【破碎机结构的设计计算过程案例3500字】

破碎机结构的设计计算过程案例综述1.1破碎机各杆长大小的初步确定图3-1机构尺寸设计图如图3-4所示已知:破碎腔高度H=380mm钳角偏心距r=20mm传动角根据几何图形的关系，我们可以不难算出连杆与肘板之间的长度。取=405mm=131.7mm取132mm则两个固定机架铰链点O,C间的垂直距离和水平距离分别为:=312mm=7.5mm机架位置参数:在此四杆机构中,曲柄转动,且为最短杆,为最长杆:＜则满足周转副条件。1.2复摆式鄂式破碎机主要零件的结构尺寸设计1.2.1偏心轴的设计偏心轴材料：选用40作为偏心轴的材料。偏心轴的主要参数参数：偏心轴的许用扭切应力为[]=35～55MPa，=97～112。偏心轴直径初步计算式(1.24)其中中：P为偏心轴所能传递的功率大小n为偏心轴的实际转速大小V带传动的效率由于偏心轴在横截面上有一个键槽存在,因此该偏心轴的中间距离应该比原来的长度增大3-7%。所以D≥87.31.07=90mm。由于破碎器所受到的冲击力和载荷比较大,振动也比较为剧烈,所以对于偏心轴直径仍然要求增大。我们参考市场上现有的各式颚式破碎机的设计经验可得:取d=200mm（2）偏心轴结构设计偏心轴从理论上而言应该是选择一般阶梯较长的轴。根据偏心轴在机架上的安装状态情况及其结构需要,在机架主轴颈部应采取为了更好地使得零部件都能实现轴向的固定,在机架上部分轴承和皮带之间增加一个小型的圆螺母。它的功能就是:让它与一个轴肩和一个轴环共同应用于两个方向上从而使得零件能够紧紧地固定到轴上。这种采用轴向固定的工艺方法主要适用于两个部分之间的端面相差距离较大,套筒不便于使用等情况。根据阶梯式主轴结构的设计原理,我们将采用活动颚固定在轴承的主要轴颈部分,取出一个活动摆件的宽度1200mm,并且在其两端分别设有密封件和一个轴承盖1.2.3动鄂结构分析活动式鄂板是一种专门用来支持齿板,活动式鄂板按照其结构特点可分为箱形结构和非箱形加筋结构1)箱形结构动鄂为满足各种铸造技术的应用需要,减轻活动颌片的重量,可以在箱梁壁和一个加筋膜片上打开孔,用长螺栓和一个斜铁块将几个活动颚片紧紧地固定。由于下齿盘磨损快,将齿轮制成一组合式,使形状对称的上下齿盘进行交换即可使用。2)无箱形加固结构对于小型复摆式颚式破碎机,动颚通常可以做成不同的箱形加固结构,从而有效减少了动颚的负载。根据活动下颌的纵向横截面大小和形状,分为"E"型和"反E"型。活动下颌的前部采用了平板结构,后部设置了几块增强筋板,从而大大增加了活动下颌的运动强度和刚度。它的纵向和横截面都是E形的,因此被称为E形的结构。活动下颌的横向截面采用倒"E"形。活动时颚部在后端采用平板结构,前端为加强筋板。齿板是安装在活动颚式加强筋的表面。型材中性层接近活爪后板的侧面,所以当活爪弯曲时,在动爪后板表面的拉应力就会大大降低。与"E"的结构相比,这种结构使用等效的活动鄂爪的材料,但是材料本身得到了更加充分的利用。我们初步将动爪材料选用为ZG310-570。。1.2.4齿板的结构分析齿板(又称衬板)是直接与矿物或其他材料接触的破碎机的一部分,尽管其结构简单,但它在很大程度上影响了破碎机生产效率、比能耗、颗粒状形状和破碎强度等因素,而且颗粒状的大小和破碎能力也会受到这些因素的影响,尤其是对这三个因素的影响。齿板承受到很大的外力冲击和挤压,所以很磨损。为了缩短其使用寿命,我们可以从两个角度来考虑:一种就是从原材料中去寻找一种高耐磨的材料;二是合理地确定各种齿板的结构类型及其几何大小。本设计采用Zgmnl3-4作为破碎机齿板。它的主要特点之一就是:在外界的冲击和压力载荷下,表面发生了硬化,形成坚固耐磨的外壳和表面,同时依然保持其内部的金属本身所具有的柔软和强度,是目前在破碎机中最常见的一种耐磨材料。所述齿板的横截面设置为光滑的齿面和尖锐锋利的齿面。后者可以分为三角和梯状曲面。对于表面光滑的齿型衬管所采用的试验结果表明,在相同的条件下,与传统齿型衬管相比,生产率大大地提高了40%左右,使用寿命也大大地提高了50%左右,但破碎力提高了15%左右。因此,当破碎的层状材料粒径相对较大时,不宜使用光滑衬垫。对于一些腐蚀性很强的材料,也可以考虑采用光滑的衬垫,以延长其衬垫的寿命。为了控制产品的粒度,使用了齿形衬垫。为保证产品的大小和形状,通常选择三角形或者是梯型衬垫。如图3-8所示。本工程的设计选择了图3-8a中的一个三角形。原料是ZGMN13-4。图3-8衬板齿形a）三角形b）梯形1.2.5肘板和肘板垫肘板是破碎机构中最简单的一个组成部分,但它的作用是不可忽略的。它通常具有三种功能:首先它可以向机器传送动力,有时它所需要传送的动力比粉碎机还大;其次它是起到安全部位的作用。当破碎腔中落入非破碎物料(例如铁杆、破碎铲牙等)时,肘板就可以首先断裂,从而能够保护机器其他部位的材料不受伤害;第三,它可以通过调节出料口尺寸。当机器正常工作时,肘板及其支撑的衬垫并没有能够做到很好地润滑,难以避免灰尘的直接落入,所以肘板及其支撑的垫片实际上都是处于某种干、湿摩擦、磨颗粒的磨损状态。所有,肘板上的较高负载压力都会导致肘板和肩带垫片的磨耗加速,从而缩短了它的性能和使用寿命。因此,在肘板的结构设计中首先我们应充分考虑到肘板的主要功能,除此之外再一并充分考虑到其在工作中的环境。肘板根据结构形式可分为装配型和整体型两种不同的解决方案。装配式主要指一个手臂的肘板体和两个手臂的肘板头相互地进行连接,之后再进行组装。因为这样,在我们需要进行更换的情况下,只需要更换易磨损、容易报废的肘部板头,这样做我们就能够达到节省耗材金属的目标。因为目前主要用于大型破碎机,在肘板上的重量相对较大,起重环应该为所有这些弯头设计。在一种场合下,肘板多被广泛应用于双摆动式下颚式破碎机,因为它们的重量和规模尺寸都比较小。本次设计也采取了整体型肘板。按照肘板头和肩垫之间的位置及其连接形式,我们将它划分为两种类型,即滚动式与滑行式。如图3-9所示:：图3-9肘头与肘垫形式a）滚动形b）滑动形肘板和垫片之间的连接传递着大量的推挤压力,垫片就会长一段时间地受到这种周期性的撞击而产生负载。在反复的冲击或者挤压下,磨损速度更快,尤其适合图3-9b所示的滑动机械结构。肘板头部为圆柱形面,垫片处为水平面。因为位于肘头表面的两端肘板的两端都是一个统一的圆柱形凹槽表面,当垫块和凸轮机床表面两端的两个肘板相互平行,肘板上的推动力将沿着相同的凹槽直径分布在圆柱形凹槽的表面,而肘板和凸轮机床则是垂直于凹槽的凸轮机床表面。在这种机器移动的过程中,活动式颌部摆的倾斜角很小,使得肘部两端撑住的肘部表面平行角误差很小。因此,肘板的传力方向和其肘板垂直轴线方向之间的摩擦角很小(远远超出了摩擦角),所以我们在进行机器工作的过程中,可以始终保持肘板和其他臂板之间纯粹的滚动。为了有效地提高弯头的传动速度和效果,减少磨损,延长其使用寿命,本次设计选择图3-9a的弯头垫材料,主要选用ZG310-570。1.2.6飞轮的设计颚式破碎机是一种可以实现间歇性运转工作的机器,因此这必然地会导致电机所受到的阻力发生变化,从而造成电动机运转所受到的负载不均衡,出现机械效率的波动。为了减少发电机的额定功率,使得机械效果的波动性差,我们选择了将高速旋转飞轮安装到偏心轴的高速端。飞轮可以在高空行程中储存能源,从而减轻机械波动的产生。计算飞轮的转动惯量为式(1.25)式中：飞轮的转动惯量动鄂在空行程时间s机械效率飞轮的平均角速度速度不均匀系数根据破碎机的设计经验，对于中小型鄂式破碎机而言，可取为0.03～0.05。同时我们根据理论力学的知识不难知道飞轮的飞轮矩为：式(1.26)因此将一个飞轮的旋转惯量表达式简单地代入了以上式中,从而可以得到该飞轮的质量是：式中：为飞轮的质量D为飞轮的直径大小对于复摆型鄂式破碎机：空转心轴运动的连续时间长度可以通过近似定义为在这相当于在所有载荷轴运动的旋转时间偏心旋转轴在空中连续回转一周的时间，则。将上述各值带入上式，简化后可得：为了更好地计算使得一个飞轮和一条皮带的名义直径距离D达到一个平衡,则对于一条飞轮的一个名义对称直径基准d轴所取得的值需要接近于一个皮带轮的一个名义直径基准轴的直径,所以我们初步可取。已知,,则：通常，飞轮实际的质量约为理论质量的1.2～1.3倍。即～～取。1.3复摆鄂式破碎机主要零件的校核验算1.1.1主要零件受力分析颚式破碎机所产生的最大破碎力为：式(1.27)=1861456.2N1862KN在对颚式破碎机的各个部位的强度和刚度进行计算之前,我们需要先对各部位的外力进行受力分析。破碎机挤压力的大小就是确认这些外力最大化的原始资料。根据荷载受力情况,我们可以采用分析方法或者图解方法来精确地求得每一个部分的