【PE250×400双腔颚式破碎机结构计算设计案例9000字】

PE250×400双腔颚式破碎机结构计算设计案例PE250×400双腔颚式破碎机结构计算设计案例 11.1总体方案的设计 21.1.1设计的总体要求 2 3 1.1.1排料口宽度b及公称破碎比 51.1.3破碎腔高度H 1.1.4动鄂的摆动行程s与偏心轴的偏心距r 51.1.5连杆长度1及推力板长度k 1.3电动机选择与确定 5 1.3.2电动机的功率 1.3.3电动机的转速 61.3.4选取电动机 61.3.5破碎生产率的计算 61.5传动带的设计计算 7 71.5.2选择带型 71.5.3确定带轮的基准直径 7 1.5.6确定皮带根数Z 81.5.7确定带的预紧力F 91.6机构受力分析 9 1.6.2机械受力分析 1 1.1总体方案的设计传统的PE250x400破碎机比朝阳重型机械厂生产的150x250系列鄂破碎机功能更强大，每小时的生产效率为10-30吨。进料口尺寸为210x300(mm),最大允许进料尺寸为210(mm),允许的出口调节范围为20至60(mm)。PE-250x400颚式破碎机所需的电机输出为15KW,机器的总重量为900kg,总外部尺寸(mm)为本设计2PE250X400双腔颚式破碎机设计要求在保证产品的粒度要求下，能进行碎腔后应设立有过载保护措施，在保证上述要求情况下，机构受力合理，结构紧凑，生产成本低，能量损耗低特点。本次设计是在传统的复摆颚式破碎机的结构上采用了新设计方案、将固定一侧的破碎腔设计为对称的双侧破碎腔，在破碎过程中可同时完成一腔破碎一腔排料工作。因此，在相同的工作条件下，其设计的双腔鄂式破碎机可同时完成排料与破碎料。同时，其破碎的效率是传统单颚式破碎机的双倍以上。大大提高了破碎效率，有效降低了破碎功率损失，实现了节能减排的效果。两个破碎腔可采用不同的放置方式。破碎机由电动机与减速器带动皮带轮，飞轮，偏心轴，双作用组件和其他组件。中间动鄂当做长连杆，连杆与曲柄遥杆、遥杆与机架用于铰接连接。由于固定鄂板和活动鄂板的相对运动，由于偏心轴和活动齿板鄂板板的高频摆动，物料持续粉碎。双腔颚式破碎机具有两个破碎腔，同一个破碎腔添加到活动颚式破碎机的另一端。这种设计可使破碎机以两种模式运行。当曲柄在不同的角度范围内旋转时，粉碎室I粉碎物料，粉碎室Ⅱ卸载。当曲柄旋转到角度范围之外时，粉碎室Ⅱ被粉碎，粉碎室I被排出，并且重复该循环。这种类型的破碎机在闲置时没有能量损失。相当于在相同的工作时间内完成了两次原来单鄂破碎机机型的工作量。同时，破碎机的处置功能将提升1倍，此破碎机结构紧凑，在生产效率相当的情况下，外形尺寸比普通的复摆鄂式破碎机更小，重量较轻。因而确定来说，双腔颚式破碎机是提高了破碎生产效率。1.1.2设计方案的比较及选取双破碎腔可分为两种类型的连杆，并联连杆和串联连杆。因此，设计方案分为两种设计方案。方案一：如图2-1所示上图可知，颚式破碎机在等时间工作时间内，当电机带皮带轮带动偏心轴回转运动时，在偏心轴旋转方向不同的时候双破碎腔可以相互进行物料的排料与破碎任务，破碎机是持续工作的过程。但这种由于偏心轴受力不均匀且长度过长，有很大的振动，方案二：如图所示2-2紧凑的设计使破碎过程得以继续，并且两个破碎腔室并联连接。压碎的物料具有均综上所述相比较方案可以看到，第二种设计的双腔颚式破碎机具有较高的调节性能和较低的能耗。两个锯齿板连接到两个活动鄂板。设计紧凑。通过并行使用这些结构，可以提高生产效率。机器安全稳定地运行。显着改善了处理和定制功能，并1.2部分参数的选定已知破碎机的宽度为B=200mm,调整范围为(1/7~1/10)B看，希望有较小的啮合角a,它是动鄂和定鄂衬板的夹角，破碎物料时，充分将物料一般在17~26度，对于复摆颚式破碎机，啮合角不大于20~22度。[9]在此取a=20°[91.1.4动鄂的摆动行程s与偏心轴的偏心距r设计。通常复摆式s=(12~17)mm.取s=16mm.动腔下端摆动过程不得大于排料□的取r=8mm.(矿山机械一选矿部分冶金工业出版社)1=(0.85~0.9)L=435~460(矿山机械一选矿部分冶金工业出版社)[2]取1=450mmk=(16.5~25)r=115.5~175(矿山机械一选矿部分冶金工业出版社)取k=150mm1.3电动机选择与确定a:排料层平均啮角(度)取最优值a=14°电动机的选择是，压碎力的大小和在压碎过程中消耗的功率与偏心轴的速度，轴的大小，出口的大小，啮合角的大小有关。以及研磨物料的理化性质和粒径。破碎机的速度和尺寸越高，功耗就越高。压碎程度越高，能耗越高。但是，材料的物理性质对能耗的影响最大。因为消耗的能量取决于许多因素没有一个具体可参考的具体数据选用表。根据实际生产实践或采用经验公式来选择破碎机的功率。如下式中：L:破碎腔的长度(m),H:定颚板的计算高(r/min)则P=18×0.5×0.此设计所摆动是偏心轴，而偏心轴的转速通常是破碎机的主要参数之一，其电机带动传动带，通过一般带传动比I=2~6,取I=3,反推电动机的转速no=n×I=303×1.3.4选取电动机根据电动机的转速及其所要求的破损力，为了工作可靠，实际电动机的功率通常提升1.2-1.5倍.所以P×1.25=14.31kw选择查表12-1(机械设计手册)Y180L-6(三相异步电动机)。[11电机型号额定功率转矩最大转矩1.3.5破碎生产率的计算生产率又被叫做产能和生产效率，在一定的给料粒度和排料粒度条件下，所处理根据式子(2-2)①初选小带轮的直径，由推荐值为200~315mm及(机械设计基础)初选d1=250mm.②验算带和速度v1.5.4确定中心距a和带和的基准长度La①根据0.7(di+d2)≤ao≤2(d1+d2)初选ao=1300mm②计算带长L③确定La根据Lo和V带型号，由表11-2(机械设计基础)④确定实际中心距a⑤验算小带轮上的包角α1=162°>120°(符合包角要求)1.5.6确定皮带根数Z=1.70取Z=3(根)式中Po:单根V带额定功率△Po:单根V带基本功率增量Ka:包角系数Kz:长度系数查表11-4Po=7.04(机械设计基础)查表11-6Ka=0.95(机械设计基础)查表11-2Kz=1.04(机械设计基础)计算V带对轴的压力Q带轮宽B=(Z-1)e+2f式中e=25.5±0.5(mm)Z=3计)根据以上条件查得(机械设计)得V带轮：C型轮缘宽孔径do(mm)毂长L(mm)31.6机构受力分析零部件上，所以需计算校核力的大小。有以下几种方法(1)图解法；(2)解析法；(3)实验计算法。目前，用图解法求破碎机受力比较简单方便来确定破碎机破碎力式中：L,H:破碎腔的长度和高度(单位cm)当计算破碎机时，考虑载荷的影响，故破碎机的计算破碎力为：Pjs=1.5Pmax机械受力示意图如图2-3如图2-3对B点受力Tca进行受力分析，可得Tca=√Ti²+T₂²;Tca:肘板对物料的作用力；T1:Tca对动颚的垂直分力；T²:Tca对动颚的水平分力；对D点取受力矩平衡方程式，可得：PjsLm=Ti×a将③④两式综合可得：(2-14)得：对B点取力距平衡方程式，可得：Ria=Pjs(a-Lm)R₂=T₂;由上述两式可得：于是可得：将(2-19)(2-20)代入式(2-18)可得：1.7偏心轴的设计计算破碎机的偏心轮是一个传递扭矩，且用轴承支承间偏心结构的转动轴。承载一定的载荷，对于它的安全性设计。根据拟定的结构设计方案，确定轴头的最小直V带的传递效率为0.93~0.96现取η=0.95,轴的输入功率P=ηPca轴的输入转矩为(1)初步确定轴的最小直径式中：A:与轴材料有关的系数其值可查表15-2取A=110P:传递的功率轴上具有键槽会降低轴的强度，若为单键，计算最小轴头值dmin增大5%左右；双键，应将轴头的计算值dmin增大7%左右。该设计轴为单键所以将上述计算的dmn增大5%,得44.4x1.05=46.6m图2-4(2)确定轴的各段直径及长度外伸端直径d1=do=110mm(该轴段与V带轮直接设计同步进行。选取d0=110mm)轴端直径Li=L+(1~3mm)=120+(1~3)mm;取Li=122mm。其轴承安装在轴段3,轴段5上，在轴段3段和轴段5,轴承与轴相互配合，所以知L3=B=58mm轴段5=d=160mm;由图2-4可知，轴段4与轴段7采用轴肩>11.2mm,取h2=12mm,所以d6=d5+2h₂=160+2*12=184mm;考虑偏心距e=16mm取d4=142mm。动颚轴承采用密封垫圈密封，并采用套筒进行轴向定位。初步取密封装置长为45mm,则L5=B+44=86+45=131mm。因破碎腔长度500mm,所以2*15+L6≤L即L6≤250mm,L6两端各留5mm间隙位置，考虑安装方便，且在动颚轴承密封间之间加套筒起轴向定位作用。套筒长为31mm.则取16=161mm,取密封装置同前一样长为45mm,套筒长为31mm,可得：L4=44+30=74mm;L2为螺纹段，安装大小圆螺母，止垫片，轴承与机架端盖，轴承定位作用，取其总长为74mm,所以L2=74mm取d2=110mm。d图2-5①作出轴的计算简图这些载荷在计算中可以忽略不计。只考虑破碎力的作用。应将框架轴承用作两个支撑，分别作为支撑作用在指定偏心轴R1和R2上的反作用力。载荷在支架上的作用点与负载在可动钳口的轴承上的作用点之间的距离用L表示。图2显示了对偏心轴施加的负载力的分析。偏心轴的载荷受力分析如图2-6所示。图2-6受力图经分析可知，该轴在工作的过程中主要承受弯矩，所以下面按弯曲强度条件进行校核。F1=F2=R1=R2=P/2=120600/2=60300N②作出轴所受的弯距和扭矩图从上图可以看出，在在垂直方向上，偏心轴上没有应力，因此不会产生弯矩。因此，偏心轴仅产生水平弯矩Mh。扭矩是电机传递的扭矩，皮带轮和飞轮产生的扭矩，偏心轴偏心和压紧力产生的扭矩。这些时刻相互平衡。根据产生扭矩的位置计算偏心轴的弯矩。扭矩图如下图2-7,2-8所示。轴强度测试通常仅检查可承受最大设计弯矩的偏心轴部分的强度。该图表明可移动凸轮轴承是危险的部分。根据第三强度理论计算弯曲应力。转距=35.63(mm)≤138mm1.8轴承的使用寿命计算轴承段所选的轴承型号dDB两对轴承在受力过程中主要承受径向力，而轴向力可忽略不计。轴上的径向PL₅=X₂·R=0.67×30150=2N:轴承转速(r/min);C:基本额定动载荷，(N);ε:指数，对于滚子轴承，ε=10/3;Lh>8000h,适合计算要求1.9键的强度计算查机械设计表6-1[15]可选择键的尺寸为：b×1×h=28×80×16则该键的强度条件：查机械设计第八版表6-2取[δ]=110MPaδₙ≤Iδ]因此，键的选择合理。1.10轴承座的设计在本次设计中，为满足设计构造的要求，采纳整体结构设计，轴承座可以支撑轴承的空心阶梯轴结构的方式制成，而且衔接至壳体的局部以法兰的形式制成。轴承由端盖放置和固定。选择球形滚子是因为它们是成对的。轴承对中要求不断提高。具体的结构如图2-10所示：1.11齿板的设计1.11.1齿板的结构设计锯齿板构造：锯齿板(也称为衬板)是与矿石间接接触的破碎机的一部分。设计很简单，但是会影响破碎机的性能，能耗和产品颗粒。颗粒的大小和形状以及压碎力都有影响。特别是后三个更明显。牙板可承受许多冲击和压缩力，从而导致严重磨损。为了延长使用寿命使用具有高耐磨性的材料或者合理的设计齿板的结构形状和几何尺寸。横截面结构有两种类型可分为三角形和梯形表面。三角形或梯形刀片通常用于确保产品尺寸和形状。齿板的形状如图2-11所示：b在本次设计中我采用梯形衬板。1.11.2齿板材质的选择在选择用于齿尖的材料时，请选择锰含量中等的钢。该等级最初是由ClimaxMolybdenum发明的。经过处理以增加在水中的淬火后，该结构变为单独的奥氏体或奥氏体+少量的未溶解碳化材料(取决于碳含量)结构。锰钢其硬化机理被认为是：降低锰含量会降低奥氏体的稳定性，而冲击或磨损会导致奥氏体，容易受到侵蚀。因此，中型锰钢是锯齿状的板材，在产量较小的破碎机使用更加划算。1.12机架的设计破碎机的机架的组合安装是破碎机安装的关键布局，较大的载荷施加到工件上，并且质量占整个机器质量的大部分，并且加工和生产的工作负荷相对较大。它的刚度和强度对整体部件性能和关键零件的使用有较大影响。所以结构要求：结构简单，易于铸造，轻便，坚固耐用。破碎机机架是整个设计过程中的关键，它在工作过程中可以承受很大的冲击，并且占整个机器重量的大部分对于铸造机架而言约为50%,对于焊接机架而言约为30%,破碎机机架具有以下要求：该设计结构简易，易于铸造，重量轻，并且满足强度和刚度要求，具有一定耐腐蚀性。整体型机架如图2-12所示：破碎机机架的结构区分集成机架和复合机架。制造过程区分铸造框架和焊接框架。组合型机架如图2-13所示：由于具有大容量的双腔颚式破碎机，我们选择了一种组合框架，该组合框架比典型的框架更坚固，更坚固，并且便于搬运和组装。该结构使用一体式铸造框架。其中，刚度最高的铸钢ZG270-500。为了正常运作，我们必须努力减轻。1.13.1一般公差的选取整体尺寸公差带的选择是在一般加工条件下，零件间的装配能够保证的公差。通常，不需要维护或操作检查。这保证了经济的加工精度。它主要用于不一致的尺寸，这些尺寸相对不准确且在功能上能够接受，或者大于一般公差。我的两个零件图是皮带轮和主轴零件图。根据国家标准中指定的四个允许级别选择对应于IT14的中间级别。因此，准确性不是很高。在表格中可以看到该尺寸的偏差极限，主要基于尺寸。您还可以在表格中查看倒角和圆角的半径以及高度。由于破碎机工作环境极为恶劣，工作载荷波动很大，有时候会有过载情况，其因在破碎较大的物料因为其坚硬不可破碎，出现过载的危险工况，过载保护有几种常用形式，衬板折断和飞轮限距保护，液压保护。此次设计我选用的液压保护，主要是因为其既可以调整排料口的宽度又能在过载时起到保护作用。1.14.1液压保护装置原理过载保护由液压和电气控制系统控制的液压安全辅助装置提供。工作时，物料的压力返回到固定颚板，因此计算缸内压力p作为控制参数，液压保护和支撑作为伸命令来操作先导控制阀，这会导致阀门9、阀门10和阀门11同时操作并改变当前状态。阀门9关闭蓄能器4与气缸高压腔16之间的通道，阀门11向反方向开启，阀门10开启，高压腔16内的油液被卸载而失去压力。油缸的活动钳口和活塞迅速缩回，打开足够大的出口以清除障碍物并释放物料障碍物。故障排除后，电信号启动阀门8,相应的阀门9、阀门10、阀门11恢复原状，动颚迅速恢复原位，机器又恢PE250×400颚式破碎机的技术参数如下表2-1所示，其生产能力是每小时10-30立方米。物料的进入口尺寸大小为200×300(mm),容许经过的最大进料粒度是165(mm),排料口允许调整的范畴20-70(mm)。PE-200×300颚式破碎机所需要的电机功率为7.5KW,总的外形尺寸(mm)为1056×1100×1120。改进后的2PE-200×300双腔颚式破碎机的技术参数如下表2-2所示。在物料的进入口尺寸大小为200×300(mm),允许通过的最大进料粒度是165(mm)不变的情况下，将电机功率改为15kw,并且采用新的双腔并联结构，整个机械重量是950公斤，生产能力可以达到每小时10-30立方米，可见改进后的双腔颚式破碎机2PE-250×400的生产能破碎机型号生产能力进料□(mm)最大进料粒度功率(kw)排料口调整范重量(kg)外形尺寸1.16典型零件的加工工艺LL88偏心轴是破碎机的动力传递元件，也是活动颚