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沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院
本科畢業(yè)設(shè)計
題 目： PSJ100型高效小型破碎機(jī)設(shè)計
專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)
班 級： 機(jī)制1204班
學(xué)生姓名： 陳家興
指導(dǎo)教師： 王志成
論文提交日期： 2016 年 6 月 3 日
論文答辯日期： 2016 年 6 月 7 日
畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書
機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)
機(jī)制1204班
學(xué)生：陳家興
畢業(yè)設(shè)計題目：
PSJ100型高效小型破碎機(jī)設(shè)計
畢業(yè)設(shè)計內(nèi)容：
分析市場上使用的破碎機(jī)螺旋鉆的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，并與國內(nèi)外同類機(jī)型相比，做出總體方案并加以論證；主軸支撐方式的確定，帶傳動中帶的選擇和計算，主軸的選擇確定；主軸電動機(jī)的選擇；裝配圖與零件圖設(shè)計。主要技術(shù)參數(shù)：驅(qū)動功率：4KW；破碎比可達(dá)到10；回轉(zhuǎn)裝置轉(zhuǎn)速：1156r/min。
傳動形式：V帶式傳動。
畢業(yè)設(shè)計（論文）專題部分：
（1）總體方案的設(shè)計。
（2）破碎機(jī)箱體和進(jìn)料口設(shè)計。
（3）錘體設(shè)計，破碎機(jī)進(jìn)料口板設(shè)計。
（4）主軸松刀和拉刀裝置設(shè)計。
（5）電機(jī)選擇。
（6）主軸裝配圖，主要零件的零件圖。
起止時間：2016.3.10~2016.6.7
指導(dǎo)教師： 王志成 簽字 2016年6 月7 日
摘 要
初級破碎機(jī)的選擇是采礦采石或工業(yè)礦產(chǎn)等涉及到減少巖石礦石或材料體積的操作成功的關(guān)鍵。被礦產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化了的裝備將進(jìn)行回轉(zhuǎn)如雙鄂破碎機(jī)，單鄂破碎機(jī)，高速回轉(zhuǎn)窯，低速分揀機(jī)，撞擊器，錘式粉碎機(jī)，以及支線破碎器。每種破碎機(jī)都有自己的優(yōu)略，所以選擇破碎機(jī)就是一個多標(biāo)準(zhǔn)的選擇問題。選擇等級法是非常著名的解決破碎機(jī)選擇的方法。在這種方法中，決策者將會執(zhí)行兩兩比較，然后兩兩比較過的地質(zhì)和基數(shù)將會決定問題中各個參數(shù)的重要性。這個重要性將會知道決策者做出更為優(yōu)越的選擇。這個選擇方法被應(yīng)用到各種特殊的場合去解決問題，比如露天采礦，最優(yōu)回收方案，巖體評估，礦壩的地址選擇，地下礦采集方法選擇，選擇鑿井方法，確定石礦山空間大小，選擇物料搬運(yùn)設(shè)備系統(tǒng)。然而初級破碎機(jī)的選擇方法卻很少被報道。在這里，我們將運(yùn)用層級分析法對鐵礦中破碎機(jī)的選擇做出討論。出于這個目的，破碎機(jī)的功率，填入物的大小，商品尺寸，巖石強(qiáng)度。磨損指數(shù)和破碎機(jī)在移動設(shè)備中的應(yīng)用同樣視為關(guān)鍵因素另外，對破碎機(jī)的工作原理及特點(diǎn)和主要部件的作用作了介紹，包括保險裝置、調(diào)整裝置、機(jī)架結(jié)構(gòu)、潤滑裝置等；同時對機(jī)器的參數(shù)（主軸轉(zhuǎn)速、生產(chǎn)能力、破碎力、功率等）作了計算。此外，對破碎的意義、破碎工藝和破碎比的計算，破碎機(jī)的主要部件的安裝、操作及維修作了簡單介紹。
關(guān)鍵詞: 破碎比; 主軸設(shè)計; 高生產(chǎn)量
Abstract
The primary crusher selection is the key to the success of the mining, quarry or industrial mineral operation that involves there duction in the size of rock, ore or material. The crushing equipment standard to the mineral industries has been gyratory, double toggle jaw, single toggle jaw, high speed roll, low speed sizer, impactor, hammer mill and feeder breaker. There were advantagesand disadvantages for any crusher, so that the selection of suitable primary crusher is a multi-criteria decision making (MCDM) problem. Analytic hierarchy process is a well-known method for solving decision-making problems. In that method, pairwise comparisons are performed by the decision-maker (DM) and then the pairwise comparison matrix and the eigenvector are derived to specify the weights of each parameter in the problem. The weights guide the DM in choosing the superior alternative [1]. This method has been used for a variety of specific application in decision making problem such as equipment selection in open pit mining, selection of optimal reclamation method, rock mass rating, tailing dam site selection, underground mining method selection, selection of optimum mining method, Choosing shaft sinking method, Determining proper strategies for dimensional stone mines, equipment selection and selection of material handling equipment system [2-12]; however, its application in primary crusher selection has not been reported yet.In this paper, Analytical Hierarchy Process (AHP) was used for primary crusher selection for Golegohar Iron Mine in Iran. For this purpose, capacity, feed size, product size, rock compressive strength, abrasion index and application of primary crusher for mobile plants have conceded as important criteria.
Key words: broken up ratio; spindale design; high-capacity
目 錄
第一章 前言 1
1.1破碎機(jī)背景及發(fā)展前景 1
第二章總體方案設(shè)計 3
2.1 破碎機(jī)箱體設(shè)計 3
2.2 破碎機(jī)進(jìn)料口設(shè)計 4
2.3 錘體設(shè)計 5
2.4 破碎機(jī)進(jìn)料口蓋板設(shè)計 5
第三章破碎機(jī)機(jī)體蓋設(shè)計 6
第四章電機(jī)選擇 9
第五章帶傳動設(shè)計 9
第六章主軸設(shè)計 15
第七章軸承選擇 17
7.1 軸承選擇 17
7.2 軸承壽命計算 17
第八章鍵的強(qiáng)度校核 19
8.1 鍵的選擇 19
8.2 鍵連接的強(qiáng)度校核 19
第九章機(jī)體底座設(shè)計和機(jī)架選擇 20
總結(jié) 21
謝辭 22
參考文獻(xiàn) 23
外文資料翻譯 24
沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第一章 前言
第一章 前 言
1.1破碎機(jī)背景及發(fā)展前景
破碎機(jī)是冶金、礦山、陶瓷、水泥、建筑和筑路等工業(yè)部門廣泛應(yīng)用的重要設(shè)備。 新中國成立前， 我國幾乎不能生產(chǎn)任何類型的破碎機(jī)設(shè)備，新中國成立后，才有了破碎機(jī)設(shè)備制造工業(yè)，并從模仿經(jīng)典的、國外的破碎機(jī)開始，逐步發(fā)展到自行設(shè)計、制造各種破碎機(jī)設(shè)備，到20世紀(jì)60年代逐漸形成系列產(chǎn)品。
隨著我國建設(shè)的迅速發(fā)展，破碎機(jī)用量、產(chǎn)量逐年增加，國內(nèi)破碎機(jī)行業(yè)興旺發(fā)達(dá)。近些年，國外各種先進(jìn)的破碎機(jī)我國幾乎都有引進(jìn)，對國內(nèi)破碎機(jī)械行業(yè)造成很大的沖擊，根本原因在于國產(chǎn)破碎機(jī)在設(shè)備結(jié)構(gòu)、品種規(guī)格和技術(shù)性能等方面與國外相比仍存在不同程度的差距。另一方面，隨著貧礦增多、工業(yè)利用積聚起來的再生材料占有比率不斷增大，加之能源短缺的尷尬現(xiàn)狀，研制“多碎少磨、節(jié)能降耗”的高效破碎設(shè)備和改進(jìn)現(xiàn)有碎磨機(jī)械，對于達(dá)到優(yōu)質(zhì)、低成本、低能耗具有極為重要的意義。
從整體情況來看，我國的小型破碎機(jī)還沒有形成出口規(guī)模，一般都是些國內(nèi)的私家作業(yè)。首先從結(jié)構(gòu)看，小型破碎機(jī)一般是結(jié)構(gòu)較為簡單、性能也較為安全可靠。如一般機(jī)械生產(chǎn)的SMS系列液壓圓錐破碎機(jī)，體現(xiàn)的就是這種簡單可靠的設(shè)計理念。其次從價格上看，小型破碎機(jī)價格比較便宜。相對大型破碎機(jī)而言，小型破碎機(jī)的價格區(qū)間幅動比較大，一般都是集中在7萬到60萬之間。這個價格讓更多的客戶有了足夠的選擇空間，很多民營作業(yè)者都會選擇小型破碎機(jī)設(shè)備，這也就是說小型破碎機(jī)所針對的用戶群更加的廣泛。
雖然小型高效破碎機(jī)的市場發(fā)展趨勢良好，但是隨著我國對能源的倡導(dǎo)，提高破碎機(jī)的破碎效率也是小型機(jī)器未來的研發(fā)方向。所以在2013年下半年一帆機(jī)械就推出了其具有高破碎效率的現(xiàn)代化綠色小型破碎設(shè)備。對于作業(yè)都來說，小型機(jī)器的操作所要求的條件也不是很多，從如今我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展的趨勢看，工業(yè)化、信息化的發(fā)展正朝著農(nóng)村滲透，而中國西北、西南等相對欠發(fā)達(dá)地區(qū)以及國內(nèi)三、四級城市對破碎機(jī)設(shè)備的需求也在不斷上升。小型破碎機(jī)的投資收益也不會相對太差，所以有很多國內(nèi)用戶熱衷于投資小型的機(jī)械設(shè)備。
隨著目前中國礦山、工程機(jī)械市場擴(kuò)大，購買群體日益趨于成熟。根據(jù)分析，未來購買小型機(jī)械的群體主要有三：一是工程建設(shè)單位。他們購買設(shè)備是為滿足公司內(nèi)部經(jīng)常性使用。二是租賃公司。施工用戶并不需要購買、維護(hù)、擁有相關(guān)設(shè)備，而只需要在需要使用的日期內(nèi)以租借的形式來獲取所需設(shè)備的使用權(quán)限。三是個體工程承包商，購買設(shè)備主要為了承接工程。這類客戶則占據(jù)了小型破碎機(jī)購買者中的很大一部分，而且將來具有轉(zhuǎn)變?yōu)樽赓U商和工程承包商的潛質(zhì)。隨著小型輕便型機(jī)械設(shè)備的日漸普及，客戶在使用這些設(shè)備時也積累了越來越多的使用經(jīng)驗，從而購買時考慮的因素也更為全面。
因此，性價比高、經(jīng)濟(jì)實(shí)用的產(chǎn)品更受市場青睞?？蛻魧λ徺I的產(chǎn)品在質(zhì)量上的期待越來越高的同時，對于在購買后對于產(chǎn)品的后期服務(wù)質(zhì)量也提出了愈來愈高的要求。
伴隨我國基礎(chǔ)化設(shè)施建設(shè)的不斷完善，國內(nèi)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)模式正逐漸由粗放型向集約型轉(zhuǎn)變，因此，很多種類的小型、輕型機(jī)械，比如小型破碎機(jī)正逐漸發(fā)揮出他們在未來建設(shè)中的優(yōu)勢和作用。再加上中國正在逐步穩(wěn)健的深化新農(nóng)村建設(shè)，小、輕型機(jī)械設(shè)備在農(nóng)村，小城鎮(zhèn)的建設(shè)中的應(yīng)用將會越來越廣泛。同時，隨著我國正在逐步提速環(huán)境保護(hù)和生態(tài)文明的建設(shè)，園林、園藝、農(nóng)林、農(nóng)田、綠化、生態(tài)化建設(shè)中的工作量也有了明顯的增加，因此，小型破碎機(jī)將成為未來發(fā)展的一個趨勢，也將得到更為廣闊的發(fā)展。
然而，雖然目前而言，國內(nèi)小型機(jī)械產(chǎn)品行業(yè)被認(rèn)為形勢一片大好。但進(jìn)入近些年以來，由于鐵路以及相關(guān)設(shè)施建設(shè)速度明顯放緩、商品房購買限制因素增多，因此導(dǎo)致工程機(jī)械行業(yè)進(jìn)入了相對緩慢的發(fā)展階段，工程施工量也隨之大幅減少。再加上二手產(chǎn)品搶占市場空間，一部分機(jī)械產(chǎn)品因施工量減少和被二手機(jī)械代替已經(jīng)在短期內(nèi)達(dá)到市場飽和。但是，國家大力鼓勵城鄉(xiāng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和水利建設(shè)，小型破碎機(jī)、移動破碎站等設(shè)備挽救了很多企業(yè)。放眼整個機(jī)械行業(yè)，小型高效設(shè)備的優(yōu)勢顯而易見，逐漸成為企業(yè)和用戶眼中的寵兒，發(fā)揮著它們不可替代的作用。
30
沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第二章 總體方案的設(shè)計
第二章 總體方案設(shè)計
考慮到課題中對于破碎機(jī)高效小型的要求，總體方案選定為臥式錘式破碎機(jī)。首先，選擇臥式破碎機(jī)更有利于對物料的細(xì)碎。其次，采用錘式破碎的特點(diǎn)是：單位產(chǎn)品所需的能耗較低；結(jié)構(gòu)簡單、可靠，容易制造；設(shè)備質(zhì)量輕便，使用性能高，移動便捷；操作、維護(hù)都十分簡便。破碎機(jī)一般是因為中型和小型的偏心軸負(fù)荷，破碎比可達(dá)到10，機(jī)器生產(chǎn)是高，產(chǎn)品粒度細(xì)，低功率消費(fèi)。上述特點(diǎn)也使錘式破碎生產(chǎn)能力高，得到的產(chǎn)品相對均勻。而9月1995張家口建筑水泥在PLR - 1580型預(yù)研磨機(jī)，產(chǎn)品的粒度小于10毫米，使軋機(jī)生產(chǎn)能力提高30％，單位電耗降低了20％以上，但是軸太長而有兩個偏心，太多的不利因素，在設(shè)計過程中比較麻煩。錘式破碎機(jī)主要是由沖擊能來完成破碎物料作業(yè)的。錘式破碎機(jī)在工作時，電機(jī)帶動帶輪作高速旋轉(zhuǎn)，隨即帶傳動帶動主軸做高速旋轉(zhuǎn)。物料均勻的進(jìn)入破碎機(jī)腔體中，高速回轉(zhuǎn)的錘頭沖擊、剪切、撕裂物料致物料被破碎。大于過濾縫尺寸的物料將阻留在過濾網(wǎng)上繼續(xù)受到錘頭的打擊和研磨，直到破碎至所需出料尺寸，最后通過過濾網(wǎng)排出機(jī)外。
2.1破碎機(jī)箱體設(shè)計
考慮到小型高效破碎機(jī)的工作原理、高效性、便捷性以及對破碎機(jī)工作環(huán)境的考察，破碎機(jī)體設(shè)計為由板件焊接而成。板厚為5cm，材料選為Q235A。機(jī)體形狀及結(jié)構(gòu)如圖2-1所示：
圖1 進(jìn)料口
2.2 破碎機(jī)進(jìn)料口設(shè)計
進(jìn)料斗安裝于機(jī)體之上，用于引導(dǎo)物料進(jìn)入破碎腔。如前所述與機(jī)體配合的安裝部位之尺寸與機(jī)體設(shè)計的開口尺寸設(shè)計相同。為避免垂直進(jìn)入進(jìn)料口的尺寸較大的物料直接沖擊破碎機(jī)構(gòu)，造成對主軸以及錘體不必要的損傷。故將進(jìn)料斗設(shè)計成具有一定的傾斜角度，以引導(dǎo)物料在滑向破碎腔內(nèi)時有一個緩沖過程。其角度不致使物料在進(jìn)料斗有所停頓，角度大約為 10° 30°為宜，設(shè)計取傾角為 15°。如圖2-2所示：
圖2-2 進(jìn)料口
2.3 錘體設(shè)計
錘頭是破碎機(jī)上最為重要的耐磨件，磨損方式主要為撞擊。一般破碎機(jī)工作環(huán)境十分惡劣，在高速旋轉(zhuǎn)的過程中與投入破碎機(jī)腔體內(nèi)的物料進(jìn)行撞擊，摩擦，正應(yīng)因為這種特殊的工作環(huán)境導(dǎo)致錘頭損耗極為嚴(yán)重。
現(xiàn)如今，破碎機(jī)錘頭材料一般采用的是高錳鋼，常用的有Mn13，這種材料在破碎機(jī)械中應(yīng)用非常廣泛。從高錳鋼加工硬化后的顯微組織的角度來看，最外層的硬化組織在結(jié)構(gòu)上發(fā)生了很大的變化，晶粒受力變?yōu)楸馄綘?，與受力方向垂直或接近于垂直的方向上滑移線的數(shù)量最多。而且，不同的晶粒在受力過程中會具有不同的滑移方向。由表及里，隨著內(nèi)部結(jié)構(gòu)變形程度的降低，晶粒的變形程度也隨之減小，滑移線相應(yīng)也減少。對高錳鋼加工硬化組織進(jìn)行觀察可知，高錳鋼在受到壓力、沖擊、拉伸等應(yīng)力作用時，均會產(chǎn)生形變硬化現(xiàn)象，其顯微組織在受力時的特點(diǎn)是出現(xiàn)許多的滑移帶，在出現(xiàn)滑移帶后甚至?xí)霈F(xiàn)滑移帶彎曲或滑移臺階。就錘體的形狀而言，考慮到破碎機(jī)箱體的尺寸，以及為了保證受力平衡、與花鍵軸的配合等因素，設(shè)計為如圖2-3所示形狀：
圖2-3 錘體
2.4 破碎機(jī)進(jìn)料口蓋板設(shè)計
在破碎機(jī)工作，即機(jī)體內(nèi)部回轉(zhuǎn)裝置高速回轉(zhuǎn)時，進(jìn)入腔體內(nèi)的物料會高速運(yùn)動，而這就有可能對施工人員造成傷害，所以在進(jìn)料口下端設(shè)計一塊擋板，用連接栓與機(jī)體連接，旋轉(zhuǎn)蓋板擋住出料口，以防物料飛濺傷人。擋板厚5cm，尺寸與出料口下端相符合。材料選用Q235A。具體形狀如圖2-4所示：
圖2-4 進(jìn)料口蓋板
破碎力在腔內(nèi)的分布情況及其合力作用點(diǎn)位置、大小，是機(jī)構(gòu)設(shè)計和零部件強(qiáng)度設(shè)計的重要依據(jù)。由于破碎力分布以及其合力大小，作用點(diǎn)位置具有隨機(jī)性，用理論分析的方法將會產(chǎn)生較大的誤差。故通過大量實(shí)測數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，再通過理論推導(dǎo)，建立實(shí)驗分析計算式是一種較好的方法，能夠近似反映出破碎力的變化規(guī)律并有較大的計算準(zhǔn)確度，因而具有較大的應(yīng)用價值。
沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第三章 破碎機(jī)機(jī)體蓋設(shè)計
第三章 破碎機(jī)機(jī)體蓋設(shè)計
機(jī)體蓋安裝于機(jī)體之上，防止破碎物料飛濺造成傷害。為了方便在破碎機(jī)使用過程中及時的調(diào)整和觀察內(nèi)部回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，機(jī)體蓋上焊有把手，并用焊耳和連接栓與機(jī)體連接在一起，方便打開，這里機(jī)蓋設(shè)計為半圓形蓋，壁厚5cm，尺寸與機(jī)體殼相配，以提高防護(hù)、防塵效果。具體結(jié)構(gòu)如圖2-5所示：
圖2-5 機(jī)體蓋板
3.1 破碎目的和方法
3.1.1 破碎的目的
小型石材粉碎篩選，可用于礫石不同粒度之后。
(1) 分離出有用礦物的礦石
并有單獨(dú)的金屬礦床及多金屬礦，原礦大多走低礦石。后原礦破碎，可以使有用金屬和礦石的脈石和有害雜質(zhì)的分離，由于原料的處理中，除去雜質(zhì)并得到高品位精礦。
(2) 提供原料磨
粒度的研磨過程中不超過1?5毫米原料，還有一個破碎產(chǎn)物。例如，在焦化廠，燒結(jié)廠，壓塊植物，粉末冶金，水泥等部門，由破碎過程原料提供，通過磨削該產(chǎn)品滿足粒徑和粉末狀態(tài)的要求。
3.2 破碎方法
當(dāng)外力如擠壓，沖擊，摩擦材料上的機(jī)械力，克服了材料本身的凝聚力，從大至小的材料，這是破碎的材料。
破法的材料主要有以下幾種：
(1) 粉碎
由壓縮應(yīng)力在兩個破碎表面之間的壓力后在礦石的礦石達(dá)到其抗壓強(qiáng)度極限和被打破。
(2) 分
礦石由兩個楔形物體的力是破碎。這種方法對于礦石破碎了最有利的。
(3) 破
具有兩個工作表面具有多個角擠壓礦，礦像兩個支點(diǎn)或多個保護(hù)束集中載荷，作為礦石的彎曲應(yīng)力彎曲強(qiáng)度極限礦石被打破了。
(4) 磨削
礦石在一定的壓力和剪切應(yīng)力面之間的運(yùn)動，礦石中的剪切應(yīng)力達(dá)到其抗剪強(qiáng)度極限，礦石破碎。
(5) 沖擊式破碎
經(jīng)受高速旋轉(zhuǎn)部件的沖擊和破碎礦石由于破碎力是瞬時力。因此，粉磨效率高，能源消耗大，但錘頭磨損嚴(yán)重。
沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第四章 電機(jī)選擇
第四章 電機(jī)選擇
因為交流電動機(jī)負(fù)載轉(zhuǎn)矩在允許限度內(nèi)變化時，其轉(zhuǎn)速保持恒定，功率因數(shù)可調(diào)節(jié)。價格昂貴，一般只在不需要調(diào)速的高壓，低速，大容量的機(jī)械中使用。因此使用交流電動機(jī)。繞線型電動機(jī)啟動轉(zhuǎn)矩大，啟動功率高，且可以進(jìn)行小范圍的非連續(xù)的變速調(diào)節(jié)，控制設(shè)備簡單，所以大量用于需要簡單調(diào)速，電容量小，啟動次數(shù)多的機(jī)械中。由于小型破碎機(jī)工作環(huán)境惡劣，并且體積不大，而且需要多次啟動，電機(jī)的選擇一般是由用途、主要性能以及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)來決定的。因選用的是破碎機(jī)的電機(jī)，該電機(jī)應(yīng)適用于灰塵多、土揚(yáng)水濺的場合。查閱了《機(jī)械手冊》[2]后選用了Y系列（IP44）封閉式三相異步電動機(jī)。
Y系列（IP44）封閉式三相異步電動機(jī)效率高，耗電少，性能好，噪音低，振動小，體積小，重量輕，運(yùn)行可靠，維修方便，為B級絕緣。結(jié)構(gòu)為全封閉、自扇冷式，能防止灰塵、鐵屑、雜物侵入電動機(jī)內(nèi)部。
考慮本次設(shè)計課題所給功率4KW，要求轉(zhuǎn)速1156r/min。選用Y112M-4型電機(jī)，功率5.2KW,轉(zhuǎn)速2890r/min,重量23KG。安裝尺寸見國標(biāo)規(guī)定。所以實(shí)際配用電機(jī)功率選。查找手冊選用了型號為Y112M-4的三相異步電動機(jī),各項技術(shù)數(shù)據(jù)如表1所示：
表1 各項技術(shù)數(shù)據(jù)
電動機(jī)
型號
額定功率KW
滿載轉(zhuǎn)數(shù) r/min
堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩
最大轉(zhuǎn)矩
Y112M-4
15
970
1.8
2.0
沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第五章 帶傳動設(shè)計
第五章 帶傳動設(shè)計
破碎機(jī)在工作時，所受載荷變化很大，有沖擊載荷和脈動循環(huán)；并且使其皮帶輪的飛輪的傳動較大。兩傳動軸間距離要求甚遠(yuǎn)。對傳動系數(shù)折磨損較大，所以在本設(shè)計中選用帶傳動方式。其優(yōu)點(diǎn)是：傳動帶具有彈性，能對破碎機(jī)工作是產(chǎn)生的沖擊進(jìn)行一定程度的吸收，使傳動平穩(wěn)，保護(hù)電機(jī)；皮帶可以在皮帶輪上打滑，具備一定的過載保護(hù)能力?？稍煊谥行木噍^大的傳動。帶傳動的結(jié)構(gòu)簡單、制造、安裝精度要求不高，使用維護(hù)方便，因此在本次設(shè)計中我依然采用的是帶傳動。
在傳動時，V帶的兩個側(cè)面和輪槽相接觸。槽面摩擦可以提供更大的摩擦力。另外，V帶傳動允許的傳動比大，結(jié)構(gòu)緊湊，大多數(shù)V帶已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化。上述特點(diǎn)也使V帶在機(jī)械行業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。因此選用V帶傳動。
⑴ 確定計算功率
計算功率是根據(jù)傳遞功率和帶的工作條件而確定的
有表8-8查的，破碎機(jī)取1.3。則：
⑵ 選擇V帶的類型
根據(jù)計算功率5.2kw和小帶輪轉(zhuǎn)速2890r/min,從表8-11中選用A型V帶
⑶ 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑并驗算帶速V
① 初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑
根據(jù)帶的類型，參考表8-7表8-9確定小帶輪基準(zhǔn)直徑，應(yīng)使。A型帶的最小基準(zhǔn)直徑為50mm。所以初選為75mm。
② 驗算帶速V
根據(jù)式8-13計算帶的速度。帶速考慮到中的對帶速的要求，以及考慮到實(shí)際的工作需求和實(shí)際的制造條件，則：
=11.3m/s
因此速度滿足要求。
③ 計算大帶輪的基準(zhǔn)直徑
由=i計算，并根據(jù)表8-9加以適當(dāng)圓整。傳動比大，則小帶輪包角將減小，帶傳動的承載能力將減小。因此，帶傳動的傳動比不宜過大，一般為i7,推薦值為i=2~5。在這里：
=2.5
因此，=177.5，根據(jù)表8-9圓整為180.
⑷ 確定中心距a，并選擇V帶的基準(zhǔn)長度
① 根據(jù)帶傳動的總體尺寸的限制條件或要求的中心距，結(jié)合式（8-20）初定中心距。帶傳動的中心距越大，則相應(yīng)帶的包角也越大，這樣將有利于減少帶傳動工作時單位時間內(nèi)帶輪會轉(zhuǎn)的循環(huán)次數(shù)，因此有利于提高帶傳動的工作壽命。但是如果中心距過大，在帶傳動工作時帶的波動將會明顯增加，這就會降低帶傳動在工作時的穩(wěn)定性，同時也將會增大帶傳動的整體設(shè)計尺寸。中心距小則有相反利弊。一般初選中心距為
式中，為初選的帶的中心距。跟據(jù)破碎機(jī)箱體的設(shè)計，以及實(shí)際的尺寸限制，
初選中心距=416mm。
② 計算相應(yīng)的帶長。
=1238.6mm
帶的基準(zhǔn)長度根據(jù)由表8-2選取為1330mm。
③ 計算中心距a及其變動范圍。
傳動的實(shí)際中心距近似為
考慮到帶輪在制造時的尺寸偏差，還有帶傳動在工作室的波動，以及各種所采用的張緊裝置對帶傳動整體結(jié)構(gòu)的影響，因此取包角的上下限為：
⑸ 驗算小帶輪上的包角
通常小帶輪上的包角小于大帶輪上的包角，小帶輪上的臨界摩擦力小于大帶輪上的臨界摩擦力。因此，打滑通常發(fā)生在小帶輪上。為了提高帶傳動的工作能力，應(yīng)使，此處
故滿足。
⑹ 確定帶的根數(shù)z
式中：查表取=1，=0.34，=1.15，=0.98。則：
為了使各V帶受力均勻，帶數(shù)不宜過多，一般應(yīng)少于10跟，因此帶數(shù)取為3根。
⑺ 小帶輪設(shè)計
小帶輪材料選用HT150。而小帶輪（d為安裝帶輪的軸的直徑，mm），所以選用實(shí)心式。輪轂開有鍵槽，與電機(jī)軸相配合。采用軸端擋圈軸向固定。小帶輪的各個具體設(shè)計尺寸以及形狀如圖5-6所示：
圖5-6 大帶輪
⑻ 大帶輪設(shè)計
大帶輪材料選用HT150。由于大帶輪300，因此采用腹板式。輪轂開有鍵槽，與主軸相配合。與軸承之間加以軸肩，另一側(cè)加以軸端擋圈軸向固定。具體尺寸及結(jié)構(gòu)如圖5-7所示：
圖5-7 小帶輪
⑼ 保護(hù)殼設(shè)計
為了安全，以及為了保證帶傳動能正常工作，帶傳動應(yīng)置于保護(hù)殼之內(nèi)。保護(hù)殼設(shè)計尺寸根據(jù)帶傳動尺寸而定，殼厚5mm，殼體開有小孔，用螺栓及連接板與箱體相連。結(jié)構(gòu)如圖5-8所示：
圖5-8 保護(hù)殼
沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第六章 主軸設(shè)計
第六章 主軸設(shè)計
⑴ 軸尺寸確定
主軸是回轉(zhuǎn)裝置中至關(guān)重要的零件，軸上所裝的錘體上所受物料的破碎力、沖擊力等均是由主軸來承受的。在運(yùn)動中，當(dāng)所需破碎的物料被投入腔體內(nèi)進(jìn)行破碎、撞擊等多重作用時，被破碎成符合尺寸要求的小顆粒及粉狀料，物料在機(jī)體內(nèi)回旋，最后排出體外。主軸的材質(zhì)選用為45 鋼 ，主要受力部分設(shè)計為花鍵軸，六個錘體與七個花鍵套相間裝于軸上，相鄰錘體彼此呈。由文獻(xiàn)初步估算最小軸徑
式中： D-計算截面處軸的直徑，mm；
[]—許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，；
由此得軸的直徑
查表取=115，則。
考慮到鍵槽的結(jié)構(gòu)，所以相應(yīng)的應(yīng)該考慮到它對軸的強(qiáng)度的削弱影響。因為主軸直徑，且需要在軸上開一個鍵槽，故軸徑應(yīng)增大 10%-15%，即
為保證安全，取為24mm。
各段軸的據(jù)體結(jié)構(gòu)以及相應(yīng)的軸頸應(yīng)該以軸上所裝的零件、軸的各段的受力狀況、工作狀況來具體確定，主軸結(jié)構(gòu)如圖9所示：
圖9 主軸
⑵ 軸的校核
由于主軸即受彎矩又受扭矩，所以按轉(zhuǎn)軸校核方式進(jìn)行校核。轉(zhuǎn)軸安全系數(shù)按下式計算：
式中：查表得=275，=1.6， =2.2，=0.78，則：
故軸的強(qiáng)度符合要求。
沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第七章 軸承選擇
第七章 軸承選擇
7.1軸承選擇
選用深溝球軸承。
7.2軸承壽命計算
圖7-10 受力圖
由受力分析圖7-10知：
N
式中：
而：
式中：—軸向派生力。
由表13-5取e=0.44,因此，
式中：由表13-7取=2.4，由表13-5取X=1，Y=0。則:
式中:球軸承取3，由表[1]13-3取軸承預(yù)計計算壽命為25000h。則：
因此由選取C=4.7KW的61806-A型軸承。
由式13-5得
故所選軸承滿足要求。
沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第八章 鍵的強(qiáng)度校核
第八章 鍵的強(qiáng)度校核
8.1 鍵的選擇
選擇應(yīng)用廣泛的 A型普通平鍵作為大帶輪與主軸的連接。根據(jù)主軸軸徑，d=24mm，查表6-1，取。
8.2鍵連接的強(qiáng)度校核
按工作面上的壓力進(jìn)行條件性的強(qiáng)度校核計算，根據(jù)普通平鍵連接的強(qiáng)度條件為：
[]—鍵、軸、輪轂三者中最弱材料的許用擠壓應(yīng)力，。
而:
式中：
則: N
由表6-2查的，=60~90，則：
，故鍵連接校核滿足要求。
沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第九章 機(jī)體底座設(shè)計和機(jī)架選擇
第9章 機(jī)體底座設(shè)計和機(jī)架選擇
(1) 機(jī)體底座設(shè)計
機(jī)體的重量主要由底座承受，為了節(jié)省材料，以及考慮到底板上各零、部件的安裝和破碎機(jī)的移動性，還有破碎機(jī)的整體尺寸，地板設(shè)計為由板件焊接而成。具體尺寸結(jié)構(gòu)如下圖9-1所示:
圖9-1 機(jī)體底
(2) 機(jī)架選擇
破碎機(jī)機(jī)架是整個破碎機(jī)零部件的安裝基礎(chǔ)。他在工作中承受很大的沖擊載荷，就其質(zhì)量來說，占整機(jī)質(zhì)量的很大比例，而且加工制造的工作量也較大。機(jī)架的剛度和強(qiáng)度，對整機(jī)性能和主要零部件壽命均有很大的影響。因此，設(shè)計的時候要求：結(jié)構(gòu)簡單易制造，重量輕又要求有足夠的強(qiáng)度和剛度。
破碎機(jī)機(jī)架是整個破碎機(jī)零部件的安裝基礎(chǔ)。它在工作中承受很大的沖擊載荷，其重量占整機(jī)重量很大比例(對鑄造機(jī)架為50%左右，對焊接機(jī)架為30%左右），而且加工制造的工作量也比較大。機(jī)架的剛度和強(qiáng)度，對整機(jī)性能和主要零部件壽命均有很大的影響。因此，對破碎機(jī)機(jī)架的要求是：結(jié)構(gòu)簡單易制造，重量輕，且要求有足夠的剛度和強(qiáng)度。破碎機(jī)機(jī)架按結(jié)構(gòu)分，有整體機(jī)架和組合機(jī)架：按制造工藝，有鑄造機(jī)架和焊接機(jī)架。
沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 總結(jié)
總 結(jié)
破碎機(jī)是冶金、礦山、陶瓷、水泥、建筑和筑路等工業(yè)部門廣泛應(yīng)用的重要設(shè)備。 新中國成立前， 我國幾乎不能生產(chǎn)任何類型的破碎機(jī)設(shè)備，新中國成立后，方有了破碎機(jī)設(shè)備制造工業(yè)，并從模仿經(jīng)典的、國外的破碎機(jī)開始，逐步發(fā)展到自行設(shè)計、制造各種破碎機(jī)設(shè)備，到20世紀(jì)60年代逐漸形成系列產(chǎn)品。其次，眾所周知，我們機(jī)械行業(yè)是一個需要投入很多精力和心血才能鑄就輝煌的行業(yè)。馬上我們將會畢業(yè)，我個人認(rèn)為，畢業(yè)絕對不止是結(jié)束，而更意味著一個嶄新的際遇等待我們揚(yáng)帆起航。
本次所選的設(shè)計方案可以滿足題目要求的設(shè)計任務(wù)，而現(xiàn)有的技術(shù)也可以達(dá)到設(shè)計的要求。目前，國內(nèi)破碎機(jī)大多是通過對國外產(chǎn)品的引進(jìn)，并在此基礎(chǔ)上消化吸收改造。有關(guān)資料表明，國產(chǎn)破碎機(jī)更多是模仿而消化吸收，但不乏一些達(dá)到國際先進(jìn)水平的產(chǎn)品，雖然仍有一些國產(chǎn)破碎機(jī)在設(shè)計及材料等方面與國外先進(jìn)產(chǎn)品存在不同程度的差距，但是仍有可觀的前景。
沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 謝辭
謝辭
當(dāng)我一開始接觸到這個全新的課題，可以說大腦一片空白。隨后，我便對整個課題進(jìn)行了冷靜的分析。之后便在王志成老師的幫助下開始了資料的搜集和整理。這個過程之后則是方案的初步確定，方案確定的過程中老師給了我很大的指點(diǎn)。從整體到局部，甚至每個細(xì)節(jié)，王志成老師都為我答疑解惑，他淵博的知識，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度給我留下了深刻的印象。可以說，此次設(shè)計不光有我的努力，更是凝結(jié)了老師以及周圍同學(xué)的智慧和心血。很多次當(dāng)我遇到困難進(jìn)退維谷的時候，都是他們給了我無限的正能量，我的畢業(yè)設(shè)計才得以完滿完成，所以在這里，我要感謝王志成老師，還有幫助過我的同學(xué)！
我們的這次畢業(yè)設(shè)計，不僅從知識上給我們的四年大學(xué)生活做了一個梳理和總結(jié)，更加從我們的為人處世的態(tài)度上為我們進(jìn)行了一次歷練，通過這次畢業(yè)設(shè)計，我懂得了遇事要認(rèn)真對待，萬不可有僥幸心理，不管做什么事都要嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真，時刻銘記老師的諄諄教誨。在以后的人生道路上，每一句老師的殷切叮嚀都將是我們做人處事的準(zhǔn)則，每一個老師堅定地目光，都將是我們披荊斬棘的燈塔。
設(shè)計結(jié)束了，然而我對機(jī)械的愛才剛剛開始。在機(jī)械的道路上我一定會不斷學(xué)習(xí)，勇攀高峰，用自己勤勞的雙手推開屬于自己光輝明天的大門??！
沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 參考文獻(xiàn)
參考文獻(xiàn)
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沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 外文資料翻譯
外文資料翻譯
設(shè)計題目: PSJ100型高效小型破碎機(jī)設(shè)計
譯文題目: 應(yīng)用層次分析法選擇初級破碎機(jī)
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1. Introduction
The primary crusher selection is the key to the success of the mining, quarry or industrial mineral operation that involves the reduction in the size of rock, ore or material. The crushing equipment standard to the mineral industries has been gyratory, double toggle jaw, single toggle jaw, high speed roll, low speed sizer, impactor, hammer mill and feeder breaker. There were advantages and disadvantages for any crusher, so that the selection of suitable primary crusher is a multi-criteria decision making (MCDM) problem. Analytic hierarchy process is a well-known method for solving decision-making problems. In that method, pairwise comparisons are performed by the decision-maker (DM) and then the pairwise comparison matrix and the eigenvector are derived to specify the weights of each parameter in the problem. The weights guide the DM in choosing the superior alternative [1]. This method has been used for a variety of specific application in decision making problem such as equipment selection in open pit mining, selection of optimal reclamation method, rock mass rating, tailing dam site selection, underground mining method selection, selection of optimum mining method, Choosing shaft sinking method, Determining proper strategies for dimensional stone mines, equipment selection and selection of material handling equipment system [2-12]; however, its application in primary crusher selection has not been reported yet.In this paper, Analytical Hierarchy Process (AHP) was used for primary crusher selection for Golegohar Iron Mine in Iran. For this purpose, capacity, feed size, product size, rock compressive strength, abrasion index and application of primary crusher for mobile plants have conceded as important criteria.
2. Analytic Hierarchy Process (AHP)
The AHP is based on the innate human ability to make sound judgments about small problems. This method was first presented by Saaty [13]. It facilitates decision-making by organizing perceptions, feelings, judgments and memories into a framework that exhibits the forces that influence a decision. The AHP is normally implemented in conjunction with the use of expert choice and it has been applied in a variety of decisions and planning projects in nearly 20 countries Saaty in 1990. Briefly, the step-by-step procedure involved in using the AHP is as follows:
Step 1
In the first step the hierarchy is structured on different levels: from the top (i.e. the overall objective), through intermediate levels(the criteria and sub criteria on which subsequent levels depend),to the lowest level (i.e. the alternatives).
Step 2
Weigh the criteria, sub criteria and alternatives as a function of their importance in relation to the corresponding element on the higher level. For this purpose, the AHP uses simple pair wise comparisons to determine weights and ratings so that the analyst can concentrate on just two factors at a time. Verbal judgments are then translated into a score using discrete 9-point scales; let a represent an n _ n pair-wise comparison matrix.
The diagonal elements in the matrix A are self-compared of the alternatives, and thus aij = 1, where i = j, i, j = 1, 2,. . ., n. The values on the left and right sides of the matrix diagonal represent the strength of the relative importance degree of the ith element compared to the jth element. Let aij = 1/aji, where aij > 0, i – j.
3. Golegohar Iron Mine in Iran
The Golegohar Iron Mine is located about 55 km southwest of Sirjan in the province of Kerman, Iran, between 551150 E and 551240 E longitudes and 29130 N and 29170 N latitudes. This mine, with an altitude of 1750 m above the sea level, is situated at the center of a triangle comprising the cities of Kerman, Shiraz and Bandar Abbas. The Golegohar deposit forms in six separate anomalies at a confinement of about 10 km length and 4 km width. The total ore reserve of the mine is approximately 1135 million tons. This with metamorphic rocks of Paleozoic consists mostly of gneiss, mica schist, amphibolite, quartz schist, marble, dolomite and calcite types of rocks. Anomaly No.3 is the biggest anomaly at this mine. On the basis of exploration work, the total ore reserves of anomaly No.3 are calculated as 616 million tons, with an average grade of 54.3% Fe [18]. Table 1 shows physical and mechanical characteristics of ore deposit of third anomaly [19]. Also, the results of determination of the granular composition in the dump of the Golegohar Iron Mine for various blasting patterns are given in Table 2 [20].
應(yīng)用層次分析法選擇初級破碎機(jī)
1.介紹
初級破碎