

02

(3-4查阅资料mm，27，如此中距的X：带轮包角、带数

1106小带轮包角，算公下

1

57.3

a

〔3-5〕查阅资料角系数,带修正系K,L条带的根定功P3.7Kw率量。带Z算公如：

P1

L

(3-6代入数据可得11.4以取V带带数为12。本章节介绍了V带带轮的设计包传带直径、带轮包角量。14/27

nMcabwordnMcab第章主轴置设4.1立式冲击破碎机主轴的设计，采用

45号钢，调质处理。查阅相关资料，叶轮的质量

600，平衡精度等级16，0.6需用不平衡量

1000

A惯性力：主轴弯矩M:

M2680NP主扭矩：MNn主轴转矩：ca

M

M

计算轴的最小d,计算公如下：Md

〔4-1〕将上面的数据〕得：此尺寸为主轴，为了使强度符合要，应取际的最小轴d60。对主轴进展强ca求，所以最小径为dmm。4.2

MPa，合要轴承的选用关乎此次设计的立式冲击破碎使用寿命问题，轴承的寿命不仅决定立式冲击破碎机的寿命，还决了破碎效率的问题，因此选择适宜的轴承很关键。15/27

10.36MPa本次设计选择的轴承为圆柱滚子承和球承6320两种型号的。通过相关的资料示，立式冲击破碎承预期寿命一般为h。我们取30000fX为径载系hp数0.65为向载荷数，F2680为向荷，5880N为ra向荷。所fXFNpfa10L•hh60n轴承寿命符合4.3在机械设计中键连接是常用的一种连接方，此次设计也不例外，在主轴与轮叶轮的连接都用普通平键接。带轮宽度B145电动机主轴的轴径mm通查阅资料[17]，选通平键的：bmmmmL。对键进展校核4Tdhl计算〔式〕左边

p

〔式〕

F

dhl可见此次见得求本章节主要设：主轴的参、轴承键与强校。16/27

RES21RES21221第章还击与螺5.1板还击板是物料从叶轮飞出后撞击破碎的装，对破碎效果的影响非常大，适宜的安装还击板能够使破碎效果达最好，此次设计选用的是前式装30。

向还击板安装角

的求解式为90耐磨安装角的式为：arccosuRES

〔5-1〕(5-2

ru

2

2ru

rra

2其

为叶速度

r

为物向速度，r0.5直ar0.12为分料径。通过计算得出78

,

即还击板安装5.2

。螺栓连接是所机械设备中必不可少的，当这次设计也不能例外，机架与机盖，叶轮与主轴等等都采用螺栓连，这里主要对主轴同叶轮的连接做介绍、计算。连接方式为铰制孔连接螺栓型号与尺寸在图纸上有所介绍，由于栓作为重要的连接件，连接着整个机器各部件，使它们形成整体，着重要的作用。所以在这里我们要对螺栓进展强度校核，看其是否符合栓强度要求。17/27

22S所用计算公式有：TFFS1S2FFS2rr1

word〔式〕〔式〕对〔式5-3〕和式〕进展分析得：1

1N3r12有螺栓强度校核公式：

F

mm我们可以得出螺栓最小直径符合螺栓强度求。本章节主要介绍了还击板的安装和螺栓的度校核。

符合设计的要求。18/27

word第六机架机架是整个机器的骨架，连接其所有的部，使其融合为一个整体，进展各种作业。机架有不同的类型、材料制造方式。每种不同的机架都各有自己的利弊，只有选出最适宜的机架能达到最好的效果。下面对我所设计的机架做简单的介绍：6.1的类机架的类型有很多，分类方式不同，机架多种不同的结构。结构形状不同的机架分为：1.梁式机架这种机架含有梁或柱的结构，一般用作机机架较多。2.框架机架这种机架为框架式结构，多用于汽车、锻机机架。3.板式机架这种机架有平板式结构，如切削机床的工台等。4.箱壳式机架这种机架有是箱壳式机构，一般用作发动、箱体、泵体与减速机机架，是密封式结构。材料和制造方法不同又分为两种机架：1.金属机架金属机架又有焊接和铸造两种形态的机架2.非金属机架非金属机架大致有三种形式：塑料、花岗、水泥混凝土。此次设计，由于是立式冲击破碎机，根据阅的各种资料显示：选用焊接和组合结合的箱体开框式机架。机架料选用型号为钢，热轧制造并正火处理。

270的型19/27

word6.2结构机架的结构设计很重要，是整个机架设计最重要的过程，机架的结构设计主要有机架的精度、强度、刚度、艺等方面的设计，要综合考虑各方面的因素，选用最优化的设计。刚度是评价机架的主要标准，机器运转过中会出现震动等不稳定的不可防止的因素，对于这些不可防止的因只有通过提高和优化机架的静刚度来实现，控制好固有频率，因此要选优化的形状和尺寸，进展准确的布局，提高机架的刚度，达到最优化的计。在工艺方面，要选用合理的焊接方法和加工艺，对精加工和粗加工做到合理的分配，焊接要注意应力的分布况，做到焊接后应力最小。此次设计采用长方形焊接端面，并采用法防止时生的变。

Y形坡口对焊的形方20/27

结

word论此次设计的是立式冲击破碎机的的结构，各个方面与部件对破碎机进展设计，总体符合破碎要求。通过本次设计，我掌握了毕业设计的相关程和具体的工作，提高了自己对机械的了解，深入认识机械行业，到了毕业设计的目的。对以后我所从事的行业有了根底了解和认识，提了自己的专业水平，对专业知识的应用上升了一个高度。学会了机械设的方案和分析过程。首先，通过本次设计我知道了图纸对机械业的重要性，图纸的严谨程度决定了你所设计的产品的功能，一个小的错误可能导致你的设计毁于一旦。通过对图形的绘制，熟练的掌握各种绘图