开题报告-PF-0807型反击式破碎机设计

设计开题报告课题名称反击式破碎机设计课题来源指导教师职称学生姓名学号专业/班级研究的背景、目的和意义我国在五十年代末已有反击式破碎机问世，在八十年代之前，国产的反击式破碎机局限于处理煤和石灰石之类的硬物料。直到八十年代末原上海建设机器厂引进KHD型硬岩反击式破碎机，填补了国内空白。但依然落后国外二十多年。国产的硬岩反击式破碎机开始时其核心零件板锤依赖进口，国产化板锤在“八五”期间列为部级科研攻关项目，项目成功之后，国产板锤不仅取代进口，而且已大量出口欧美、日本等国。耐磨材料的突破，使硬岩反击式破碎机如虎添翼，仅以上海建设路桥机械设备有限公司为例：十年间，硬岩反击式破碎机销售增长15倍。出口增长10倍，为我国的基本建设工程作出了贡献。例如：交通部为提高我国公路建设质量，曾提出路面混凝土石料破碎站的科研项目，并列入国家“八五”攻关项目。该项目的试制设备在东北某工地使用中失败。而用户改用硬岩反击式破碎机后生产石料，完全符合高速公路防滑路面混凝土要求。于是硬岩反击式破碎机声誉大振。辽宁省交通厅曾把拥有这种设备作为投标承接公路建设的必备条件。据统计，在全国各省市的公路建设中都已采用硬岩反击式破碎机作为路面石料备制设备，来破碎抗压强度达300MPa的玄武岩、安山岩等坚硬物料，并达到19.6mm以下的级配石料。其针片状百分比含量小于10％。目前有400多台在各地使用中，不仅解决了高速公路建设中的一个难题，而且也挡住了进口，作为硬岩反击式破碎机的主导制造企业，上海建设路桥公司也从中得到发展，硬岩反击式破碎机已有三个系列几十个规格。随着改革开放政策带来的国民经济发展，市场需求推动着反击式破碎机的发展。然而这种发展是在仿照和引进国外技术中进行。虽然也满足了市场需求，但是缺少自主的创造性，而市场经济带来“急功近利”的负面影响，对破碎理论的研究和对破碎机的实验近年来两者都非常缺乏，没有理论和实验指导产品开发，只能不断地模仿国外设计，往往知其然不知所以然。假如国内有关大学，科研院所和企业，能实现良好的“产学研”三结合，在理论研究和实验工作上多下些功夫，一定能使我国的反击式破碎机达到一个新的水平。

二、国内外文献综述在反击式破碎机中，板锤打击物料时，物料处于无约束的自由状态，故称为自由反击碎。在自由反击破碎的研究方面，文献[1]推导出了破碎机单颗粒物料的破碎能耗计算公式。齐国成[2]对立式反击式破碎机的破碎机理进行了试验研究，认为是击碎、压碎、劈碎、研磨与互磨的综合作用，并提出了体积破碎和表面破碎两种破碎模型。G.Unland[3]通过实验研究了岩石形状对反击式破碎机的能耗、破碎概率、冲击时间、以及最大破碎力的影响。W.Schubert运用试验和DEM仿真，研究了混凝土的反击式破碎，并对仿真结果进行了试验对比，证明了仿真分析的有效性。而关于自由反击破碎的机理，以及自由反击破碎时的临界反击速度、反击速度与破碎比的关系、反击速度与能耗的关系等，还没有进行过研究。关于反击式破碎力，Renzo[4]对线性、非线性和无滑动三种反击碰撞理论模型进行了比较，研究了物料反击的入射角与法向、切向反击力的关系。银金光[5]进行了锤式破碎机单颗粒物料反击破碎试验研究，并运用数理统计理论得到了锤式破碎机最大破碎力的计算公式。曾洪茂[6]通过理论分析，研究了平均破碎力及其与最大破碎力的关系。张海[7]运用有限元仿真，对反击式破碎机板锤磨损前后反击破碎力的变化情况进行了研究，探讨了板锤磨损对反击破碎力的影响。反击式破碎机型腔对破碎产品质量、设备生产能力、钢耗、功耗等影响极大，决定着破碎机性能关键结构。转子空间位置关系及反击板形状决定着腔型形状。一般认为，当物料沿板锤法线方向冲击反击板时，既有较好的破碎效果，又能减小对反击板衬板的磨损。目前有关腔型设计理论指导很少，从国内来看，郎宝贤[8]在对四种型号的反击式破碎机腔形参数进行比较的基础上，初步确定了腔型参数。文献[9]、[10]运用有限元仿真技术，对单颗粒岩石在多反击条件下的运动轨迹进行了分析，提出了一种基于仿真的腔型设计方法。反击速度是破碎机性能参数之一，直接影响破碎机的生产能力、破碎效率及破碎比。较高的反击速度有助于获得较细的产品粒度，但过高的反击速度又会阻碍物料进入锤头有效打击区，使锤头对物料的作用更多地处于剪切状态，锤头磨损加剧；减小反击速度，能减轻锤头的磨损，但会增加锤盘用于安装和固定锤头的磨损，且生产能力较低。因而，反击速度需要经过综合评估后确定。文献[11]推荐了一个反击速度的取值范围：粗碎时15～40m/s，细碎时40～80m/s。但具体应该选择多大，没有给出一个科学的选择方法。B.π玛洛金[12]和曾洪茂[6]采用不同的理论模型，分别推导出了反击速度和反击时间锤头与物料的接触时间的计算公式，其结果存在差异。文献[13]应用体积功耗学说、动量定理及断裂力学理论，破碎单颗粒岩石所需的最小反击速度进行研究，推导出了岩石颗粒内部的初始裂纹长度与发生破碎所需要的反击速度之间的关系式。文献[14]、[15]对于锤式破碎机冲击速度对粉碎效果的影响进行了试验研究，认为破碎机的能量利用率随反击速度的增大而增加。而综合考虑能耗、破碎比、磨损等与反击速度优化问题还没有进行过研究。反击时间是破碎机强度设计的主要参数之一，不同文献给出的数值有较大差别，所以反击时间根据经验取值。三、研究的主要内容：反击式破碎机在实际工作过程中问题主要集中于破碎腔关键部件，例如转板锤、转子部件上经常产生裂纹、甚至发生断裂，经常需要停车检查更换部件，从而导致破碎效率低等问题,为了克服上述问题，对破碎腔关键部件板锤、机架、转子、反击板进行结构设计及优化分析。本设计的主要内容如下:1）物料性能：固体物料物性和物料的强度与易碎性简述，水分、泥质含量及磨蚀性等对破碎工艺的影响以及物料破碎方法分析；2）破碎机总体结构设计：转子由主轴、转盘、板锤、板锤紧固装置等组成，根据实际生产需求经过计算分析确定转子直径D；在转子直径确定的情况下合理选择板锤数目Z；破碎机机架在确定破碎腔尺子情况下依据经验分析其前、后、侧壁截面形状及结构尺寸，考虑机架受力情况下的强度、刚度及工艺性要求材料重量等因素；3）主要传动零件的设计及破碎机的破碎腔设计；4）最后在Autocad2014上绘制破碎机总装图及零件图；研究方法：调研四、研究进度安排2016年01月07号—2016年03月08号选题及下达任务书2016年03月09号—2016年03月25号组织开题答辩，上交开题报告2016年03月26号—2016年05月02号中期检查，填写中期检查表2016年05月03号—2016年05月26号完成毕业设计初稿，呈指导老师审阅2016年05月27号—2016年05月31号完成毕业设计终稿，呈指导老师审阅2016年06月01号—2016年06月10号完成毕业设计终稿，呈指导老师和评阅教师审核，论文答辩预期成果与表现形式：零件图、装配图。五、主要参考文献[1]银金光．锤式破碎机中单颗粒物料破碎能耗的分析[J]．矿山机械，2002，(1)：16～17[2]齐国成．立式冲击破碎机的破碎机理研究[J]．中国建材装备，1996，(11)：16～21[3]G．Unland，Y．Al-Khasawneh．Theinfluenceofparticleshapeonparametersofimpactrushing[J]．MineralsEngineering，2009，(22)：220～228[4]A．D．Renzo，F．P．D．Maio．Comparisonofcontact-forcemodelsforthesimulationofcollisionsinDEM-basedgranularflowcodes[J]．ChemicalEngineeringScience，2004，(59)：525～541[5]银金光，周恩浦．锤式破碎机最大破碎力的研究[J]．矿山机械，1991，(10)：17～21[6]曾洪茂，周恩浦．冲击破碎机冲击速度、冲击时间和破碎力的确定[J]．矿山机械，1994，(1)：2～6[7]张海．基于非线性瞬态动力学仿真的冲击破碎理论研究[J]．北京航空航天大学，博士后出站报告，2005，(3)：1～4[8]郎宝贤．反击式破碎机破碎腔设计[J]．矿山机械，2004，(10)：6～7[9]胡宗武．非标准机械设备设计手册[M]．北京：机械工业出版社，2003：105～106[10]张海，张以都．反击式破碎机腔型的数值仿真研究．辽宁工程技术大学学报[J]．2006，(1)：111～114[11]房琳，张以都，张海．基于仿真的反击式破碎机反击板形状的设计与分析[J]．矿冶，2006，(1)：73～76[12]B．π玛洛金著．制粉设备（上册）[M]．北京：机械工业出版社，1957：77～79[13]张柱，杨云川，晋艳娟．单颗粒破碎机理分析．太原科技大学学报[J]．2005，(4)：306～308[14]边汉民，廖正光，张佑林，朱昆泉．锤式破碎机的冲击速度对粉碎效果的影响[J]．中国建材装备，1996，(5)：23～25[15]秦绑宪．最新破碎机设计生产新工艺新技术与故障诊断排除及质量检验标准规范实用手册[J]．中国机械出版社，2009，(3)：12～14[16]濮良贵、纪名刚．机械设计．第八版[M]．北京：高等教育出版社，2006：33～35[17]于天佑，李凤翔，李群安．水泥工业机械设备安装、运行、维护、检修与安全标准、性能检验全书[M]．吉林：长春电子出版社，2005：21～23[18]ColeThompsonAssociates．Machinerymanufacturingtechnologydevelopmentandapplication[J]．MachineBuilding&Automation，2003，1：8～9指导教师意见：指导教师签字:年月日