型砂處理機反擊式破碎機構的設計含13張CAD圖

型砂處理機反擊式破碎機構的設計含13張CAD圖,型砂,處理機,反擊,破碎,機構,設計,13,CAD 型砂處理機破碎機構的設計 摘　要 本設計為反擊式破碎機的設計，主要研究內(nèi)容：轉(zhuǎn)子的機構設計；板錘的結構設計；板錘的固定方法。 本設計由轉(zhuǎn)子型號入手，初步確定轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，從而確定線速度、板錘大小、數(shù)量等相關數(shù)據(jù)。在保證生產(chǎn)率和破碎粒度的前提下完成總體結構的設計，然后根據(jù)總體結構，從而確定本設計的破碎機各個主要零部件的設計。 在主要零部件的設計中，主要包括帶輪的設計計算、軸的結構設計、軸承的選擇、轉(zhuǎn)子部件的設計計算、板錘的結構和固定、破碎腔的設計等，其中最重要的就是轉(zhuǎn)子部件的設計。轉(zhuǎn)子形狀采用鑄鋼板做成的圓盤疊合而成，板錘采用楔塊固定，并使用新型材質(zhì)以提高其的耐磨性和利用率。 　　本設計能進一步提高其破碎性能，結構簡單、重量輕、外形尺寸小、設備費用低、運轉(zhuǎn)安全、操作方便、便于維修和管理。 　　　 關鍵詞：反擊式破碎機；研究內(nèi)容；結構；計算 1 Sand Processor Crushing Mechanism Design Abstract The specification of the design is impact crusher design, the main research contents: the institutional design of the rotor plate hammer; structure design; plate fixation hammer. The design consists of a reference rotor model, a preliminary determination of the rotor speed, speed, size, number plate hammer and other related data to determine. In ensuring the completion of the overall structure of the design productivity and particle size under the premise, then according to the overall structure, so as to determine the design of crusher to each of the major components of the design. The design of the main components, including pulley design calculation, structural design of shaft, bearing selection, design and calculation of the rotor components, board structure and a fixed hammer, crushing cavity design, design is the most important part of the rotor. The shape of the rotor adopts cast steel made disc which are laminated plate hammer, the wedge block is fixed, and the use of new materials to improve their wear resistance and utilization. The design of crushing performance, simple structure, light weight, small size, low cost of equipment, operation safety, convenient operation, easy to repair and management. KeyWords：Impact Crusher；content；structure；calculation 目 錄 1 緒論......................................................................................................................1 1.1 研究的目的與意義.......................................................................................1 1.2 反擊式破碎機的特點與發(fā)展現(xiàn)狀...............................................................2 1.2.1反擊式破碎機的特點.......................................................................... 2 1.2.2反擊式破碎機的破碎機理...................................................................4 1.2.3反擊式破碎機發(fā)展現(xiàn)狀.......................................................................4 1.3 反擊式破碎機主要零部件.............................................................................7 1.3.1反擊板...................................................................................................7 1.3.2 調(diào)整裝置..............................................................................................7 1.3.3 轉(zhuǎn)子......................................................................................................7 2 反擊式破碎機總體結構設計.......................................................................8 2.1 破碎機的主要工作參數(shù)的確定.....................................................................8 2.2 板錘數(shù)目和生產(chǎn)率.........................................................................................9 2.3 轉(zhuǎn)子部件的設計計算.....................................................................................9 2.3.1 轉(zhuǎn)子結構設計......................................................................................9 2.3.2 板錘結構設計及作用........................................................................10 2.4 電動機的選擇...............................................................................................11 3 傳動方案的選擇及部件的設計計算.......................................................13 3.1 傳動方案的選擇...........................................................................................13 3.2 v帶及帶輪的設計計算.................................................................................14 4 軸的結構設計及軸承的選擇.....................................................................17 4.1 軸的結構設計...............................................................................................17 4.2 軸承的選擇...................................................................................................18 5 反擊式破碎機破碎腔的設計.................................................................... 20 6 轉(zhuǎn)子軸強度計算校核...................................................................................24 7結論.....................................................................................................................27 參考文獻................................................................................................................28 致 謝..................................................................................................................29 III 1 緒論 1.1 研究的目的和意義 　　鑄造車間砂處理系統(tǒng)是砂型鑄造生產(chǎn)過程中的一個重要環(huán)節(jié)，其任務是為鑄造生產(chǎn)提供各種合格的型砂和芯砂。本課題設計的砂型處理機是在鑄造生產(chǎn)過程中，能夠?qū)崿F(xiàn)結塊型砂自動化粉碎，能較大的提高生產(chǎn)效率、降低工人勞動強度。 　　隨著國內(nèi)基礎建設的發(fā)展，而且我國當前大力扶持制造業(yè)發(fā)展，對鑄件的需求也大大增加，為提高生產(chǎn)效率。型砂破碎機構勢必對鑄造生產(chǎn)效率有很大的提高，而且還能節(jié)省勞動成本，提高型砂的利用率。另外隨著工業(yè)自動化的發(fā)展，破碎機也向自動化方向邁進（如國外產(chǎn)品已實現(xiàn)機電液一體化、連續(xù)檢測，并自動調(diào)節(jié)給料速率、排礦口尺寸及破碎力等）隨著開采規(guī)模的擴大，破碎機也在向大型化發(fā)展，如粗碎旋回破碎機的處理能力已達6000th。 　　至于新原理和新方式的破碎（如電、熱破碎）尚在研究試驗中，暫時還不能用于生產(chǎn)。對粗碎而言，目前還沒有研制出更新的設備以取代傳統(tǒng)的顎式破碎機和旋回式破碎機，主要是利用現(xiàn)代技術，予以改進、完善和提高耐磨性，達到節(jié)能、高效、長壽的目的。細碎方面新機型更多些?？偟膩砜矗档锰岢龅挠校侯€式破碎機、圓錐破碎機、沖擊式破碎機和輥壓機。而反擊式破碎機（屬于沖擊式破碎機）隨著技術的日益成熟愈加應用廣泛反擊式破碎機性能特點： a. 進料口大、破碎腔高、適應物料硬度高，塊度大、產(chǎn)品石粉少； b. 反擊板與板錘間隙能方便調(diào)節(jié)，有效控制出料粒度； c. 結構緊湊、機器剛性強、轉(zhuǎn)子具有大的轉(zhuǎn)動慣量； d. 高鉻板錘，抗沖擊、抗磨損、沖擊力大； e. 無鍵連接，檢修方便，經(jīng)濟可靠； f. 破碎功能全、生產(chǎn)率高、機件磨耗小、綜合效益高等優(yōu)點,所以在工業(yè)上得到廣泛應用。其缺點是板錘和反擊板磨損較快，運動時噪聲大、粉塵大，產(chǎn)品粒形不易控制。 1 1.2反擊式破碎機的特點和發(fā)展現(xiàn)狀 1.2.1反擊式破碎機的特點 a. 轉(zhuǎn)子的背板能承受轉(zhuǎn)子極高的轉(zhuǎn)動慣量和錘頭的沖擊破碎力。 b. 本機經(jīng)優(yōu)化設計成低轉(zhuǎn)速、多破碎腔沖擊型破碎機，其線速度較一般反擊破降低 20%-25% ，以低能耗獲得高的生產(chǎn)能力。 c. 本機具有三級破碎以及整形的功能，因而破碎比大，產(chǎn)品形狀呈立方體，可選擇性破碎等優(yōu)點。 d. 合理的板錘結構，具有裝卸快、多換位等優(yōu)點，可大縮短換板錘的時間。 e. 以新的制造技術，研制成功一種高耐磨性、高韌性的鉻、鉬、釩合金材質(zhì)，解決了硬物料的破碎性難題。大大提高了板錘的使用壽命。 f. 獨特的反擊齒板、無鍵聯(lián)接。 g. PFY1315 硬巖反擊破配有多功能液壓站，具有液壓高速排料間隙，反擊板穩(wěn)定減振以及機體自動開啟等多功能。 (1)．破碎機理 　　干法水泥工藝石灰石用單段反擊式破碎機以沖擊動能使物料沿節(jié)理層面產(chǎn)生破碎，出料呈均勻的立方體形狀。大塊物料進入反擊板和轉(zhuǎn)子之間的破碎腔后，受轉(zhuǎn)子部分的旋轉(zhuǎn)作用獲得動能，在反擊板和轉(zhuǎn)子之間反復沖擊，分別經(jīng)第一級反擊腔、第二級反擊腔及底部研磨腔的逐級破碎，達到要求的出料粒度。反擊式破碎機產(chǎn)品粒度大小的調(diào)節(jié)，主要靠改變轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速來實現(xiàn)。轉(zhuǎn)速越高，產(chǎn)品粒度愈細。調(diào)整反擊板與板錘的間隙，也可以使產(chǎn)品粒度變化，但不明顯。 (2)．結構特點 反擊式破碎機的多級反擊腔，有足夠的破碎空間，適于大塊物料的破碎。反擊式破碎機的反擊板角度可以調(diào)整，以保證物料在反擊板和轉(zhuǎn)子之間反復沖擊時呈合適的角度，可以有效提高破碎效率。逐級反擊破碎過程可以有效降低破碎過程中的能量消耗反擊破的轉(zhuǎn)子有單轉(zhuǎn)子和雙轉(zhuǎn)子兩種類型，其詳細分類見圖示。轉(zhuǎn)子多為鋼板通過二氧化碳保護焊焊接在筒體上，最后再堆焊耐磨層。單轉(zhuǎn)子反擊式破碎機，其結構簡單，適合中、小型廠礦使用。按轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動分為：單向轉(zhuǎn)動和雙向轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)子下方有帶有均整篦板和不帶均整篦板兩種結構。帶有均整篦板的反擊式破碎機，可控制產(chǎn)品的粒度，過大顆粒少，產(chǎn)品粒度較均勻。均整篦板的懸掛點能夠水平移動，以適應各種破碎工況。它的下端可借調(diào)整機構與轉(zhuǎn)子間的夾角，從而補償因篦板和板錘磨損后而引起卸料間隙的變化。 雙轉(zhuǎn)子反擊式破碎機按轉(zhuǎn)子的回轉(zhuǎn)方向可分為三種形式： 1） 兩轉(zhuǎn)子同向回轉(zhuǎn)的反擊式破碎機，相當于兩個單轉(zhuǎn)子反擊破碎機串聯(lián)使用，可同時完成粗、中、細碎作業(yè)。破碎比大，產(chǎn)品粒度均勻，生產(chǎn)能力大，但電耗也高。采用這種機械可以減少破碎段數(shù)，簡化生產(chǎn)流程。 2） 兩轉(zhuǎn)子反向回轉(zhuǎn)的反擊破碎機，相當于兩個單轉(zhuǎn)子反擊式破碎機并聯(lián)使用。生產(chǎn)能力大，可破碎塊度大的物料，可作為大型粗、中碎破碎機使用。 3） 兩轉(zhuǎn)子相向回轉(zhuǎn)的反擊式破碎機，主要是利用兩轉(zhuǎn)子相對拋出的物料互相撞擊進行破碎，所以破碎比大，金屬磨損量較小。 　　反擊破的反擊板調(diào)整系統(tǒng)同時兼作整機的過載保護裝置，當異物(如鐵塊等)或不可破碎物塊進入破碎機后，反擊板可以自動回退彈起，讓異物通過破碎機，防止異物(如鐵塊等)或不可破碎物塊對設備產(chǎn)生損害。反擊板調(diào)整系統(tǒng)通常是液壓調(diào)整或者用螺母調(diào)整。 　　反擊式破碎機的板錘牢固固定于轉(zhuǎn)子上，通常裝著六塊板錘，板錘用比較耐磨的高錳鋼材料鑄造而成。轉(zhuǎn)子本身用鍵固裝在主軸上，主軸兩端借助滾動軸承支承在下機架上。因此破碎機啟動力矩小，轉(zhuǎn)子部分動平衡性能易于控制，運行過程動擾力小。啟動平穩(wěn)。 　　反擊式破碎機機架部分為三分體結構，用鐵板和型鋼焊接而成，在機體內(nèi)壁裝有鋼板制成的襯板。機體的前、后、左、右都設置小門，以便于檢修和更換易磨損件。必要時只須打開破碎機后部機殼，即可進行更換板錘、反擊板、襯板等檢修維護作業(yè)。 　　反擊式破碎機零部件的互換性強，易損件品種少，便于備件的采購和管理。 　　液壓開啟裝置用于機殼的啟閉，可以有效地降低維護勞動強度，提高維護工作效率，縮短維護工作時間。 　　反擊式破碎機的監(jiān)測系統(tǒng)可以對破碎機的運行狀況進行隨時監(jiān)測，監(jiān)測信號可以與主控制系統(tǒng)聯(lián)鎖，保證機器的安全、可靠運行。 　　反擊式破碎機的驅(qū)動系統(tǒng)采用電動機+帶輪+V型皮帶+破碎機的方式，能有效改善電機啟動性能，使電機能平穩(wěn)啟動運行。皮帶傳動方式可起到雙重的過載保護的功能，驅(qū)動系統(tǒng)所要求的電機功率低，大大降低運行成本。此驅(qū)動方案是經(jīng)濟實用、性能優(yōu)良、安全可靠的驅(qū)動方案。 (3)．使用效果 　　　 反擊式破碎機具有獨特的工作機理及結構設計特點。在使用性能特點上，反擊式破碎機與錘式破碎機相比具有明顯的技術優(yōu)勢： 1）出料粒度均勻，出料呈立方體形狀，細粉料和粉塵含量低，特別適合立磨的運行。 2）運行成本低，投資成本低，反擊式破碎機整機總重較錘式破碎機輕，外形尺寸小，動靜荷載值低，可以有效地降低土建費用。同時，所需要的電機功率低，可以有效降低設備耗電量，降低設備運行成本。 3）反擊式破碎機易損件使用壽命長，長期運件惡劣情況下運轉(zhuǎn)的，除了必須嚴守操作規(guī)程和維修保養(yǎng)制度外，還必須及時發(fā)現(xiàn)并修復被磨損的零部件，這是提高機器作業(yè)性能的重要措施 。 1.2.2反擊式破碎機的破碎機理 a. 自由沖擊破碎 物料進入破碎腔內(nèi)受到高速板錘的沖擊以及物料之間的相互沖擊，同時還有板錘與物料的摩擦。使物料在腔內(nèi)在自由狀態(tài)下沿其脆弱面破碎。反擊式破碎機，產(chǎn)生粉塵也是料塊群在空間撞擊產(chǎn)生的。 b. 反擊破碎 受高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子上的板錘的沖擊作用，使物料獲得很高的運動速度，然后撞擊到反擊板上，使物料得到進一步的破碎。從反擊板上反彈回來的物料流向是由反擊板曲線所決定。 c. 銑削破碎 物料進入板錘破碎區(qū)間，大塊物料被高速旋轉(zhuǎn)的板錘一塊一塊銑削破碎并拋出。另外經(jīng)上述兩種破碎作用還未破碎大于出料口尺寸的物料，在出料口處也被高速旋轉(zhuǎn)的板錘銑削破碎。 上述三種破碎方式，以自由沖擊破碎為主導。 1.2.3發(fā)展現(xiàn)狀 五十年代初，隨著新型耐磨材料的應用，德國KHD公司首先推出硬巖反擊式破碎機，打破了這種局限，這種機型的改進型目前仍在生產(chǎn)中。我國在五十年代末已有反擊式破碎機問世，在八十年代之前，國產(chǎn)的反擊式破碎機局限于處理煤和石灰石之類中硬物料。直到八十年代末原上海建設機器廠方引進KHD型硬巖反擊式破碎機，填補國內(nèi)空白。但落后國外二十多年。國產(chǎn)的硬巖反擊式破碎機，開始時其核心零件板錘依賴進口，國產(chǎn)化板錘在“八五”期間列為部級科研攻關項目，項目成功之后，國產(chǎn)板錘不僅取代進口，而且已大量出口歐美、日本等國。國內(nèi)各廠家所制造的反擊式破碎機技術水平相差很懸殊，有少數(shù)廠家的產(chǎn)品基本接近世界先進水平，而大多數(shù)廠家的產(chǎn)品與世界先進水平相比差距較大。綜上所述，改善國內(nèi)反擊式破碎機落后的狀況，全面提高反擊式破碎機技術水平，趕上世界先進水平，創(chuàng)造世界品牌的反擊式破碎機是當務之急。耐磨材料的突破，使硬巖反擊式破碎機如虎添翼，僅僅上海建設路橋機械設備有限公司（以下簡稱建設路橋公司）為例：十年間，硬巖反擊式破碎機銷售增長15倍。出口增長 10倍，為我國的基本建設工程作貢獻。例如：交通部為提高我國公路建設質(zhì)量，曾提出路面混凝土石料破碎站的科研項目，并列入國家“八五”攻關項目。該項目的試制設備在東北某工地使用中失敗。而用戶改用硬巖反擊式破碎機后生產(chǎn)石料，完全符合高速公路防滑路面混凝土要求。于是硬巖反擊式破碎機聲譽大振。遼寧省交通廳曾把擁有這種設備，作為投標承接公路建設的必備條件。據(jù)統(tǒng)計，在全國各省市的公路建設中都已采用硬巖反擊式破碎機作為路面石料備制設備，來破碎抗壓強度達300MPa的玄武巖、安山巖等堅硬物料，并達到19.6mm以下的級配石料。其針片狀百分比含量小于10％。目前有400多臺在各地使用中，不僅解決了高速公路建設中的一個難題，而且也擋住了進口，作為硬巖反擊式破碎機的主導制造企業(yè)，上海建設路橋公司也從中得到發(fā)展，硬巖反擊式破碎機已有三個系列幾十個規(guī)格。以下主要從3個方面來分析國內(nèi)外產(chǎn)品差異： a. 德國HAZAMAC公司生產(chǎn)的反擊式破碎機既分為粗破、中破、細破三種用途，又分為適合堅硬物料和中硬物料兩種不同場合從而組合而為十幾種機型。以滿足市場方方面面的需求。相比之下，我國的反擊式破碎機雖然在硬巖破碎方面有突破，但是品種缺，規(guī)格少。從市場需求來看，應加強開發(fā)下列類型的產(chǎn)品。 (1) 粗破設備 當水泥工業(yè)采用管磨機作為生料磨時，單段錘式破碎機是較佳的選擇，而目前在2000t/d以上的水泥生產(chǎn)線上，越來越多選用立式磨機來取代管磨機，較佳的配套方案應是選用大型粗破的反擊式破碎機，可以方便地隨著立磨的需求調(diào)整出料粒度，以便立磨壓力床的建立，從而提高處理能力，因此，承擔粗破的反擊式破碎機，將會有相當大的市場； (2) 中細碎設備 當高等級公路防滑面層瀝青混凝土的級配骨料要求越來越少，并且對玄武巖、安山巖等堅硬物料處理能力要求達到100t/h以上時，目前的硬巖反擊式破碎機在出料粒度和處理能力兩方面都有些難度。上海建設路橋公司1999年引進美國最新技術作為一種新的機型，在腔形設計和轉(zhuǎn)子結構上對照舊機型有相當大變化。很好地解決上述兩方面的問題。其新產(chǎn)品PF1315型，自2000年下半年供應市場后，一直供不應求。這一產(chǎn)品經(jīng)原國家機械總局鑒定，達到國際上先進水平，滿足硬巖、細碎，較大處理量的二破要求。 (3) 制砂設備 當長江等地天然砂禁止采挖之后，機制砂成為市場熱門商品，可逆反擊破碎機在歐洲作為制砂設備使用十分廣泛。采用雙向包絡的反擊板配合線速度達40m/s以上的高速雙板錘轉(zhuǎn)子，很好地控制排料粒度。在閉路系統(tǒng)中，其排料的制砂可達50％以上，高于石打石的立軸沖擊式破碎機的制砂率。這種產(chǎn)品必將在機制砂市場上一顯身手，以上三個方面將是市場推動反擊式破碎機發(fā)展的方向。 b. 隨著改革開放政策帶來的國民經(jīng)濟發(fā)展，市場需求推動著反擊式破碎機的發(fā)展。然而這種發(fā)展是在仿照和引進國外技術中進行。雖然，也滿足市場需求，但是缺少自主的創(chuàng)造性，而市場經(jīng)濟帶來的“急功近利”的負面影響，對破碎理論的研究和對破碎機的實驗近年來兩者都非常缺乏，沒有理論和實驗指導產(chǎn)品開發(fā)，只能不斷地模仿國外設計，往往知其然不知所以然。假如國內(nèi)有關大學，科研院所和企業(yè)，能實現(xiàn)良好的“產(chǎn)學研”三結合，在理論研究和實驗工作上多下些功夫，一定能使我國的反擊式破碎機達到一個新的水平。 c. 隨著新型耐磨材料的問世，反擊破的板錘材料的耐磨性能進一步提高，可靠行加強。 歷來破碎機的發(fā)展是以新型耐磨材料的應用為支柱。 1882年首先提出的高錳鋼，經(jīng)水韌處理后，在高沖擊載荷和高擠壓應力下由于孿晶變形等組織變化引成的表面加工硬化，顯微硬度可達HV750，而芯部仍保持良好沖擊韌性。使用于顎式的齒板，園錐的動錐、定錐、錘式的錘頭等，稱為第一代耐磨材料。它不適應低沖擊載荷或低應力時使用。 1930年左右出現(xiàn)的硬鎳鑄鐵，硬度可達HRC55－60，作為第二代耐磨材料，因為太脆，故只能制作小零件，如砂石清洗 機的螺旋葉片板等，且我國鎳貴，故應用甚少。比硬鎳鑄鐵晚幾年出現(xiàn)的高銘鑄鐵則被稱為第三代耐磨材料，在其強韌的馬氏體基體上，分布堅硬大塊的一次碳化物和一定量彌散 性細小二次碳化物，當鉻含量超過10％后，出現(xiàn)的碳化物呈（Fe,Cr）7C3型。其顯微硬度高達HV1300－1800。目前主要應用于反擊式的板錘和立軸式的打擊板。高鉻鑄鐵按鉻含量分為Cr15,Cr20,Cr26三種，鉻含量低則價格低含量高則韌性相對較好,反擊式板錘，國內(nèi)大多數(shù)廠家使用Cr20制造，而國外較普遍使用Cr26。 高鉻鑄鐵的不足之處是硬脆性和價格偏高。而國內(nèi)在這方面還是落后。例如福建省順昌水泥廠購買的德國HAZAMAC公司生產(chǎn)的反擊式破碎機的板錘材料在國內(nèi)找不到，這使維修成本增加不少。 d. 國內(nèi)在高錳鋼板錘的鑄造質(zhì)量方面不如國外。例如在鑄造時熔煉溫度控制區(qū)間波動較大，在加入的合金元素、鑄造工藝和熱處理方面還是有差距的。 e. 目前，國外大多通過動力學仿真、有限元分析技術、三維建模等技術對反擊破進行優(yōu)化分析，而國內(nèi)這方面很少有人做。反擊破的設計大多還是依靠二維的AUTOCAD，校核計算方面還是依靠經(jīng)驗。這對產(chǎn)品研發(fā)和生產(chǎn)造成諸多不便，很可能發(fā)生零部件的干涉等問題。國內(nèi)較先進的反擊破采用液壓開啟裝置用于機殼的啟閉，可以有效地降低維護勞動強度，提高維護工作效率，縮短維護工作時間；還有反擊式破碎機監(jiān)測系統(tǒng)可以對破碎機的運行狀況進行隨時監(jiān)測，監(jiān)測信號可以與主控制系統(tǒng)聯(lián)鎖，保證機器的安全、可靠運行。 1.3主要零部件 1.3.1 反擊板 反擊板的作用是承受被板錘擊出物料在其上沖擊破碎，并將破碎后的物料重新彈回破碎區(qū)，再次進行破碎。反擊板的形狀和結構對破碎效率影響很大。 反擊板的形式很多，主要有折線形和弧線形兩種。折線形反擊板結構簡單，但不能保證物料得到最有效的沖擊；圓弧形反擊板能使料塊由反擊板反彈出來之后，在圓心形成激烈的互相撞擊而破碎，其破碎效果高；前進形反擊板，反彈路線呈鋸齒形，物料向排料口前進，它主要用于粗碎各種易碎的物料；后退形反擊板這種形狀的反擊板使物料在反擊過程中以后退方式回到?jīng)_擊點，這樣可增加物料的沖擊次數(shù)，獲得較細粒級產(chǎn)品。 反擊板目前多采用高錳鋼等耐沖擊磨損的材料制造。 1.3.2 調(diào)整裝置 反擊破的反擊板調(diào)整系統(tǒng)同時兼作整機的過載保護裝置，當異物(如鐵塊等)或不可破碎物塊進入破碎機后，反擊板可以自動回退彈起，讓異物通過破碎機，防止異物(如鐵塊等)或不可破碎物塊對設備產(chǎn)生損害。反擊板調(diào)整系統(tǒng)通常是液壓調(diào)整或者用螺母調(diào)整。 1.3.3 轉(zhuǎn)子 反擊式破碎機的轉(zhuǎn)子結構形式有整體式、組合式和焊接式三種。反擊式破碎機的轉(zhuǎn)子必須具有足夠的質(zhì)量以適應破碎大塊物料的需要。破碎機的轉(zhuǎn)子大都采用整體式的鑄鋼結構，這種轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動慣量大，堅固耐用，便于安放板錘，能滿足破碎工作的要求。對小型反擊式破碎機也可采用鋼板焊接結構，這種轉(zhuǎn)子制造方便，容易得到平衡，但強度和耐用性較差。 27 2 反擊式破碎機總體結構設計 2.1破碎機的主要工作參數(shù)的確定 轉(zhuǎn)子的圓周速度對破碎機的生產(chǎn)能力，產(chǎn)品粒度和粉碎比的大小起決定性作用，時間證明，隨著圓周速度提高，生產(chǎn)能力和粉碎比都顯著增加，產(chǎn)品粒度朝著細的方向變化，但隨著轉(zhuǎn)速的增加功率消耗也增加，板錘磨損也加快。 　　轉(zhuǎn)子直徑一般與入料塊尺寸有關。要破碎物料，就需要有足夠大的沖擊能量，也就是要有一定的轉(zhuǎn)子直徑才行。根據(jù)實踐資料統(tǒng)計，入料塊與轉(zhuǎn)子直徑的關系可按下列經(jīng)驗公式來確定。 d=0.54D-60 （2.1） 式中：d——最大給料粒度，mm； D——轉(zhuǎn)子直徑，mm。 D=(3d/2+60)/0.54=877 上式用于單轉(zhuǎn)子計算，其計算結果還得乘以2/3。 本次畢業(yè)設計設計的為單轉(zhuǎn)子的反擊破，物料的給料粒度為200-300 mm，最大給料粒度d=300mm。 　　故有以上可得： D=(3d/2+60)/0.54=877 （2.2） 轉(zhuǎn)子的長度主要根據(jù)破碎機生產(chǎn)能力的大小而定。根據(jù)統(tǒng)計資料，轉(zhuǎn)子的長度L與直徑D之比，一般為0.5～1.2。L/D比值較小時，機體結構平穩(wěn)性較差，這種機器只能用于物料硬度小、處理能力要求不高的單轉(zhuǎn)子反擊式破碎機上。此處取L=1000 mm。1000/877=1.14＜1.2，可知其機體結構的平穩(wěn)性可以。 根據(jù)標準及綜合考慮之后取轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為680，由此可計算轉(zhuǎn)子的圓周速度V為： 　　　V===35.58m/s （2.3） 式中：D—轉(zhuǎn)子直徑，m； n—轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，m/s。 根據(jù)計算，可取轉(zhuǎn)子的圓周速度為35m/s。 2.2板錘數(shù)目和生產(chǎn)率 a. 板錘數(shù)目與轉(zhuǎn)子的直徑有關，轉(zhuǎn)子直徑越小，板錘數(shù)目越少。通常轉(zhuǎn)子直徑為1m時可取板錘數(shù)目為三個或四個，此處選取板錘數(shù)為四。 b. 反擊式破碎機的生產(chǎn)能力與轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速有關，又與轉(zhuǎn)子表面同板錘側面所形成的空間有關，則其產(chǎn)量Q的計算公式為： (2.4) 式中：e—板錘與反擊板之間最小間隙，m； L—轉(zhuǎn)子長，m； d—最大排料粒度，m； z—板錘數(shù)目； k—安全系數(shù)； ρ—型砂密度，g/。 則由經(jīng)驗公式可球的破碎率Po為： 　　　==37.63kw （2.5） 式中：Q—產(chǎn)量，t/h； g—重力加速度，m/s； v—轉(zhuǎn)子的圓周速度。 2.3轉(zhuǎn)子部件的設計計算 反擊式破碎機轉(zhuǎn)子由主軸、轉(zhuǎn)盤、板錘、板錘緊固裝置等組成。有采用整體鑄鋼結構轉(zhuǎn)子；有采用厚鋼板或鑄鋼板做成的圓盤疊合而成的轉(zhuǎn)子；也有用鋼板焊接的空心轉(zhuǎn)子，上海建設路橋機械設備有限公司生產(chǎn)的PF系列反擊式破碎機大多數(shù)是焊接結構轉(zhuǎn)子。 轉(zhuǎn)子質(zhì)量應盡量集中在外緣，增加轉(zhuǎn)動慣量。主軸與轉(zhuǎn)子使用緊定脹套脹緊，無鍵連接，這樣拆裝方便，并有過載保護作用。 綜合考慮后取鑄鋼板做成的圓盤疊合而成的轉(zhuǎn)子； 2.3.1轉(zhuǎn)子的結構設計 轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的動能不僅與W還與M有關，而且也與轉(zhuǎn)子結構有關，與轉(zhuǎn)子角速度有關。即。若一定則與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動慣量有關。同樣M值由于r值不同可得到不同的轉(zhuǎn)動慣量J值，則產(chǎn)生不同的動能W值。由此告訴我們，在強度、剛度允許條件下，在轉(zhuǎn)子結構設計中，應盡量增加r值，從而可用較小的質(zhì)量產(chǎn)生較大的動能。所以不僅要減小轉(zhuǎn)子質(zhì)量還要重視轉(zhuǎn)子結構設計。從加大破碎效果和減少板錘磨損的觀點看，需朝著著增加轉(zhuǎn)子質(zhì)量M，減少轉(zhuǎn)子速度方向發(fā)展。 轉(zhuǎn)子結構如圖2.1所示 圖 2.1 轉(zhuǎn)子結構簡圖 2.3.2板錘的結構設計及作用 　　板錘，又稱打擊板，是反擊式破碎機中最容易磨損的工作零件，要比其他破碎機的磨損程度嚴重得多。板錘的磨損程度及壽命直接影響反擊式破碎機破碎效率以及其工作的連續(xù)性，所以選擇合適的板錘（形狀及材質(zhì)）至關重要。 a. 板錘的材料 　　反擊式破碎機的板錘都是固定在轉(zhuǎn)子上的，它是破碎機的重要部件，要 求安裝牢固，便于更換，并用抗沖擊性能良好的材料制造。 板錘是破碎機的易損件，因此它的耐磨性能或者說，它的使用壽命是非常關鍵的。早年都是采用高錳鋼材料，所以反擊式破碎機不能破碎硬巖。現(xiàn)在已經(jīng)采用高鉻鑄鐵制造板錘，一種是KmTBCr26,另一種是KmTBCr20。前者打擊物料速度略低于后者，但使用壽命比Cr20的板錘高1/3以上。由于采用高鉻鑄鐵材料，反擊式破碎機可以破碎350MPa的各種物料。 　　國內(nèi)外各種型號破碎機板錘材料的選擇，有高錳鋼，中碳合金鋼，軸承鍛造剛，高鉻鑄鐵等等，綜合設計要求及國內(nèi)外同類型反擊式破碎機的設計，最終確定選擇本設計的板錘的材料為高錳鋼ZGn13 b. 板錘的形狀 　　反擊式破碎機板錘的形狀多種多樣，常見的有長條形、I形、T形、S形和斧形等，板錘形狀的選擇遵循的原則是：易于制造和緊固，能夠增加板錘的使用壽命。 根據(jù)采用楔塊固定方法及綜合考慮選擇I形板錘 c. 錘在轉(zhuǎn)子上的緊固方法 板錘在轉(zhuǎn)子上的緊固方法大致可分為以下幾種： (1) 螺栓緊固法 板錘借助于螺栓緊固于轉(zhuǎn)子的板錘座上。板錘座帶榫狀，可以利用榫口承受工作時的板錘的沖擊力，避免螺栓受剪，提高螺栓連接的可靠性。 (2) 嵌入緊固法 板錘從側面插入轉(zhuǎn)子的溝槽中，為了防止軸向竄動，兩端用壓板定位。由于去掉了緊固螺栓，提高了板錘工作的可靠性。利用板錘回轉(zhuǎn)式產(chǎn)生的離心力與撞機破碎時的反力緊固自鎖，對轉(zhuǎn)子易受磨損處都制成可更換的結構形式，因此裝卸簡便，制作容易。 (3) 楔塊緊固法 用楔塊塞入板錘與轉(zhuǎn)子間的相應槽孔內(nèi)，使之緊固。這種緊固方法安全可靠，更換簡便，維護也方便。 　　以上幾種緊固方法，以螺栓緊固法的板錘利用率較高，通常可達50%左右，但是其更換費事，也不適合高沖擊載荷，故一般用規(guī)格小的破碎機。嵌入緊固法和楔塊緊固法雖然更換方便，工作較可靠，但其金屬利用率普遍較低。 　　所以綜合上述選用楔塊緊固法。 d. 板錘的壽命 對于板錘壽命的影響主要有材料，以及板錘的緊固方法，除此之外，板錘的個數(shù)對于板錘壽命的影響也是至關重要，因為板錘布置直接打擊在物料重心上的，而是斜碰撞，這與板錘周期打擊的時間差有關，為了減少板錘的磨損，轉(zhuǎn)子上的板錘數(shù)目不宜過多，適當?shù)迷黾影邋N的高度，并盡量地把給入物料中的粉料、泥土和水分預先篩除。 2.4電動機的選擇 由手冊查得帶傳動的傳遞效率為0.96，滾動軸承的傳遞效率為0.98，由此可計算出電動機的輸出功率P為： （2.6） 式中：—破碎率，kw； —帶輪的傳遞效率； —滾動軸承的傳遞效率 由輸出功率可選擇Y225M-4型電動機，其額定功率為45kw，額定轉(zhuǎn)速為1480r/min。 3傳動方案的選擇及部件的設計計算 3.1傳動方案的選擇 在本設計中，我們考慮了四種傳動方案，這四種方案如下： a. 電機——聯(lián)軸器——齒輪減速器——聯(lián)軸器——反擊破 b. 電機——皮帶——反擊破 c. 電機——鏈條——反擊破 d. 電機——聯(lián)軸器——渦輪蝸桿減速器——聯(lián)軸器——反擊破 在第一種傳動方案中，電機為高速電機，齒輪減速器工作時機械性能好，工作可靠，維護方便，傳動比恒定，噪音低，傳動效率高等優(yōu)點，但它的安裝精度高，價格較貴，抗沖擊性能差且無過載保護。 在第二種傳動方案中，電機不一定是高速電機，帶傳動結構緊湊，傳動平穩(wěn)，價格低廉和緩沖吸震等特點。而皮帶傳動的最大優(yōu)點是可以起到過載保護的效果，防止機械因過載而發(fā)生損壞。 在第三種傳動方案中，鏈傳動具有無彈性滑動和整體打滑的現(xiàn)象，因而能保持準確的平均傳動比。鏈條又不需要像帶傳動那樣張得很緊，因此壓軸力較小。鏈傳動具有整體尺寸較小，結構較為緊湊；同時能在高溫和潮濕的環(huán)境中工作。它的制造與安裝精度要求較低，成本也低。由于鏈傳動的速度并不高，只適用于減速比小且無啟動頻繁的場合，鏈傳動的缺點是只能實現(xiàn)平行軸間鏈輪的同向傳動；運轉(zhuǎn)時不能保持恒定的瞬時傳動比，磨損后易發(fā)生跳齒，不易在載荷變化很大高速和急速反向的傳動中，且無過載保護。 在第四種傳動方案中，采用的是渦輪蝸桿減速器，這種減速器的最大好處是傳動比大，零件數(shù)目又少，因而結構緊湊；由于蝸桿齒是逐漸進入嚙合及逐漸退出嚙合的，同時嚙合的齒對較多，故沖擊載荷較小，傳動平穩(wěn)，噪聲低。但這種傳動的最大缺點是在嚙合處有相對滑動，當滑動速度很大，工作條件不夠良好時，會產(chǎn)生較嚴重的摩擦與磨損，從而引起過分發(fā)熱，使?jié)櫥闆r惡化，因此摩擦損失較大，效率低。同時也無過載保護。 在本次設計中，由于考慮到反擊破的工況：載荷變化大且不易控制，傳動比要求也不那么嚴格，同時載荷大對電機的啟動性能造成不好的影響，考慮到大功率的電機在轉(zhuǎn)速高低上的價格差異不很明顯及整機的成本最低化的原則，我們采用了電機——皮帶——反擊破的傳動方案。這種方案的最大好處是可以起到過載保護的功能。能有效改善電機啟動性能，使電機能平穩(wěn)啟動運行。此驅(qū)動方案是經(jīng)濟實用、性能優(yōu)良、安全可靠的驅(qū)動方案。 3.2 V帶及帶輪的設計計算 a. 求計算功率 查表機械設計手冊得； ； 故 (3.1) b. 選擇V帶的類型 根據(jù)=63，n=1480r/min，查出此坐標點位于D區(qū)，所以，選用D型V帶進行計算。 c. 確定帶輪的基準直徑并驗算帶速V 表3.1 V帶帶輪最小直徑Dmin(mm) 型號 O A B C D E F Dmin(mm) 71 (63) 100 (90) 140 (125) 200 355 500 800 (1) 初選小帶輪的直徑， 由表3.1參照得，取小帶輪的基準直徑=355mm。 (2) 驗算帶速V （3.2） 因為5 計算壓軸力 壓軸力的最小值為 （3.12） 4軸的結構設計及軸承選擇 4.1軸的結構設計 a. 軸上零件的安裝位置 根據(jù)機械傳動方案的整體布局，擬定軸上零件的布置以及裝配方案按照裝配圖所示，詳見0#裝配圖。 b. 選擇軸的合適材料 軸的材料應滿足足夠的強度及剛度，并滿足耐磨，腐蝕性等方面的要求。常見的是碳素鋼和合金鋼，因碳素鋼價格低廉，對應力集中的敏感性較低，且通過熱處理，可改善其綜合機械性能，所以選用碳素鋼，45鋼，鋼軸的毛坯選用鍛件。 c. 確定軸的基本直徑和各段長度 Ⅶ Ⅵ Ⅴ Ⅳ Ⅲ Ⅱ Ⅰ 圖 4.1 主軸示意圖 (1) 軸Ⅰ-Ⅱ段 由大帶輪的計算可得直徑dⅠ-Ⅱ=130mm，取此處圓角為R4，根據(jù)帶輪寬度，最終取LⅠ-Ⅱ=165mm。 (2) 軸Ⅱ-Ⅲ段 由圓角可取dⅡ-Ⅲ=140mm，根據(jù)總體布局，以便軸承座安裝緊湊，所以取LⅡ-Ⅲ=192mm。 (3) 軸Ⅲ-Ⅳ段 同理，由圓角R7取dⅢ-Ⅳ=170mm，則根據(jù)所選軸承的規(guī)格從而確定LⅢ-Ⅳ=80mm。 (4) 軸Ⅳ-Ⅴ 取此處圓角為R14，所以dⅣ-Ⅴ=200mm，再考慮箱體厚度以及布局要求之后，取LⅣ-Ⅴ=115mm。 (5) 軸Ⅴ-Ⅵ段 　　用防塵套防護賬套，由其規(guī)格可取直徑dⅤ-Ⅵ=210mm，取LⅤ-Ⅵ=60mm。 (6) 軸Ⅵ-Ⅶ段 由轉(zhuǎn)子長度L=1000mm，最終確定LⅥ-Ⅶ=1000mm，可取直徑dⅥ-Ⅶ=220mm. 　　軸上零件的周向固定方法常用的有鍵，花鍵和銷連接及過盈連接和成形連接。 　　滾動軸承的周向固定用過盈配合固定，轉(zhuǎn)子體因其質(zhì)量大，傳動負荷大，轉(zhuǎn)動慣量大，在鍵連接時，加工精度要求高，大大削弱軸的強度，這就需要增大軸徑，脹緊聯(lián)結套(簡稱脹套),是當今國際上廣泛用于重型載荷下機械聯(lián)結的一種先進基礎部件，在輪和軸的聯(lián)結中，它是靠擰緊高強度螺栓使包容面間產(chǎn)生的壓力和磨擦力實現(xiàn)負載傳送的一種無鍵聯(lián)結裝置。脹套聯(lián)結獨特的優(yōu)點，使用脹套使主機零件制造和安裝簡單。安裝脹套的軸和孔的加工不像過盈配合那樣要求高精度的制造公差。安裝時無須加熱，冷卻或加壓設備，只需將螺栓按要求的力矩擰緊即可。且調(diào)整方便，可以將輪轂在軸上方便地調(diào)整到所需位置。脹套也可用來聯(lián)結焊接性差的零件。脹套的使用壽命長，強度高。脹套依靠摩擦傳動，對被聯(lián)結件沒有鍵槽削弱，也無相對運動，工作中不會產(chǎn)生磨損。脹套在超載時，將失去聯(lián)結作用，可以保護設備不受損害。脹套聯(lián)結可以承受多重負荷，其結構可以做成多種樣式。根據(jù)安裝負荷大小，還可以多個脹套串聯(lián)使用。脹套拆卸方便，具有良好的互換性。由于脹套能把較大配合間隙的軸轂結合起來，拆卸時將螺栓擰松，即可使被聯(lián)結件容易拆。脹緊時，接觸面緊密貼合不易銹蝕，也便于拆開。與鍵連接相比，顯然帳套連接會更方便。 4.2軸承的選擇 　　為了保證反擊式破碎機的正常運行，不僅軸承的制造質(zhì)量良好，而且破碎機的設計必須合理，軸承的裝配和使用必須規(guī)范。軸承的選擇遂于破碎機的正常運轉(zhuǎn)十分重要。 a. 軸承類型的選擇 　　反擊式破碎機長期在惡劣條件下工作，轉(zhuǎn)子軸承很易損壞，所以正確選擇轉(zhuǎn)子軸承是提高軸承壽命的關鍵。 　　由于調(diào)心滾子軸承具有承載能力強，調(diào)節(jié)性能好的優(yōu)點，所以國內(nèi)外多選用這種其作為反擊式破碎機轉(zhuǎn)子軸承。 　　大多數(shù)滾子軸承的選用計算，主要是防止在預期壽命內(nèi)發(fā)生解除疲勞破壞，但在實際選用軸承時，其工作環(huán)境不可能像規(guī)定基本額定動載荷那樣理想化（基本額定壽命，可靠度90%，空載條件，載荷大小方向恒定），這些差異就要在壽命計算過程中分別注意。故綜合考慮之后最終選用調(diào)心滾子軸承。 b. 軸承代號的選擇 　　根據(jù)安裝軸承段的軸徑為140mm，以及軸承長度及安裝考慮，最終選擇圓柱孔調(diào)心滾子軸承，代號為22228C/W33。其基本尺寸如下： D=250mm，B=68 c. 軸承的校核 　　由設計轉(zhuǎn)子的總重量為20070N，現(xiàn)設計軸承的壽命為30000h。則由軸承壽命公式： （4.1) 式中：C—基本額定動載荷，N； P—當量動載荷，N； —軸承壽命指數(shù)。10/3。 有上式可以推得： 即當量動載荷P為： P=74408.96N>20070N,故合適。 5反擊式破碎機破碎腔的設計 5.1反擊板的結構設計 　　反擊板的作用是承受被板錘擊出的物料在其上沖擊破碎，將破碎后的物料重新彈回到破碎區(qū)，再次沖擊破碎。 a. 反擊板的材料 　　反擊板是僅次于板錘的易磨損件，陳壽較大的沖擊載荷。它的材質(zhì)一般用高錳鋼鑄造。也有用中碳鋼棒的。碎煤時，也可以用普通鋼板焊接起來。用高錳鋼鑄造的反擊板，根據(jù)對反擊式破碎機的使用調(diào)查，其壽命比較低。需要對反擊板的耐磨材料進行研究。 國外某些工廠采用耐磨塑料包扎打擊板，或?qū)⑹予傇诜磽舭宓陌疾壑校娼饘俦砻?，都是提高反擊板使用壽命。我國某化工廠，根據(jù)反擊板的磨損規(guī)律，按其各部分的磨損程度，采用部分分區(qū)安裝和更換，使用壽命提高一倍以上。 b. 反擊板的形狀 除了反擊板的材質(zhì)方面能提高它的耐磨性外，反擊板的形狀也是值得注意的。 反擊板的形狀很多，主要有弧線形和折線形兩種，這兩種形狀各有其優(yōu)缺點，具體如圖5.1所示。 方案一 方案二 圖5.1 反擊板的形狀 　　如圖5.1所示，方案一為弧線形反擊板，它能使物料由反擊不能彈出之后，在圓心形成激烈的相互擠壓而破碎，其效率較高。 如圖所示，方案二為折線形反擊板，其一部分物料沿切線垂直打向反擊板，破碎效果明顯，另一部分與反擊板有角度（不垂直），且產(chǎn)生滑動，這樣就延長這些物料在破碎腔的時間。 　　通過對二者的比較，最終選擇方案二為最終設計方案，由于漸開線加工困難且成本高，故可采用折線形狀的代替圓弧形狀的，因為多段折線可以近似代替圓弧線，且成本底易加工。 c. 反擊板的懸掛裝置 　　反擊式破碎機反擊板懸掛裝置也是排料口調(diào)整裝置，同時又能起到保險作用，這種裝置有以下三種形式： (1) 拉桿自重式 破碎機工作時，反擊板借自重保持正常位置，當破碎腔有非破碎物時，反擊板被抬起，非破碎物排出后，又重新返回原位。其間隙大小可通過懸掛螺栓進行調(diào)整。 (2) 拉桿彈簧式 反擊板在工作時的位置是通過彈簧的預壓力保持的，當非破碎物進入破碎腔時，可克服彈簧預壓力后，從破碎腔排出。彈簧采用螺旋式，也可采用組合式，后者可用較小的壓縮變形量獲得較大通過非破碎物間隙。 (3) 液壓式 利用油壓裝置調(diào)節(jié)反擊板位置，同時也作為保險裝置。一般用于大型反擊式破碎機，與液壓啟閉機殼油缸共同使用一個油壓系統(tǒng)。 　　本設計規(guī)格為反擊式破碎機，屬中小型反擊式破碎機，對于其反擊板的懸掛裝置，綜合考慮經(jīng)濟及破碎要求，最終確定選擇拉桿自重式為反擊板的懸掛裝置。 d. 過載時的安全保護 　　　反擊板一端鉸接于機體上，另一端通過拉桿自由懸掛在機體上，拉桿上部通過球面墊圈下墊有錐面墊圈，最后通過大螺母掛起，可調(diào)節(jié)反擊板與轉(zhuǎn)子間隙，來改變產(chǎn)品粒度。 　　　當進入大塊物料或不能破碎的物塊時，因反擊板受到較大壓力而使拉桿向后移開，使鐵塊等異物排出，從而保證了機器不受損壞，它在自身重力作用下，又恢復到原來位置，以此作為保險裝置。 5.2破碎腔的結構參數(shù) 　　　反擊式破碎機破碎腔是由進料板、兩級反擊板以及由盜版卸載點到第二級反擊板排料口的圓弧