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立轴式破碎机设计含8张CAD图,立轴,破碎,设计,CAD
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立轴式破碎机的设计摘 要原材料加工成建筑产品时，为了使材料之间的混合程度达到最大，也就是熵值增加，将基础材料进行破碎和充分的研磨是非常关键的步骤，因为体系的无序程度与颗粒的表面积有关，颗粒越小，颗粒之间的接触面积越大，体系混合越均匀。体系增加体系的熵值有利于反应快速的进行，也给运输和贮存等提供了便利。只要研磨没有达到破坏原料质量的程度，那么就可以通过适当程度的研磨来完善建筑产品的质量。因此在低碳的条件下，原料的利用率和生产的质量都得到了提高。一般情况下，因为机械研磨手段不仅能快速充分地研磨原料，而且能够带来令人满意的经济价值，所以广泛被人们用于生产中。为了满足生产对研磨技术的需求，完善机械设备的研磨破碎的设计是当下需要攻克的难题之一。在高消耗的情况下，生产效率低是普遍存在于矿物业以及建筑行业的机械研磨设备中的两大缺点。为了解决这一问题，加大原料被破碎的程度是增加工作效率的关键，也就是将研磨的重心转移到对材料的破碎上，相较于之前，这样做还有助于节能。在已有数据库信息的基础上，通过分析讨论，问题的发现以及对其好坏进行评价等步骤展开本论文。 关键词 立轴式；研磨；破碎机；物料； Vertical shaft crusher designAbstractWhen raw materials are processed into building products, in order to maximize the degree of mixing between the materials, that is, the entropy value is increased, the crushing and sufficient grinding of the base material is a very critical step because the degree of disorder of the system is related to the surface area of the particles. The smaller the particles, the larger the contact area between the particles and the more homogeneous the system is. Increasing the entropy of the system in the system is conducive to the rapid progress of the reaction. It also facilitates transportation and storage. As long as the grinding does not reach the point of destroying the quality of the raw material, the quality of the building product can be improved by an appropriate degree of grinding. Therefore, under the condition of low carbon, the utilization of raw materials and the quality of production have been improved.In general, mechanical grinding means is widely used in production because it not only grinds raw materials quickly and fully, but also brings satisfactory economic value. In order to meet the demand for grinding technology in production, perfecting the design of the grinding and crushing of mechanical equipment is one of the difficulties that must be overcome.In the case of high consumption, low production efficiency is a two major disadvantage of the mechanical grinding equipment commonly found in mining properties and the construction industry. To solve this problem, increasing the degree to which raw materials are broken is the key to increasing work efficiency that is, shifting the focus of grinding to the crushing of materials. Compared with before, doing so also helps to save energy.On the basis of the existing database information, this dissertation develops the dissertation through analysis and discussion, the discovery of the problem, and the evaluation of its merits.Keywords: Vertical shaft; Grind; Crusher; Materiel目 录第一章 引言11.1立轴式破碎机设计概述11.2分析设计及所需要求11.3国内外现状21.3.1工作原理21.3.2 性能特点3第二章 破碎机方案选择52.1 工作原理概述52.2 破碎机构造52.3 确定生产62.4 机型选择62.5 本章小结7第三章 传动机构的设计83.1 选取电动机83.1.1设计参数83.1.2功率计算83.2 传动装置的设计83.2.1功率大小的计算83.2.2带型号选取83.2.3确定带轮直径93.2.4带长度以及中心距93.2.5主动轮包角93.2.6确定根数93.2.7初拉力103.2.8对轴压力103.3 本章小结10第四章 整体参数的设定114.1结构参数114.4.1转子长度和直径的选取114.1.2.结构尺寸设定114.2 工作参数的选择134.2.1.转子速度134.2.2.产能问题134.2.3功率144.3 转子的结构设计144.3.1轴的设计计算及校核9144.3.2轴的强度计算154.3.3转子的设计224.4 轴承键的选取234.4.1轴承选择234.4.2键的选取244.5 本章小结25第五章 其他零件相关265.1反击板的设计265.2 门的设计265.3 密封装置275.4轴承275.5支架275.6 注油管285.7 本章小结28结论29参考文献30第一章 引言1.1立轴式破碎机设计概述高质量的水泥是在具有优质研磨性能的机械设备的基础上生产出来的。所谓的生产效率的提高，也就是要做到一高和一低，高即产能高，低即劳动力的消耗低。不管是国内的还是国外的加工制作水泥的设备，它们都具有一个共同点，其组成结构均朝着以下几个方向发展: 在生产加工水泥的工业中，为了解决效率低，耗能高这两大难题造成的经济收益低的问题，相关的机械设备的体积正不断的在增大。传统的利用劳动力的生产不仅浪费资源而且工作效率得不到提高，因此自动化生产将会逐渐取代劳动力。经过对利用机械设备研磨的各个行业的能源消耗的分析，发现燃料燃烧和研磨用电是消耗能源的两个重要来源。降低燃料的消耗和研磨用电机械破碎机发展的方向，只有这样才能实现节能的目的。将机械设备的功做重心放在破碎上也是为了达到节能高效的目的，这是成功的关键1。1.2分析设计及所需要求在进入研磨机之前需要对原料进行初步处理，此时得到的原料的颗粒的直径在 之间，为了降低研磨机的耗能，规定需要研磨的原料的颗粒大小大约为 ，如果原料颗粒超过规定的范围时，就会带来多余的能量消耗，不仅不利于达到节能的目的，还使工作效率降低。即 (1-1)式中 进料粒径 出料粒径为了使原料的颗粒大小满足要求，需要对这些较大的颗粒进行初步破碎，使研磨机工作时的功率恢复正常，以达到减少能源消耗的目的。研磨机中发挥破碎作用的是锤头，研磨机在通电的情况下带动锤头作圆周运动，通过将电能转化为动能击碎颗粒物，这一个过程就是研磨机破碎颗粒物的实质。破碎板的作用是筛选出大小合格的颗粒物，大小合格的颗粒物能够通过破碎板结束研磨，不合格的大颗粒物不能通过破碎板而继续被击碎。通过循环震荡物料，增大颗粒之间以及颗粒与反冲板之间的碰撞次数，从而能加原料的破碎效率。在立轴式的研磨机中，原料颗粒从其入料口进入，然后被研磨机中快速转动的转子击碎成小颗粒物，转子将一部分动能传递给颗粒物，使其与衬板接触，完成二次破碎，形成更小颗粒物。在这一过程中，各颗粒物之间也会发生碰撞而击碎颗粒2。物料颗粒对施加上的力具有一定承受范围，若是超过这一范围，其就会崩溃，研磨机的第二破碎腔就是利用这一原理进行工作的，施加在颗粒物上的挤压力和冲击力均超过其承受范围，因此颗粒被击碎。通过比较破碎机的几种结构类型，发现立轴式的破碎机最合适。1.3国内外现状立轴式破碎机即立式冲击式破碎机，俗称制砂机图1-1 国内现在较成熟的立轴式破碎机1.3.1工作原理 物料在破碎机中是分为两个部分存在的，一开始通过一个斗进入，然后被分料器筛选分类，其中一些被分到叶轮中去，叶轮的转动速度非常高，加速度也非常快，甚至可以到好几百倍，因此可以将物料从叶轮中以极高速向外抛射出去，第一步先是有一些在分料器的旁边就会被撞击打破变碎，第二步是反弹作用，由物料衬层进行，被作用力冲到涡腔的里面后反弹出来到上方顶部，最后把它们的行进方向转变为向下，由此抛射出来的物料就组成了一片片的连续的物料幕布。所以最终被打破排除的物料是在经过了在涡动腔里多次的冲击，相互的磨动以及最后的整个破碎，然后从下部出来。在一遍遍的筛选分类中形成封闭路线，进行三次就可以被撞击破碎到20目以下了。1.3.2 性能特点 1、制砂机是一种首次出现于90年代能够进行中、细碎石粉碎的一种新型设备，当前这种设备广泛的用于替代原先落后的对辊机、圆锥破碎机以及球磨机等机型。 2、该种型号设备具有运转平稳、结构独特、新颖的特点。 3、这种制砂机节能性能好，具有电能消耗小、碎石产量高并磨碎程度高的特点。 4、在设备操作安装方面，该机器具有维修安装简便、操作简单等优秀特点。 5、在装料填料方面，这种设备呈现立方体性状、内部物料堆积密度大，同时还具有整形的功能。 6、该型设备在具体制砂过程中，石料能够在设备底部形成保护层，避免了设备内部的磨损，保证仪器使用的寿命。 7、这种设备的各种装置都是采用耐磨的特种材料制成，具有重量轻、整体体积小以及便于更换配件的特点。图1-2 国内成熟度立轴式破碎机 以上整套制砂机对于各种硬度软度的物料的形状整改，冲击破碎都适用。广泛应用于各种冶金矿渣，以及各种铝凡土熟料、石料、矿石、金刚砂、水泥、机制建筑砂、耐火材料、玻璃原料，特别对烧结铝矾土、碳化硅、美砂、金刚砂、等的效率更高一些，因为都是硬度特高或不易被腐蚀的物料。 对于工程建设方面，作为优秀的生产工具，特别适用于沥青混凝土、机制砂、水泥混凝土、垫料层。 对于矿工建设上，将磨矿所承担的高成本减少，一般用到磨矿时的前半部分，能产出的粉矿量非常大。因为以上制砂机的种种突出优点，例如不易被磨被消耗，对于生产出的产品没有任何的污染，所以它们也被应用于破碎生产难以被冲击破碎的产品或者易被磨蚀的产品。对于纯度要求比较高的生产材料也运用的很多，因为自身的低污染性。另外这种设备对于所有生产几乎都适用。第二章 破碎机方案选择2.1 工作原理概述圆形运动和抛物运动是物料在机箱里进行运动的两种主要形式，抛物运动主要是利用带来的撞击将其打破，而圆形运动是把它进行打磨成粉，两种结合相加后的双重作用把物料彻底破碎，其中的破碎的地方在经过反作用向上到撞击板之前，先经历的破碎作用是由锤子带来的，反作用后物料再经过研磨，变得更精细，有利于接下来的使用。2.2 破碎机构造另一种是立轴样式的，有多种细小部分组成包括中心轴和锤构成的里面，以及下底盖等构成的外形。整个构架非常牢固，一开始就用焊接焊起整个支架，为了避免发生偏位，又加入套圈进行进一步固定工作。同时加入了可以进行密封的部件来阻止其中的物料向外泄露出来。机体示例如图2-1所示图2-1 三维模型图其中的主轴作为关键的部件，对于自身质量的要求是非常高的，必须具有足够的强韧性来承受负担的力度。另一个重要部件锤头，在使用过程中是用作撞击工具，因此非常容易被磨损，因此在安装时一般会换到锤头的两侧中另一侧，因为需要非常耐磨的才来哦来制作。一般对于整体来说，都会用圆盘来把对设备的磨损降低。对于锤头的选择也是有许多需要注意的地方。例如锤头的大小上不可以选择质量太大的，会增加设备的磨损，因为质量大就需要更多的带动。要本着不需要花费过多时间来修理，不会增加费用的原则来选择合适、耐磨的锤头。作为用来封闭整个设备的机盖，在外层有一个可以防止有灰尘等杂物进去内部的部分。其中几乎所有的构成部分都是由螺栓来进行组装的，且其中内部含有轴承，含有一个可进行其它安装的油槽。底部的组成分好几个部分，有底座等多轴相关的部件共同组成，全部由螺栓来将整个设备进行组合固定，由此来使得轴有一定的位置3。轴承一般有两种，只有两个轴分开使用，才能延长轴的使用时间。2.3 确定生产破碎机在日常工作中需要达到下面的两点基本要求： 1这种仪器在具体生产过程中每一年的产量最少达到10万吨；2每年保证正常运行天，每天小时左右。以此为前提，所需设计产能为。 2.4 机型选择如图可知，该型号的设备主要是由1、2、3三个核心部件构成，在实际运行过程中主要是通过破碎与锤击两个流程来进行碎石，碎石的动力主要由皮带传递过来。这种新型制砂机的整体结构采用垂直立轴安装的方式，在实际的运行过程中，该制砂机能够颗粒的地球引力，有效减少了能量的消耗，同时也把物料在投放过程中的损失降到了最低点。此外，该设备创新的采用冲击破碎以及圆锥破碎的形式，显著减小物料的直径。破碎机整体结构如图2-1所示1-机械传动部分，2-反击破碎部分，3-锤击破碎部分图2-1立轴式破碎机结构图2.5 本章小结本章通过研究整体机构的工作原理的结构构造，确定整体机构的运行原理，完成整体方案的确定第三章 传动机构的设计3.1 选取电动机3.1.1设计参数进料粒径出料粒径3.1.2功率计算通过邦德理论得 (3-1) 在上述公式中 具体代表的就是出料粒径； 具体代表的就是进料粒径； 具体代表的就是产量；通过查询相关行业参数指南，我们可以知道该型号设备的一些常规参数：型号为功率为 转速为 该型号设备外观的具体参数是：。3.2 传动装置的设计3.2.1功率大小的计算由于制砂机在实际运行过程中，外界的各种因素会对其造成不同程度的影响，往往是理论上计算得到的功率要大于实际传动功率4，因此 (3-2) (3-3)在上述公式中具体代表的就是出料粒径，3.2.2带型号选取通过上述公式的计算所得 通过查询机械设计手册我们知道该型号的制砂机使用的是D型带。3.2.3确定带轮直径取小带轮直径带的转速 转速合格 (普通V带)从动轮直径 通过查询机械设计手册我们知道该型号的制砂机3.2.4带长度以及中心距 0.7(d1+d2)a0, 故剖面安全。b. bb截面右侧抗弯截面系数 抗扭截面系数 弯曲应力 切应力 过盈配合引起的有效应力集中系数。 (4-27) 显然，故截面右侧安全。c. 截面左侧 截面两侧弯矩跟扭矩一样。弯曲应力 切应力 (4-28) 圆角引起的有效应力集中系数，绝对尺寸系数 (4-29) 因为，故bb截面左侧安全。4.3.3转子的设计锤头排列方式如图所示。1-主轴；2-锤头；3-圆盘；4-锤销；5-轴套；6-轴套；7-转子隔套；图4-3 转子的安装结构根据图4-3可知，锤头和隔板之间的角度为60。每个锤头的中心都在同一平面。为了提高整体腔内利用率和工作效率，使得整机能良好运行，减少能耗，可使锤头数量保持不变。在总体结构中，锤头的设计具有决定性和重要性。锤头的质量是影响破碎机性能的重要因素。大型锤头需要相应的更多能量。虽然效率可以提高，但也会导致能耗增加。因此，锤头的尺寸必须根据整体设计进行调整。同时，锤头的耐磨性也是重要因素之一。具有良好耐磨性的锤子不仅可以提高利用率，还可以降低维护成本。通常，锻造锤头采用高铸造方式。锤头是锤磨机的主要工作部件。锤头的质量，形状和材料对破碎机的生产能力有很大的影响。锤头的动能大小与锤头的质量成正比。动能越多，即锤的质量越大，破碎效率越高，能量消耗越大。因此，需要根据入料块的不同尺寸选择合适的锤块。锤头的耐磨性是其主要的质量指标，它提高了锤头的耐磨性，可以缩短破碎机的维护时间和停机时间。结果，破碎机的使用增加，维护成本降低。传统的锤头通常是由高碳钢仿造或铸造而成，并且还具有锰钢优秀的铸件。近来有用高温铸铁铸件，使用ZG310570钢的锤柄和高铬铁的使用，其耐磨性比高锰钢锤提高了好几倍。现在锤头的设计已经从传统的单体设计转变为模块化设计设计。另外，新材料的开发，特别是高硬度耐磨材料的成功开发，也为锤子的开发和锤头性能的提高提供了保证条件，也为该主题提供了更多的选择。经过对主题的技术要求和工作要求的彻底审查，我们决定采用如图4-4所示的新型组合锤设计图4-4 锤头4.4 轴承键的选取4.4.1轴承选择轴承所受载荷的大小、方向和性质，是选择的主要依据。上端选： GB/T288-1994 1536622型调心滚子轴承下端选： GB/T288-1994 153622型调心滚子轴承 GB5801-1994 9039430型推力调心滚子轴承校核轴承的使用寿命 (4-30)在上述计算公式当中 该轴承符合要求4.4.2键的选取选平键 2816104 （GB1095-86） 3620848 （GB1095-86）平键的校核根据 (4-31)在上述计算公式当中 为转矩，单位为：； 为轴径，； 为键高，； 为工作长度，； 为许用挤压应力，通过查询机械设计制造手册这本指南可以查得。键一： 合理。键二：合理。4.5 本章小结本章是确定整体机构的参数确定，并且能够通过计算选取各零部件的规格。通过已经确定的零件，完成整体机构的最后拼装跟零件的组接。第五章 其他零件相关5.1反击板的设计反击板的作用是承受撞击在反击板上的物料的冲击，破碎的材料跳回到破碎区域，然后进行一次又一次冲击破碎。 被锤头冲击后的材料位置正好是锤子转动后的位置，因此可以用锤子的冲击来重新破碎它。反击版结构如图5-1所示图5-1 反击板结构图菱形结构的反击板是所有反击板中能将破碎功能发挥到极致的反击板面，耐磨合金的菱形反击板的尖角高硬度，高抗磨力和耐磨性，都能延长其使用年限。可利用螺栓连接从侧边的校准件接入。5.2 门的设计在研磨材料的过程中，不可避免地会有大块难以破碎而落在反击板和转子之间的材料。 由于材料粒径较大，难以从出料口排出，容易堵塞出口。 要清除障碍物并确保机器正常运行，所以开设一道防护门。猛地结构如图5-2所示：5-2 门结构示例5.3 密封装置为避免油的外泄以及防止外部杂质的进入，必须使用毡圈沿的梯形槽对轴进行压紧密封16 使用具有矩形横截面的毛毡环将梯形槽插入轴中,可以对轴进行紧密密封，防止油和异物，灰尘等进入轴承室中。图5-3密封装置5.4轴承为避免轴承出现磨损的情况，延长轴承寿命，如果设备是在多粉尘的工作环境中，那么必须对轴承要进行良好的密封，以确保整体能够运行良好。图5-4轴承5.5支架在整机进行工作时，需要利用支架支撑机体的稳定性配合着做工，这样可以确保设备不会因为腔内的圆周运动导致整机产生倾斜偏倒，以便设备能够良好运行。5.6 注油管对滑动轴承采用油润滑，须用到注油管。注油管可用两端有螺纹的钢管。一端固定在机盖上，一端用螺母固定在机座上。5.7 本章小结在确定整体机构的所有装置后，再继续确定其他附属装置的选择。使得整体机构完成最后的装配，以及更流畅的运行。结论在本文中，我考虑矿山立轴式破碎机的设计，并完成整个机器运动的结构分析和组成。并根据三维建模，更直观地分析整体设计结构。除了分析运动的力量17，零件的部分正确组装，整体完整性也得到很好的保证。并得出以下结论：1.选择立式破碎机的锤子的方法与材料的大小有关。选择过大而小的锤头会导致生产效率低下或能量损失过高。2.由于整个操作在室中进行，有必要确保在壳体和内部耐磨性的完整性，否则将不仅污染环境，而且会降低机体和过早报废的使用寿命18.3.创建一个完整的三维图形分析对于理解机器内部和外部非常有用，并且通过模拟触发运动模拟。更有效的分析你想知道的东西19。除了机构的一般设计之外，可扩展的方向仍然在于扩展与轴的垂直破碎机一起工作所需的其他配合部件和辅助部件。在一般工作中确保立式破碎机的平稳运行和高效生产20。参考文献1 刘志超. 物料粉碎设备设计理论及应用M. 中国矿业大学出版社, 2006. 2 胡景坤, 徐小荷. 静压和冲击粉碎岩石的能耗比较J. 金属矿山, 1987(3):13-15+20.3 王伯平. 互换性与测量技术基础.第4版M. 机械工业出版社, 2013.4 吴宗泽. 机械结构设计M. 机械工业出版社, 1988.5 杨绿云. 复摆鄂式破碎机的几何参数优化J. 煤炭技术, 2003, 22(3):11-13.6 王宗荣. 工程图学习题集M. 机械工业出版社, 2001.7 范祖尧. 现代机械设备设计手册M. 机械工业出版社, 1996.8 傅燕鸣. 机械设计课程设计手册M. 上海科学技术出版社, 2013.9 甘永立. 几何量公差与检测.第7版M. 上海科学技术出版社, 2005.10 单位中国有色工程设计研究总院, 成大先, 王德夫,等. 机械设计手册:机械传动M. 化学工业出版社, 2010.11 郎宝贤. 高效颚式破碎机: CN, CN 200948425 YP. 2007.12 徐锦康. 机械设计下册M. 高等教育出版社, 2002.13 郎宝贤. 圆锥破碎机M. 机械工业出版社, 1998.14 孙成林. 破碎机的最新发展J. 中国粉体技术, 2000, 6(3):35-37.15 郎宝贤. 颚式破碎机现状与发展J. 矿山机械
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