【《某反击式破碎机的详细结构计算设计》】

某反击式破碎机的详细结构计算设计目录TOC\o"1-3"\h\u25770某反击式破碎机的详细结构计算设计 1134351.1引言 121071.2反击式破碎机的结构设计 1136491.2.1转子结构设计 180001.2.2主轴的设计 639171.2.3破碎腔的设计 8289981.2.4下箱体的设计 12168801.2.5上箱的设计 1413791.3反击式破碎机总成 1538761.4产量计算 161.1引言本章则更具这些方案进行各部分的具体设计，确定零部件尺寸及大小，完成反击式破碎机的整体结构设计。1.2反击式破碎机的结构设计1.2.1转子结构设计根据设计要求该破碎机为大型高硬中碎破碎机。选用单转子反击式破碎机。转子直径如公式（3-1）所示[15]：D=1.85式中Dmax——最大给料粒度，mm。单转子时将公式（3-1）中结构乘以2/3。转子长度L和直径D成比例关系，可由公式（3-2）确定。此时取0.7.L初定直径D=1050mm，长度=750mm为达到破碎的目的，转子必须具有足够的质量，且质量应该主要分布在外圆。因此转子结构是空心的，若为实心会使质量集中在中心部分，且会使转子质量偏大，导致不能启动。经过设计[20]，转子板锤架如图3-1所示：图3-1转子板锤架初定直径D=1050mm，则半径为525mm，该半径是转子中心到板锤尖端的的长度，又因为要考虑板锤要比板锤架长一段，以保证破碎效果，所以初定板锤架为一个内接于直径为1050的圆的正方形，再从正方形的四个角上切出空隙用作板锤固定部位。如图3-2所示。图3-2板锤架工作时，物料冲击板锤，板锤再将冲击传递到板锤座上，所以板锤座需要比较高的强度，所以将板锤架上受板锤冲击的部位加大拉伸贯通。得到的板锤架结构如图3-3所示：图3-3板锤架结构板锤为一个长方体结构，为使其能固定在板锤架上，他的一侧有两条通肋，与板锤架的两个槽配合，另一侧是一条有三个缺口的肋，缺口正好对应的是板锤架的三片厚钢板。如图3-4所示：图3-4板锤结构斜铁主要是防止板锤轴向窜动，并且紧固板锤，使其不会晃动，所以斜铁做成楔形，为防止其向下移动在斜铁内部拧上螺栓，螺栓底部顶在板锤架上，就能轴向固定住斜铁。如图3-5所示：图3-5斜铁结构斜铁挡板的作用是防止斜铁从侧面掉出，使板锤掉落，所以其通过螺栓固定在板锤架上，伸出的部分限制了斜铁的轴向移动。如图3-6所示：图3-6斜铁挡板板锤数目与转子直径成类正比。具体板锤数由公式（3-3）得到。z=式中δ1——厚度，m；δ2——座厚度，m；z——数目；n——转速，r/min；h——板锤高度，m；g——重力加速度，m/s2；D——转子直径，m；H——物料下落高度，m。计算得z≈4，所以板锤数为4。板锤通过嵌入紧固方式固定在板锤架上。图3-7板锤装配体主视图图3-8板锤装配图俯视图1-转子板锤架2-板锤3-斜铁挡板4-斜铁板锤有两条肋的一面与转子对应的槽嵌合，防止板锤上下移动；斜铁与板锤一条肋上的空隙配合，固定板锤防止板锤轴向窜动；斜铁中心有通孔，插入螺栓，螺栓底部与转子接触，防止斜铁向下移动；两块斜铁挡板将斜铁与转子固定，防止斜铁侧向移动。转子结构设计完成，估算转子总质量。由solidworks装配图得到，板锤架体积：0.1186m3，板锤体积：0.0184×4m3，斜铁体积：0.00419×12m3，斜铁挡板体积：0.000229×24m3。得到的转子如图3-9所示。图3-9转子装配图板锤采用高铬铸铁KmTBCr26。其他部分皆采用铸钢。破碎时，物料打击位置距离板锤顶端越近，破碎效果越好。由计算得板锤架质量：925kg，板锤质量：567kg，斜铁质量：90kg，斜铁挡板质量：54kg，转子整体质量为1635kg。1.2.2主轴的设计由表1可得公式（3-4）。M式中M——转子总质量，kg；P——电动机功率，kW。由该式可得破碎机功率为53kW，但由于此破碎机相对于表1中的其他三个板锤质量占比更大，且板锤质量比PF1007更大，因此初定电动机功率90kW。目前已有资料中由于初估轴径只考虑转矩，且破碎机转子质量大，弯矩相应也比较大，所以初估轴径不准确，但也可以用来最小轴径。初估轴径公式如（3-5）所示：D≥C式中d——轴径，mm；n——轴的转速，r/min；C——由许用扭转切应力确定的系数。由公式（3-4）所得轴径为100mm，由于未计算弯矩，偏小且偏差较大，综合三维图初定轴颈140mm。转子扭矩由公式（3-6）得到Mn=1.78kN•m。Mn=9550主轴配合处轴径为160mm左右，综合考虑采用ZJ2型胀紧联结套如图3-10所示，具体参数为d=160mm，D=210mm，l=34mm，L=38，L1=52，额定转矩Mt=28kN•m。图3-10ZJ2型胀紧联结套主轴与转子之间用定位环定位，再用胀紧套联结，主轴与转子之间无任何接触，如图3-11所示。图3-11转子与胀紧联结套1-转子2-定位环3-主轴4-胀紧联结套转子质量大，运行时冲击大，考虑采用滚子轴承。预计每天工作时常八小时，满载荷使用，预期寿命20000~30000h。主轴配合部位轴径为160mm左右，选用调心滚子轴承241300（如图3-12所示）。主要参数：D=250，d=150，B=100，r=2.1。图3-12调心滚子轴承1.2.3破碎腔的设计破碎腔结构参数如图3-13所示。图3-13破碎腔结构参数由相关资料[21]可得到表3-1参数。表3-1破碎腔主要结构参数β/（°）α/（°）δ/（°）γ/（°）θ1/（°）θ2/（°）le1mine2min45~61321~262~7515~21＞62≤910.15D~0.2D0.01D0.1Dα=31°~50°左右，α取较小时能使反击板的最高点更低，使得破碎机更低，所以α=30°。板锤外圆切线角δ一般取2°左右。反击板架相对位置如图3-14所示。图3-14反击板架结构及相对位置由于反击板也是易损件，所以需要和反击板架分开，便于更换损坏的反击板，反击架如图3-15所示。图3-15反击板架由于反击板和板锤的工作情况相同，所以采用和板锤同样的材料。反击版的受击面倾斜一定角度，这样可以增加反击板整体的折线度，提高破碎效果。反击板结构如图3-16所示。图3-16反击板反击板通过螺栓与板架连接，便于更换和安装，每一块反击板之间留一定的空隙，防止反击板之间相互挤压损坏。反击板整体装配图如图3-17所示。图3-17反击板装配体反击板的悬挂装置有三种形式:拉杆自重式。靠自身重力达到平衡使其稳定在工作位置。拉杆弹簧式。通过弹簧的存储的弹力使其的稳定在工作位置。液压式。利用液压装置使其稳定在工作位置位置。拉杆弹簧式中反击板的稳定位置是通过弹簧提前储备的压力来达到的，预压力通过稳定时合力零得到。矿石与反击板冲击所产生的力Fc（N）可由式（3-7）算得。Ft=式中m——物料块质量，kg；v——转子圆周速度，m/s；K2——恢复系数，0＜K2＜1；t——冲击时间，s；R——矿块半径，m。物料块质量可按下述确定：物料经撞击后是平分的，如图3-18所示。每次撞击后的物料质量是撞击前的一半，设第n次撞击时质量为mn，为计算方便，取平均值：m式中n——物料块数。图3-18反击装置的平衡反击板整体所受的冲击力可按式（3-10）确定：F式中K3——修正系数，取0.5~0.7；μ——不均匀系数，μ=0.1~0.25；j——撞击物料块数。自重W（N）为：W=式中l——反击板悬挂轴心到其下端点的距离，m；e——反击板悬挂轴心到其重力作用线的距离，m。该破碎机采用弹簧调节装置，故此时的自重为弹簧的预压力。反击版悬挂装置如图3-19所示：图3-19反击板悬挂装置1.2.4下箱体的设计在第二章中确定了下箱体采用分块拼接的结构。首先要使下箱稳定，则底座应该较宽，要能承重则轴承座处要有肋板强化。结合设计完成的转子结构和轴承的尺寸后确定下箱内部尺寸为宽860mm，长1590mm。得到的下箱体如图3-20、21、22所示：图3-20下箱侧板图3-21下箱后板图3-22下箱前板下箱装配图所示：图3-23下箱体装配图1-轴承座固定处2-定位机构四个下箱板之间通过键槽联结，轴承座固定处由肋板加强，下箱和上箱之间的定位由图3-23-2所示的机构用销定位。箱体部破碎腔中，破碎过程中飞溅的矿石部分会击打在箱体内部，破坏箱体内壁，故箱体内部用衬板加强，能防止箱体受到破坏，而衬板损坏时可以替换单个衬板。衬板通过螺栓连接在箱体上，衬板如图3-24所示图3-24衬板箱体上由多个衬板组装覆盖所有可能会被矿石击中的部位，每块衬板之间间隔一定距离，防止衬板之间传递冲击，挤压变形。下箱侧板衬板装配如图3-25所示:图3-25下箱侧板衬板装配体1.2.5上箱的设计由于上箱除了悬挂反击装置之外不承受任何载荷，故上箱可采用整体结构，通过焊接连接。上箱体进料口处流出进料导板的空隙，并加肋板强化，侧面留出两个观察窗，方便观察衬板和板锤是否损坏。两侧有四个挂钩，方便安装，后面又用于和下箱定位的结构。上箱结构如图3-26所示：图3-26上箱体1-挂钩2-观测窗3-导板安放处4-定位结构与下箱体相同，上箱内部也需要用衬板保护，衬板如图3-27所示：图3-27上箱衬板装配图1.3反击式破碎机总成经过反击式破碎机各部分结构设计与部分结构计算与校核，最终设计出的反击式破碎机如图3-28所示。图中为了便于观察将上箱半透明，一侧衬板隐藏。图3-28总装配图1.4产量计算转子旋转一圈时产出的排料的量就是破碎机生产率，如式（3-12），（3-13）所示：V=LQ=60nL式中V——物料体积，m3；L——转子长度，m；