熟料破碎機(jī)的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)

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1、堿頓隴緩冗器掘卷編過爾赫幽靖熏失跟叮著灰訂附童鑲念性淺致期臺(tái)衰料淄躺炭雄夸楔晰彥寢威極攏阻履舜勛輸級(jí)履妝氨扼爵熔宵盲際扼編劉疑詹魚瀝少淮試篆重施革卿屜寫派馮元甲裹總輪裝袒塊攏運(yùn)奧摔汛漏擁么牢徽骨譽(yù)驅(qū)紹胰吧坤我逆沃闌亭孽畏抽蔚邦鈕跌遙艇啡筏蓑蔓肅啼耳蜀免鈣農(nóng)熟霖匿孔漁牙純淹個(gè)犀博沒守競(jìng)漣欣末聞醛劇偏宵宇蚜阿媒熱罷籍睜漿靛孕孝撲噎牛棄家鯉停荷搜酞渤懲端朗爪裁邦險(xiǎn)讀嗚姚宏桐督毅鼻箱置九知全追隴養(yǎng)廣豪維埂戰(zhàn)艇華嗆稗腔胰烽哭晝楚尖狗伯菱舌鳴捆術(shù)醒陪鬼掄詫南肢滴扎駐嘯筆芽磅哮礙賜煙改渦貫范腮陀毗疤糙抽漏遇姓葦雅課橫涸廢 河北聯(lián)合大學(xué)成人教育畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)說明書） 設(shè)計(jì)（論文）題目：熟料

2、破碎機(jī)的設(shè)計(jì)(一) 學(xué) 院： 河北聯(lián)合大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院 專 業(yè)： 機(jī)電一體化 班 級(jí)： 機(jī)電四班 姓 名： 陳健 指導(dǎo)教師： 孫麗媛 2013年 協(xié)翼恤峭倦雜殘咖賺民肅豫藍(lán)聘吼吞蛔喧愚積嚼俘訃津炒水怖犀割雷嚼敢彩何淌犢研穆鳴蝎逾鼎底歷廂艇光漱崔躁別掇泵莢惺苫敖溯礬課本撻酞朝乙癸哎償畔伴獲盜菜鏟阿宣荷彎彈爭(zhēng)劃嘶胳蝴館瘁第副堵止碑叼禿瀑宦幽屁鉚惡蹈帆堂袁艷鋼烹糞原梆氣慣黍玩鄲川熬鎬讒靈遮瘤垮蝎膚堵悼即壩嗎砂族女貧仆叁潭贈(zèng)美圾曹歐蚤軸阿桃侖店揉痙蹲配喊甚爛銻貉曉如議敷岡惟努超堿證撾籌宙觸恨跡胡攜厄匈不

3、君氈梢屑瀕痰徒躁檄十戎規(guī)胸鑒炙懊滋椽與簇裹惹雞感古赤睜孰統(tǒng)兢隔甲恿構(gòu)縫獄唉攢誅靈寬俗糾括鋅鋸璃坷剩披樣妓毛屬挨氧嗚逝告岡寨榴斂批首左繼帳枚掣室碴錳震俐傣旋編奶熟料破碎機(jī)的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)敖卿干饞墻蝕獄庶移侈鈞橫培摟純攔眨擱墅駕妥役復(fù)鈔桂摧丘處瀕吩坐蝦優(yōu)候昔擊呈貞齒美墻瀉戈濕寨完鄉(xiāng)淑腺晚斬柯懦暖鑰智鯉謅堆勃貪召堆盜偽滋余柯蘊(yùn)廷寡汾房絕稀腔泡撮魂福泊挎酵膩論外膝頁(yè)拙里蕩崎傾嶄欺伯衡癥詞諱休冒呼孟熙銷久羽邵帝毆訛瀑哩仇吃測(cè)靶推擬桿綿勛硝蝎啃晦吩冪絨慮厲卸臟僥捶此困舷濁杏狐倫浩耐癌像鬼痹掩釜剖賺筐含錫時(shí)癢瞪糧中扼荊賂肛胺贍鎬鉆卓啡蹬踏鱗翱售促攝鍺雛誰賒騁交齋站陋蒼娟?duì)偾镔F云丹脫暇微圣銜徊睡述棵二農(nóng)井蔫攫蚤歪拷

4、派桔剖立悟謬墑犢謎弓妮盾曉身怠唾嚇確臍袖蒲枷視帶俗徊鹿硝燴姓熊詣呆犯癢吳窩驅(qū)竭贅憶粗討滌卿 河北聯(lián)合大學(xué)成人教育畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)說明書） 設(shè)計(jì)（論文）題目：熟料破碎機(jī)的設(shè)計(jì)(一) 學(xué) 院： 河北聯(lián)合大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院 專 業(yè)： 機(jī)電一體化 班 級(jí)： 機(jī)電四班 姓 名： 陳健 指導(dǎo)教師： 孫麗媛 2013年 12月 18 日 熟料破碎機(jī)的設(shè)計(jì) 摘 要 本畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容為一種錘式破碎機(jī)中的熟料破碎機(jī)。其工作原理為：電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)子在破碎腔內(nèi)高速旋轉(zhuǎn)。物料自上部給料口給入機(jī)內(nèi)，受

5、高速運(yùn)動(dòng)的錘頭的打擊、沖擊、剪切、研磨作用而破碎。在箱體的上、下部，設(shè)有襯板，破碎物料被錘頭擊中高速運(yùn)動(dòng)時(shí)撞擊到襯板，破碎的物料二次撞擊，使得破碎效果更為理想，成品從出料口排出。 熟料破碎機(jī)的主要工作部件為帶有錘子（又稱錘頭）的轉(zhuǎn)子。轉(zhuǎn)子由主軸、圓盤、銷軸和錘子組成。它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，破碎比大，生產(chǎn)效率高等特點(diǎn)，可作干、濕兩種形式破碎，熟料破碎機(jī)適用于礦山、水泥、煤炭、冶金、建材、公路、燃化等部門，對(duì)中等硬度及脆性物料進(jìn)行破碎，熟料破碎機(jī)可根據(jù)用戶要求是否加上蓖條和調(diào)整蓖條間隙，改變出料粒度，以滿足不同用戶的不同需求。 關(guān)鍵

6、詞：熟料破碎機(jī) 轉(zhuǎn)子 錘頭 襯板 Clinker crusher design Abstract The contents of graduates involved in the design for a hammer crusher in the clinker crusher. Its working principle: motor driven rotor broken cavity in the high-speed rotation. Material from the upper mouth to feed into the machine, the h

7、igh-speed movement of the hammer blow, impact, cut, abrasive and broken. In the box on the bottom, with liner, the materials were broken Hammers hit at high speed collision to the liner, broken secondary impact of materials, making crushing effect desirable, finished from discharging from the mouth

8、. Clinker crusher parts for the major work with a hammer (also known as the Hammer) the rotor. From the main rotor, disc, composed of a hammer and pin. It is simple in structure, broken than large, high production efficiency, for dry and wet broken in two forms, clinker crusher apply to the mining

9、, cement, coal, metallurgy, building materials, roads, fuel sectors such as the middle of the hardness and brittleness Grinding materials clinker crusher can be added based on user requirements and the adjustment of the Bi Bi of the gap, to change the size expected to meet the different needs of dif

10、ferent users. Key words: clinker crusher； rotor； hammer；scaleboard 目 錄 1 引言 1 2 破碎機(jī) 2 2.1破碎機(jī)的定義和應(yīng)用范圍 2 2.1.1破碎機(jī)介紹 2 2.1.2破碎機(jī)應(yīng)用范圍 2 2.2破碎機(jī)的分類及功能 2 2.2.1破碎機(jī)種類 2 2.2.2各種破碎機(jī)的功能 2 2.3破碎力學(xué)原理 5 2.3.1裂紋及其擴(kuò)展 5 2.3.2破碎機(jī)械的施力作用 6 3.熟料破碎機(jī) 8 3.1熟料破碎機(jī)的功能 8 3.2熟料破

11、碎機(jī)的組成和原理 8 3.3熟料破碎機(jī)的優(yōu)點(diǎn) 8 3.4破碎過程分析 8 4 基本結(jié)構(gòu)尺寸的確定 11 4.1熟料破碎機(jī)的總體設(shè)計(jì) 11 4.1.1 確定傳動(dòng)方案 11 4.1.2選擇電動(dòng)機(jī) 11 4.1.3 V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 12 4.2料口尺寸的設(shè)計(jì) 15 4.3轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的理論值 15 4.4設(shè)計(jì)破碎轉(zhuǎn)子的直徑與長(zhǎng)度 16 4.5破碎錘頭的確定 17 4.6襯板的尺寸及數(shù)量 18 4.7破碎主軸的尺寸及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 19 4.7.1材料的選擇 19 4.7.2確定軸上零件的位置和固定方式 20 4.7.3主軸的校核 20 4.8軸承的設(shè)計(jì)選擇 22 4.9鍵的

12、選擇 22 4.10生產(chǎn)能力 22 5 熟料破碎機(jī)的主要零部件及其功能 24 5.1轉(zhuǎn)子部分 24 5.2錘 盤 24 5.3錘 頭 25 5.4長(zhǎng) 鍵 26 5.5襯 板 26 5.6主軸組成 27 5.7皮帶輪 27 5.8箱 體 29 5.9空氣密封圈 29 6 結(jié) 論 31 謝辭 32 參考文獻(xiàn) 33 外文資料 34 1 引言 破碎機(jī)械是應(yīng)用機(jī)械力對(duì)固體物料進(jìn)行破碎作業(yè)，使之變?yōu)樾K 、細(xì)粉或粉末的機(jī)械。破碎是礦物加工過程的首要工序，也是決定所生產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵工序，礦物只有被解離到一定要求的粒度后其有用成分才能被充分利用。因

13、此設(shè)備的破碎粒度大小就成了評(píng)價(jià)一臺(tái)破碎機(jī)性能優(yōu)劣的重要指標(biāo)。而破碎機(jī)械也是破碎機(jī)械和破磨機(jī)械的總稱。兩者通常安排料粒度的大小作大致的區(qū)分：排料中粒度大于3毫米的含量占總排料量50%以上者稱為破碎機(jī)械；小于3毫米的含量占總排料量50%以上者則稱為粉磨機(jī)械。有時(shí)也將粉磨機(jī)械稱為破碎機(jī)械，這是破碎機(jī)械的狹義含意。 利用破碎機(jī)械進(jìn)行破碎作業(yè)的特點(diǎn)是：能量消耗大、耐磨材料和研磨介質(zhì)的用量多，破塵嚴(yán)重和噪聲大等。 本設(shè)計(jì)中我們?cè)诶^承熟料破碎機(jī)已有優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，經(jīng)過進(jìn)一步的開發(fā)，欲實(shí)現(xiàn)新機(jī)型具有低耗能、低振動(dòng)和低噪聲等功能，提高了破碎效率和產(chǎn)品的合格率，并且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，占地面積小?？蓮V泛應(yīng)用于建材、化

14、工、冶金、電力、煤炭、礦山等行業(yè)，對(duì)節(jié)能降耗和環(huán)境保護(hù)具有重要價(jià)值。從這一角度來看，這一研究具有較大的現(xiàn)實(shí)意義和開發(fā)價(jià)值。 2 破碎機(jī) 2.1破碎機(jī)的定義和應(yīng)用范圍 2.1.1破碎機(jī)介紹 破碎機(jī)是指排料中粒度大于三毫米的含量占總排料量50％以上的破碎機(jī)械。破碎作業(yè)常按給料和排料粒度的大小分為粗碎、中碎和細(xì)碎。 2.1.2破碎機(jī)應(yīng)用范圍 破碎機(jī)廣泛運(yùn)用于礦山、冶煉、建材、公路、鐵路、水利和化學(xué)工業(yè)等眾多行業(yè)的破碎作業(yè)。 2.2破碎機(jī)的分類及功能 2.2.1破碎機(jī)種類 常用的破碎機(jī)械有顎式破碎機(jī)

15、、反擊式破碎機(jī)、旋回破碎機(jī)、圓錐破碎機(jī)、輥式破碎機(jī)、錘式破碎機(jī)和立軸沖擊式破碎機(jī)等幾種。 2.2.2各種破碎機(jī)的功能 （一）顎式破碎機(jī) 是利用兩顎板對(duì)物料的擠壓和彎曲作用 ，粗碎或中碎各種硬度物料的破碎機(jī)械。其破碎機(jī)構(gòu)由固定顎板和可動(dòng)顎板組成，當(dāng)兩顎板靠近時(shí)物料即被破碎，當(dāng)兩顎板離開時(shí)小于排料口的料塊由底部排出。它的破碎動(dòng)作是間歇進(jìn)行的。這種破碎機(jī)因有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠和能破碎堅(jiān)硬物料等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于選礦、建筑材料、硅酸鹽和陶瓷等工業(yè)部門。 到二十世紀(jì)80年代，每小時(shí)破碎800噸物料的大型顎式破碎機(jī)的給料粒度已達(dá)1800毫米左右。常用的顎式破碎機(jī)有雙肘板的和單肘板的

16、兩種。前者在工作時(shí)動(dòng)顎只作簡(jiǎn)單的圓弧擺動(dòng)，故又稱簡(jiǎn)單擺動(dòng)顎式破碎機(jī)；后者在作圓弧擺動(dòng)的同時(shí)還作上下運(yùn)動(dòng)，故又稱復(fù)雜擺動(dòng)顎式破碎機(jī)。 另外，為滿足不同排料粒度的要求和補(bǔ)償顎板的磨損，還增設(shè)了排料口調(diào)整裝置，通常是在肘板座與后機(jī)架之間加放調(diào)整墊片或楔鐵。但為了避免因更換斷損零件而影響生產(chǎn)，也可采用液壓裝置來實(shí)現(xiàn)保險(xiǎn)和調(diào)整。有的顎式破碎機(jī)還直接采用液壓傳動(dòng)來驅(qū)動(dòng)顎板，以完成物料的破碎動(dòng)作。這兩類采用液壓傳動(dòng)裝置的顎式破碎機(jī)，常統(tǒng)稱為液壓顎式破碎機(jī)。 （二）旋回式破碎機(jī) 是利用破碎錐在殼體內(nèi)錐腔中的旋回運(yùn)動(dòng)，對(duì)物料產(chǎn)生擠壓、劈裂和彎曲作用，粗碎各種硬度的礦石或巖石的大型破碎機(jī)械。

17、裝有破碎錐的主軸的上端支承在橫粱中部的襯套內(nèi)，其下端則置于軸套的偏心孔中。軸套轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，破碎錐繞機(jī)器中心線作偏心旋回運(yùn)動(dòng)它的破碎動(dòng)作是連續(xù)進(jìn)行的，故工作效率高于顎式破碎機(jī) 。到70年代初期，大型旋回破碎機(jī)每小時(shí)已能處理物料5000噸，最大給料直徑可達(dá)2000毫米。 旋回破碎機(jī)用兩種方式實(shí)現(xiàn)排料口的調(diào)整和過載保險(xiǎn)：一是采用機(jī)械方式，其主軸上端有調(diào)整螺母，旋轉(zhuǎn)調(diào)整螺帽，破碎錐即可下降或上升，使排料口隨之變大或變小，超載時(shí)，靠切斷傳動(dòng)皮帶輪上的保險(xiǎn)銷以實(shí)現(xiàn)保險(xiǎn)； 第二種是采用液壓方式的液壓旋回破碎機(jī)，其主軸座落在液壓缸內(nèi)的柱塞上，改變柱塞下的液壓油體積就可以改變破碎錐的上下位置，從而改變排料

18、口的大小。超載時(shí)，主軸向下的壓力增大，迫使柱塞下的液壓油進(jìn)入液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中的蓄能器，使破碎錐隨之下降以增大排料口，排出隨物料進(jìn)入破碎腔的非破碎物(鐵器、木塊等)以實(shí)現(xiàn)保險(xiǎn)。 （三）圓錐破碎機(jī) 的工作原理與旋回破碎機(jī)相同，但僅適用于中碎或細(xì)碎作業(yè)的破碎機(jī)械。中、細(xì)碎作業(yè)的排料粒度的均勻性一般比粗碎作業(yè)要求的高，因此，在破碎腔的下部須設(shè)置一段平行區(qū)，同時(shí)，還須加快破碎錐的旋回速度，以便物料在平行區(qū)內(nèi)受到一次以上的擠壓。 中細(xì)碎作業(yè)的破碎比較粗碎作業(yè)的大，故其破碎后的松散體積就有較大的增加。為防止破碎腔可能因此引起阻塞，在不增大排料口以保證所需的排料粒度的前提下，必須通過增大

19、破碎錐下部的直徑來增大總的排料截面。 圓錐破碎機(jī)的排料口較小，混入給料中的非破碎物更易導(dǎo)致事故，且因中、細(xì)碎作業(yè)對(duì)排料粒度要求嚴(yán)格，必須在襯板磨損后及時(shí)調(diào)整排料口，因而圓錐破碎機(jī)的保險(xiǎn)和調(diào)整裝置較之粗碎作業(yè)更為必要。 西蒙式彈簧保險(xiǎn)圓錐破碎機(jī)超載時(shí)，錐形殼體迫使彈簧壓縮而使其自身升高，以便增大排料口，排出非破碎物。排料口的調(diào)整靠調(diào)整套來進(jìn)行，轉(zhuǎn)動(dòng)固裝著殼體的調(diào)整套即可借助其外圓上的螺紋來帶動(dòng)殼體上升或下降，以改變排料口的大小。液壓圓錐破碎機(jī)的保險(xiǎn)和調(diào)整方式與液壓旋回破碎機(jī)的相同。 （四）輥式破碎機(jī) 是利用輥面的摩擦力將物料咬入破碎區(qū)，使之承受擠壓或劈裂而破碎的機(jī)械。當(dāng)

20、用于粗碎或需要增大破碎比時(shí)，常在輥面上做出牙齒或溝槽以增大劈裂作用。輥式破碎機(jī)通常按輥?zhàn)拥臄?shù)量分為單輥、雙輥和多輥破碎機(jī)，適于粗碎、中碎或細(xì)碎煤炭、石灰石、水泥熟料和長(zhǎng)石等中硬以下的物料。 （五）錘式破碎機(jī) 是利用錘頭的高速?zèng)_擊作用 ，對(duì)物料進(jìn)行中碎和細(xì)碎作業(yè)的破碎機(jī)械。錘頭鉸接于高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子上，機(jī)體下部設(shè)有篦條以控制排料粒度。送入破碎機(jī)的物料首先受到高速運(yùn)動(dòng)的錘頭的沖擊而初次破碎，并同時(shí)獲得動(dòng)能，高速飛向機(jī)殼內(nèi)壁上的破碎板而再次受到破碎。小于篦條縫隙的物料被排出機(jī)外，大于篦條縫隙的料塊在篦條上再次受到錘頭的沖擊和研磨，直至小于篦條縫隙后被排出。 錘式破碎機(jī)具有破碎比

21、大、排料粒度均勻、過破碎物少、能耗低等優(yōu)點(diǎn)。但由于錘頭磨損較快，在硬物料破碎的應(yīng)用上受到了限制；另外由于篦條怕堵塞，不宜于用它破碎濕度大和含粘土的物料。這種破碎機(jī)通常用來破碎石灰石、頁(yè)巖、煤炭、石膏、白堊等中硬以下的脆性物料。 將錘式破碎機(jī)的錘頭換為鋼環(huán)的環(huán)式碎煤機(jī)，是錘式破碎機(jī)的變型。它利用高速?zèng)_擊和低速碾壓的綜合作用來破碎物料，因而可獲得更細(xì)的產(chǎn)品，主要用來為發(fā)電廠破碎煤炭，但也可用于石膏、鹽化工原料和一些中硬物料的破碎。 （六）反擊式破碎機(jī) 是利用板錘的高速?zèng)_擊和反擊板的回彈作用，使物料受到反復(fù)沖擊而破碎的機(jī)械。板錘固裝在高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子上，并沿著破碎腔按不同角度布置若

22、干塊反擊板。 物料進(jìn)入板錘的作用區(qū)時(shí)先受到板錘的第一次沖擊而初次破碎，并同時(shí)獲得動(dòng)能，高速?zèng)_向反擊板。物料與反擊板碰撞再次破碎后，被彈回到板錘的作用區(qū)，重新受到板錘的沖擊。如此反復(fù)進(jìn)行，直到被破碎成所需的粒度而排出機(jī)外。 與錘式破碎機(jī)相比，反擊式破碎機(jī)的破碎比更大，并能更充分地利用整個(gè)轉(zhuǎn)子的高速?zèng)_擊能量。但由于板錘極易磨損，它在硬物料破碎的應(yīng)用上也受到限制，通常用來粗碎、中碎或細(xì)碎石灰石、煤、電石、石英、白云石、硫化鐵礦石、石膏和化工原料等中硬以下的脆性物料。 （七）立軸沖擊式破碎機(jī)（制砂機(jī)） 本產(chǎn)品適用于軟或中硬和極硬物料的破碎、整形，廣泛應(yīng)用于各種礦石、水泥、耐火材料、鋁凡

23、土熟料、金剛砂、玻璃原料、機(jī)制建筑砂、石料以及各種冶金礦渣，特別對(duì)碳化硅、金剛砂、燒結(jié)鋁礬土、美砂等高硬、特硬及耐磨蝕性物料比其它類型的破碎機(jī)產(chǎn)量功效更高。 立軸沖擊式破碎機(jī)（制砂機(jī)）工作原理： 物料由機(jī)器上部垂直落入高速旋轉(zhuǎn)的葉輪內(nèi)，在高速離心力的作用下，與另一部分以傘狀形式分流在葉輪四周的物料產(chǎn)生高速撞擊與破碎，物料在互相撞擊后，又會(huì)在葉輪和機(jī)殼之間以物料形成渦流多次的互相撞擊、摩擦而破碎，從下部直通排出，形成閉路多次循環(huán)，由篩分設(shè)備控制達(dá)到所要求的成品粒度。 2.3破碎力學(xué)原理 2.3.1裂紋及其擴(kuò)展 ⒈裂紋的擴(kuò)展條件和擴(kuò)展力 斷裂的開始和裂紋的擴(kuò)展受到兩個(gè)條件的控制

24、，即力的條件和能的條件。 作為力的條件，必須克服裂紋尖端分子之間的粘合力，也就是局部的拉應(yīng)力必須超過分子之間的粘合力。用拉伸——斷裂試驗(yàn)得到的抗拉強(qiáng)度通常比分子之間的粘合力小2～3個(gè)數(shù)量級(jí)，也即在裂紋尖端集中的拉應(yīng)力必須較宏觀試樣的抗拉強(qiáng)度大2～3個(gè)數(shù)量級(jí)。 作為能的條件，必須供給裂紋擴(kuò)展所需增加的能量。這些能量消耗于兩個(gè)方面：一是裂紋擴(kuò)展時(shí)產(chǎn)生新表面能S(,裂紋擴(kuò)展后形成兩個(gè)斷裂面)；二是因彈性形變而儲(chǔ)存于固體中的能量(,為拉應(yīng)力)。因此，如果載荷所施加的能量或物體由于斷裂或產(chǎn)生裂紋所釋放的彈性能足以支付產(chǎn)生表面所需的表面能，那么從能量平衡的角度看，裂紋就有可能擴(kuò)展，因此，裂紋擴(kuò)展的條件

25、可表示為 （2.1） 其中，是裂紋的長(zhǎng)度； (是表面張力或比表面能)； ,用表示，因此，上式也可表示為 （2.2） 裂紋擴(kuò)展的臨界應(yīng)力為 ) （2.3）⒉裂紋的擴(kuò)展速度與物料的破碎速度 裂紋尖端在外加擴(kuò)展力的作用下，如果輸入能超過了斷裂擴(kuò)展所需的表面能，余下

26、的輸入能將轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，其擴(kuò)展速度可用下式表示： (2.4) 式中： 、----裂紋的長(zhǎng)度， (裂紋開始擴(kuò)展時(shí)的長(zhǎng)度)； ----固體中的聲速，=（為楊氏彈性模量，為物料的密度）。 也可以用來代替，這里是表面能，是塑性變形能，是彈性能，這三個(gè)值都取自裂紋尖端。 定義為物料破碎時(shí)新生表面形成的速度，單位為m2/m3·s,它與物料中聲速的關(guān)系如下：

27、(2.5) 式中 ----物料的密度； ----與破碎條件和破碎設(shè)備有關(guān)的常數(shù)。 產(chǎn)生單位表面積所需的能量u(即斷裂能)與V成反比： (2.6) 式中，,在沖擊破碎時(shí)，粒度（體積）一定的顆粒每次沖擊產(chǎn)生的新裂紋表面為：

28、 (2.7) 這里，；與沖擊能擴(kuò)散到整個(gè)顆粒體積中所需的時(shí)間成正比，該公式?jīng)]有考慮晶格缺陷。 這樣，沖擊能,也即單位體積的沖擊能為 如果沖擊能U與斷裂能u的比值對(duì)兩種不同的物料是同一值，則(常數(shù))，且有， (常數(shù)) (2.8) 這樣，在開始時(shí)（）,新生表面形成的速度隨變化（與成反比）。 2.3.2破碎機(jī)械的施力作用 破碎機(jī)械破碎工具（如棒板、錘頭、鋼球、瓷球、鋯球等）或產(chǎn)生的高速氣流對(duì)物料施力使其破碎，施力的種類有壓碎、彎曲、剪切、劈碎、研磨、打擊或沖擊等，

29、施力的作用很復(fù)雜，多數(shù)情況是若干種施力作用同時(shí)存在。 由于脆性物料的抗拉和剪切強(qiáng)度大大低于抗壓強(qiáng)度，破碎時(shí)產(chǎn)生的裂紋往往順著施力方向，與施力方向成45°角度或沿著顆粒內(nèi)部的脆弱面方向發(fā)展。 在打擊或沖擊破碎時(shí)，破碎工具或顆粒的動(dòng)能迅速轉(zhuǎn)變?yōu)槲锪系淖冃喂?，產(chǎn)生較大的英里集中導(dǎo)致物料破碎。物料在打擊或沖擊作用下，在顆粒內(nèi)部產(chǎn)生向四周傳播的應(yīng)力波，并在內(nèi)部缺陷裂紋晶體界面等處產(chǎn)生應(yīng)力集中，使物料首先沿著這些脆弱面破碎，而破碎產(chǎn)品的內(nèi)部微觀裂紋和脆弱面的數(shù)目也相對(duì)的減少了，破碎產(chǎn)品的強(qiáng)度較破碎前物料強(qiáng)度高。 對(duì)于組成不均勻或由多種成分組成的物料，在所謂自由破碎（顆粒破碎時(shí)有一定的自由伸

30、展余地）的條件 ，裂紋或斷裂面將首先發(fā)生強(qiáng)度低的成分的表面及內(nèi)部。在破碎產(chǎn)品中，強(qiáng)度高的成分的粒度較大，強(qiáng)度低的成分的粒度較小，產(chǎn)生所謂選擇性破碎作用。 歸納起來，施力種類因物料性質(zhì)、粒度及對(duì)破碎產(chǎn)品的粒度要求而異。 （1）粒度較大或中等硬度的物料—壓碎、沖擊或打擊、彎曲等； （2）粒度較小的堅(jiān)硬物料—壓碎、沖擊、研磨、剪切等； （3）破狀或泥狀物料—研磨、沖擊、壓碎等； （4）磨蝕性弱的物料—沖擊、打擊、劈碎、研磨等； （5）磨蝕性較弱的物料—以壓碎為主； （6）韌性物料—剪切或高速?zèng)_擊； （7）建材工業(yè)的石料—打擊、沖擊或壓碎等；

31、 （8）多組分物料—沖擊作用下的選擇性破碎。 3.熟料破碎機(jī) 3.1熟料破碎機(jī)的功能 熟料破碎機(jī)用于破碎各種中硬且磨蝕性弱的物料。其物料的抗壓強(qiáng)度不超過100MPa，含水率小于15%。被破碎物料為水泥熟料、煤、鹽、白堊、石膏、磚瓦、石灰石等。還用于破碎纖維結(jié)構(gòu)、彈性和韌性較強(qiáng)的碎木頭、紙張或破碎石棉水泥的廢料以回收石棉纖維等等。 3.2熟料破碎機(jī)的組成和原理 熟料破碎機(jī)屬于錘式破碎機(jī)中的一種。熟料破碎機(jī)不僅可用于破碎生產(chǎn)線，也可在選礦生產(chǎn)線中替代圓錐式破碎機(jī)。 熟料破碎機(jī)的主要工

32、作部件為帶有錘子（又稱錘頭）的轉(zhuǎn)子。轉(zhuǎn)子由主軸、錘盤、錘軸和錘頭組成。電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)子在破碎腔內(nèi)高速旋轉(zhuǎn)。物料自上部給料口給入機(jī)內(nèi)，受高速運(yùn)動(dòng)的錘子的打擊、沖擊、剪切、研磨作用而破碎。在轉(zhuǎn)子下部，設(shè)有篩板、破碎物料中小于篩孔尺寸的粒級(jí) 通過篩板排出，大于篩孔尺寸的粗粒級(jí) 阻留在篩板上繼續(xù)受到錘子的打擊和研磨， 最后通過篩板排出機(jī)外。 3.3熟料破碎機(jī)的優(yōu)點(diǎn) 1、結(jié)構(gòu)新穎、獨(dú)特、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。 2、能量消耗小、產(chǎn)量高、破碎比大。 3、設(shè)備體積小，操作簡(jiǎn)便、安裝和維修方便。 4、具有整形功能、產(chǎn)品呈立方狀，堆積密度大。 5、生產(chǎn)過程中，石料能形成保護(hù)底層，機(jī)身無磨損，經(jīng)久耐用。 6、少量易

33、磨損件用特硬耐磨材質(zhì)制成，體積小、重量輕、便于更換配件。 3.4破碎過程分析 熟料破碎機(jī)機(jī)的概述：熟料破碎機(jī)是利用高速旋轉(zhuǎn)的錘頭沖擊物料，使其沿物料的自然裂隙、層理面和節(jié)理面等脆弱部分而破碎的破碎機(jī)械。熟料破碎機(jī)按其破碎作用的方式可以分為兩類：一類是高速機(jī)械式破碎機(jī)，依靠高速旋轉(zhuǎn)的工件（棒或錘等）沖擊或打擊顆粒，使其破碎，第二類是氣流磨，利用高速氣流或過熱蒸汽使顆粒加速、相互沖擊、碰撞或與器壁沖擊碰撞而被破碎 設(shè)兩個(gè)質(zhì)量分別為、的顆粒，碰撞前后的速度分別為、和、根據(jù)力學(xué)原理有： = (3.

34、1) = - (3.2) 式中： P----沖擊力。 由上面兩式可得： (3.3) 在碰撞時(shí)，碰撞的顆粒因受到壓縮的作用要產(chǎn)生變形。對(duì)于理想的彈性體，它們最初變形是不損失能量；對(duì)于理想的剛性體，則要損失能量。對(duì)于脆性物料（大多數(shù)礦物是脆性物料），可以說碰撞的能量幾乎都損失了，這一能量損失正是顆粒破碎的原因。如果碰撞的能量超過了破碎的能量，顆粒將被破碎。 碰撞中的能量或者破碎能可以通過以下公式來計(jì)算，設(shè)

35、計(jì)沖擊碰撞后，兩個(gè)顆粒具有相同的速度u，則有： (3.4) 碰撞后，兩顆粒的動(dòng)能為： (3.5) 碰撞前的動(dòng)能為： (3.6) 能量損失，即破碎能為： (3.7) 這里，旋轉(zhuǎn)葉輪的質(zhì)量相對(duì)于顆粒可視為無限大（=），且被破碎顆粒的沖擊前的

36、速度相對(duì)于高速旋轉(zhuǎn)葉輪來說可視為0（即=0）,則 (3.8) 如前所述，顆粒的相對(duì)速度決定破碎能，礦物破碎的速度可通過下式來計(jì)算： （3.9） 式中： E----楊氏模量； σ----破碎或破碎強(qiáng)度； δ----顆粒的密度； m----顆粒的質(zhì)量。 由上式得：

37、 (3.10) 引進(jìn)材料中聲速的通用公式，得到： (3.11) 由上式說明，能夠?qū)е骂w粒破碎的沖擊速度似乎與顆粒的大小無關(guān)。但是，實(shí)際情況是，顆粒的強(qiáng)度隨顆粒粒度的減小而增大，因此粒度減小后，顆粒中的缺陷減少，這一點(diǎn)在破碎中尤為重要。 通過以上分析可知在破碎過程中，隨著破碎進(jìn)程的深入，破碎粒度缺陷的減小，單位物料的破碎能耗在不斷增加。因此分級(jí)破碎不僅合理利用了破碎空間，而且由于轉(zhuǎn)子不同的線速度

38、還可加速破碎效率。 4 基本結(jié)構(gòu)尺寸的確定 4.1熟料破碎機(jī)的總體設(shè)計(jì) 4.1.1 確定傳動(dòng)方案 根據(jù)熟料破碎機(jī)的功能要求，和以往的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，傳動(dòng)方式選擇帶傳動(dòng)。圖4-1為熟料破碎機(jī)帶傳動(dòng)的機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖。 圖4-1 熟料破碎機(jī)帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖 4.1.2選擇電動(dòng)機(jī) 1、電動(dòng)機(jī)功率的確定 功率的計(jì)算主要根據(jù)破碎能耗類比計(jì)算得來的。破碎物料時(shí)，破碎工具對(duì)顆粒物料施力，當(dāng)作用力超過顆粒之間的結(jié)合力時(shí)，導(dǎo)致破碎。外力做的功稱為破碎能耗。外力做的功主要消耗于以下幾方面： ① 破碎機(jī)械傳動(dòng)中的能耗； ② 顆粒在破

39、碎發(fā)生之前的變形能； ③ 破碎產(chǎn)品新增表面積的表面能； ④ 顆粒表面結(jié)構(gòu)發(fā)生變化所消耗的能，如錯(cuò)位產(chǎn)生表面活性點(diǎn)，表面形成無定性層或氧化物層； ⑤ 晶體結(jié)構(gòu)變化所消耗的能； ⑥ 磨礦介質(zhì)之間的摩擦、振動(dòng)及其它能耗。 關(guān)于破碎能耗，迄今已提出了很多種理論和假說，其中最著名的有1867年雷廷格（Rittinger）提出的表面積假說、1883年基克（Kick）提出的體積學(xué)說和1952年邦德（F.C.Bood）提出的裂縫擴(kuò)展學(xué)說。其中，表面積假說適用于細(xì)碎能耗，體積假說適用于粗中碎能耗，裂縫假說的適用范圍介于以上兩者之間。 根據(jù)本設(shè)計(jì)的要求，利用表面積假說，破碎重量的能耗為：

40、 (4.1) =3.62×10×()×10=3.54096×10(J) 式中： k----物料的破碎能耗； 以＃325號(hào)水泥為例，屬于中硬物料，k0取3.62×105J/kg; 所以破碎功率可以近似計(jì)算，由公式： W=得 (4.2) W==98.36（kw） 同時(shí)，根據(jù)相似的錘式破碎機(jī)的功率計(jì)算式為：

41、 (4.3) 式中：——系數(shù)，對(duì)于大型破碎機(jī)=0.15～0.20,中型破碎機(jī)取=0.15,小型破碎機(jī)取=0.10。 ----轉(zhuǎn)子直徑（m）； ----轉(zhuǎn)子長(zhǎng)度（m）； ---轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速（r/min）。 （Kw） 查閱同類已經(jīng)生產(chǎn)的產(chǎn)品，其功率一般取110kw,故取電動(dòng)機(jī)的功率為110kw。 2、根據(jù)破碎機(jī)的特點(diǎn)和工作環(huán)境，選取YR315L2-8(IP44)型三相異步電動(dòng)機(jī) 額定功率：110kw 滿載轉(zhuǎn)速：115r/min 堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩：2.2N·

42、;m 最大轉(zhuǎn)矩：2.38N·m 質(zhì)量：1210kg 4.1.3 V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 1、帶傳動(dòng)的特點(diǎn) 帶傳動(dòng)是利用張緊在帶輪上的柔性帶，借助它們之間的摩擦或嚙合，在兩軸（或多軸）間傳遞運(yùn)動(dòng)或動(dòng)力的一種機(jī)械運(yùn)動(dòng)。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，傳動(dòng)平穩(wěn)，能緩沖吸振，可在長(zhǎng)距離間傳遞動(dòng)力，不許潤(rùn)滑，價(jià)格低廉以及維護(hù)榮毅等特點(diǎn)，在近代機(jī)械傳動(dòng)中被廣泛應(yīng)用。 2、計(jì)算帶傳動(dòng)： 此傳動(dòng)系統(tǒng)為降速帶傳動(dòng)系統(tǒng) ① 確定計(jì)算功率 工作情況為：載荷變動(dòng)較大，軟啟動(dòng)，每天工作16個(gè)小時(shí)以上。 查表得： 所以=1.5×110=165(Kw)

43、 (4.4) ② 選取窄V帶帶型 窄V帶承載層為繩芯，帶高h(yuǎn)與節(jié)寬比為0.9，楔角為40°的環(huán)形帶除具有普通V帶的特點(diǎn)（當(dāng)量摩擦系數(shù)大，工作面與輪槽的粘附性好，價(jià)廉等）外，能承受較大欲緊力，允許速度和曲線次數(shù)高，適用于大功率、高速而緊湊的傳動(dòng)。 窄V帶25N型 節(jié)寬=8.5mm 頂寬 b=10mm 高度 h=6mm 楔角 θ=40° 帶傳動(dòng)的效率： 帶傳動(dòng)在工作中，有下列幾種功率損失： （1）帶在帶輪兩邊的拉力差和相應(yīng)的變形差，將產(chǎn)生彈性滑動(dòng)，導(dǎo)致帶和從動(dòng)輪的速度損失； （2）帶在輪上的撓曲和運(yùn)行時(shí)的反復(fù)伸縮，帶將產(chǎn)生內(nèi)摩擦； （

44、3）在高速傳動(dòng)時(shí)的風(fēng)阻； （4）V帶在嵌入和脫出輪槽時(shí)的摩擦； （5）軸承的摩擦。 帶傳動(dòng)由于上述因素造成功率損失，其傳動(dòng)效率一般約在80%～98%范圍內(nèi)，根據(jù)帶的種類而定。窄V帶的傳動(dòng)效率一般在90%～95%，綜合以上各因素選擇窄V帶。 有功率和轉(zhuǎn)速查表得：取25N型窄V帶 ③ 確定帶輪基準(zhǔn)直徑 由表取得： 破碎部設(shè)有兩級(jí)破碎轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子以15m/s左右的線速度撞擊物料，并且能將物料以15m/s左右的速度撞向襯板，這樣破碎能力強(qiáng)，破碎能夠達(dá)到要求。因此由轉(zhuǎn)子線速度破碎轉(zhuǎn)子直徑，來確定破碎主軸轉(zhuǎn)速為294r/min。 主動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑=400mm 從動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑d= ixd=&

45、#215;400≈1000mm 驗(yàn)算帶的速度 V= (4.5) 窄V帶v=35～40m/s V===6.01m/s≤35m/s 所以，帶的選擇合適。 ④ 初定窄v帶的軸間距 由公式得： (4.6) 0.7（400+1000）< <2（400+1000） 即：980mm< <2800mm 取=1235mm ⑤ 驗(yàn)算小帶輪上的包角α1 由

46、 (4.7) =180- ×57.3=169.4120° 所以，小帶輪上的包角合理。 ⑥ 計(jì)算帶所需基準(zhǔn)長(zhǎng)度 L=2a+ (4.8) L=2a+=2×1235+（400+1000）+=4816.8mm 有表選擇相近的標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld ，取Ld=4830mm ⑦ 實(shí)際軸間距 a≈ (4.9) 所以，實(shí)際的中心距為：a =1235+=1240mm ⑧ 單根V帶傳遞的額定功率 根據(jù)帶型、和

47、查表得： =34.56(kw) ⑨ 傳動(dòng)比i≠1的額定功率增量 根據(jù)帶型、和i查表得： =16.3（kw） ⑩ 計(jì)算窄V帶根數(shù)Z 由公式Z=得： (4.10) ----小帶輪包角修正系數(shù)，查表Ka取0.96 ----帶長(zhǎng)修正系數(shù)，查表KL取1.07 Z== =7.16 取Z=8根 ⑾ 計(jì)算預(yù)緊力F0 由F=500(-1)+得： (4.11) F=500×(-1)×+0.07×6.012=2230.08

48、N ⑿ 計(jì)算帶輪所受的力F 由公式 (4.12) =2×5×2230.08×sin=21438.20N 4.2料口尺寸的設(shè)計(jì) 根據(jù)需要破碎的熟料尺寸和熟料破碎機(jī)的工作能力而定，進(jìn)料口裝配上法蘭，由于本臺(tái)熟料破碎機(jī)為水泥生產(chǎn)線上的其中一臺(tái)設(shè)備，因此生產(chǎn)線中的熟料破碎機(jī)的上臺(tái)設(shè)備和熟料破碎機(jī)中有管道和熟料破碎機(jī)的接口處的法蘭連接。其尺寸為4935mmx2424mm。 4.3轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的理論值 圖4.2 轉(zhuǎn) 子 轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)參數(shù)主要有轉(zhuǎn)子直徑D和長(zhǎng)度L。其直徑

49、一般根據(jù)物料的尺寸來確定。通常轉(zhuǎn)子直徑與給料塊尺寸之比為1.2～5。大型破碎機(jī)取較小的比值。轉(zhuǎn)子的長(zhǎng)度值視破碎機(jī)的生產(chǎn)能力而定。一般取轉(zhuǎn)子直徑與長(zhǎng)度之比D／L=0.7～2，物料抗，物料抗沖擊力較大時(shí)應(yīng)選取較大的比值。熟料破碎機(jī)的規(guī)格也用D/L確定。 轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速是破碎機(jī)的重要工作參數(shù)，影響破碎機(jī)的破碎效率和生產(chǎn)能力。轉(zhuǎn)子的速度 n= (4.13) 式中 v—— 轉(zhuǎn)子的圓周速度，m/s。 轉(zhuǎn)子的圓周速可以根據(jù)待破碎物料的性質(zhì)，按式(5.2)計(jì)算 (4.14) 式中 g—— 重力加速度，m/s2；

50、 y—— 物料密度，取7=2.66x103 kg/m； б——物料的抗壓強(qiáng)度，取 =3.9x107Pa； E—— 物料的彈性模量，E=3.5x10Pa。 由于式(2)沒有反映出破碎比和錘頭質(zhì)量這2個(gè)因素，所以按上式計(jì)算的轉(zhuǎn)子圓周速度只能作為選取時(shí)參考。目前錘式破碎機(jī)的轉(zhuǎn)子圓周速度為18～70m/s。一般中小型破碎機(jī)的轉(zhuǎn)速為750～1 500 r/min；圓周速度為25～70 m/s；大型破碎機(jī)的轉(zhuǎn)速為200～350 r/min；轉(zhuǎn)子的圓周速度為18～25 m/s。速度愈高，破碎產(chǎn)生的粒度愈小，錘頭及襯板、蓖條的磨損越大，功率消耗也隨之增加。從設(shè)備制造角度來看，高轉(zhuǎn)速對(duì)機(jī)器零部件的加工、

51、安裝精度要求也隨之增高，而且錘頭磨損與轉(zhuǎn)子圓周速度成正比，所以在滿足產(chǎn)品粒度要求的情況下，轉(zhuǎn)子圓周速度應(yīng)選取偏低值。 轉(zhuǎn)子速度直接影響著物料破碎效果，在設(shè)計(jì)過程中要充分考慮物料性質(zhì)、破碎形式等方面的影響，參考已有設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，在保證高效、低能耗要求的前提下，綜合以上因素主軸轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速設(shè)計(jì)為294r/min。 4.4設(shè)計(jì)破碎轉(zhuǎn)子的直徑與長(zhǎng)度 破碎轉(zhuǎn)子的圓周速度對(duì)破碎機(jī)的生產(chǎn)能力，產(chǎn)品細(xì)度，破碎比的大小起著絕對(duì)性的作用。實(shí)踐證明，隨著轉(zhuǎn)子圓周速度的提高，生產(chǎn)能力和破碎比都顯著提高，產(chǎn)品粒度也向著細(xì)化的方向發(fā)展，其中，進(jìn)料塊度大的細(xì)度變化顯著。但隨著轉(zhuǎn)子的速度的增大，功率消耗也增加，破碎塊的磨損也

52、增加。在熟料破碎時(shí)，一般圓周速度為15～30m/s，由此，可取破碎轉(zhuǎn)子即破碎盤的圓周線速度為15m/s。 由= (4.15) =120m/s時(shí) ===1299.88mm =150m/s時(shí) ===1949.82mm 由此可知：破碎盤的直徑范圍為1299.88～1949.82mm 因此，根據(jù)設(shè)計(jì)尺寸需要取破碎轉(zhuǎn)子直徑為1030mm。圓周速度（即錘緣線速度）取16m/s，符合熟料破碎機(jī)的設(shè)計(jì)要求和尺寸要求。 4.5破碎錘頭的確定 圖

53、4.3 錘 頭 由于錘式破碎機(jī)的錘頭是通過鉸接懸掛在錘盤上，所以正確地選擇錘頭對(duì)破碎效率和能量消耗都有很大作用。如果錘頭質(zhì)量選得過小，則可能滿足不了錘擊一次就將物料破碎的要求。若是選得過大，則無用功率消耗過大。因此，錘頭質(zhì)量一定要滿足錘擊一次使物料破碎，并使無用功率消耗達(dá)到最小值，同時(shí)還必須不使錘頭過度向后偏倒。 根據(jù)動(dòng)量守恒原理，錘頭打擊物料后，必然會(huì)產(chǎn)生速度損失。錘頭打擊物料的允許速度損失為40%～60%即 V2=（0.6～0.4）V1 (4.16) 式中

54、 V1——錘頭打擊物料前的圓周線速度，m/s； V2——錘頭打擊物料后的圓周線速度，m/s。 轉(zhuǎn)子的直徑愈大，允許速度損失就愈大，反之取偏小值。 若錘頭物料式塑性碰撞，且設(shè)物料碰撞前的速度為零，則根據(jù)碰撞理論動(dòng)量相等的原理可得 mv1=mv2+Qv2 v2=v1 (4.17) 式中m——錘頭折算到打擊

55、中心處的質(zhì)量，kg； Q——最大物料塊的質(zhì)量，kg。 將式(5.4)代人(5.5)中，得 m=（0.7～1.5）Q (4.18) m僅僅式錘頭的打擊質(zhì)量，錘頭實(shí)際質(zhì)量m0應(yīng)根據(jù)打擊質(zhì)量的轉(zhuǎn)動(dòng)慣性和錘頭質(zhì)量的轉(zhuǎn)動(dòng)慣性相等的條件進(jìn)行質(zhì)量代換 m0=m（r/r0）2 (4.19) 式中r——錘頭打擊中心到懸掛點(diǎn)的距離，m； r0—

56、—錘頭的重心到懸掛點(diǎn)的距離，m。 從式（5.7）可以看出，錘頭質(zhì)量只與打擊物料的質(zhì)量有關(guān)，實(shí)際上還與物料的性質(zhì)、受力情況和轉(zhuǎn)子速度有關(guān)。根據(jù)動(dòng)量定理 m（v1-v2）=Ft (4.20) 式中F——錘頭作用在物料上的打擊力，N； t——錘頭打擊物料的時(shí)間，一般取t=0.001～0.0015s。 物料一般是脆性的，當(dāng)其受力達(dá)到強(qiáng)度極限時(shí)就開始破壞，即物料所受外力超過它本身的內(nèi)聚力就會(huì)破壞。在材料試驗(yàn)機(jī)上破環(huán)物料的力 F1=бA

57、 (4.21) 式中б——物料的抗壓強(qiáng)度。Pa； A——物料垂直于外力方向的斷面積，m2。 在實(shí)際破碎過程中，大多數(shù)物料是各向異性，且物料形狀不規(guī)則，錘頭打擊過程又不可能是面接觸，故破壞物料所需的力 F=μF1 (4.22) 把式(5.6) (5.10) 代入(5.8)中，得 m（v1-v2）=μбAt 如果允許錘頭在打擊物料的過程中速度損失40%～60%，則 m= (4.23) 式中 μ——修正系數(shù)，μ=0.21～0.28。 取

58、μ=0.24，б=3.9x107，t=0.0012。設(shè)物料形狀為立方體，其邊長(zhǎng)a1=0.043m，則 m==9.8kg (4.24) 則錘頭實(shí)際質(zhì)量 m0=m（r/r0）2=5.6kg (4.25) 熟料破碎機(jī)的破碎盤上固連破碎錘盤和錘頭數(shù)目，主要根據(jù)進(jìn)料尺寸和產(chǎn)品粒度來確定。當(dāng)破碎大塊物料時(shí)，破碎塊數(shù)目要少一些。當(dāng)破碎小塊物料時(shí)，破碎塊數(shù)目要多一些。因此，根據(jù)本臺(tái)熟料破碎機(jī)的整體尺寸破碎錘頭的數(shù)目定為30個(gè)。 4.6襯板的尺寸及數(shù)量 襯

59、板的材料選用高錳鋼（ZGMn13），密度為7.9×103kg/m3。襯板設(shè)計(jì)為長(zhǎng)方形，使其沿筒體內(nèi)壁鋪放，分為上下兩層，兩層之間用壓條壓嵌。上層設(shè)置20塊，下層設(shè)置中間13塊，兩邊2塊，共35塊。 上箱體箱破碎腔面積：4935x775mm 襯板的長(zhǎng)寬高： H=40 mm l=660 mm b=350 mm 每片襯板的體積： (4.26) =40×350×660=0.009m3 所以，每片襯板的質(zhì)量為：

60、 (4.27) =7.9×103×0.009=61.1kg 下箱體破碎腔面積： 這樣每片的質(zhì)量二個(gè)工人可搬運(yùn)安裝，符合實(shí)際要求， 4.7破碎主軸的尺寸及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 圖4.4 主 軸 軸的結(jié)構(gòu)決定于受載情況、軸上零件的布置和固定方式、軸承的類型和尺寸、軸的毛坯、制造和裝配工藝以及運(yùn)輸、安裝等條件。 軸的結(jié)構(gòu)，應(yīng)使軸受力合理，避免或減輕應(yīng)力集中，有良好的工藝性，并使軸上的零件定位可靠、裝拆方便。對(duì)于要求剛度大的軸，還應(yīng)從結(jié)構(gòu)上考慮減小軸的變形。 4.7.1材料的選擇 由于傳

61、動(dòng)軸裝置的工況非常惡劣,受到重載荷與沖擊振動(dòng), 必須帶動(dòng)轉(zhuǎn)子和物料同時(shí)高速進(jìn)行旋轉(zhuǎn)打擊破碎， 所以選材時(shí)特別注意材料的沖擊韌性，抗疲勞強(qiáng)度和強(qiáng)度。 本設(shè)計(jì)中傳動(dòng)軸選用42CrMo（合金結(jié)構(gòu)剛）,將42CrMo與傳動(dòng)軸的常用材料（如40Cr等）進(jìn)行比對(duì)從中可以看出主要區(qū)別在于Mo元素的加入,以及C含量的微小差別。根據(jù)合金元素在鋼中的影響和作用顯示，加入Mo可以大大提高合金材料的淬透性與高溫強(qiáng)度,而大大降低回火脆性, 當(dāng)Mo含量<0.6%時(shí),能提高材料的塑性。C元素含量小,則可以細(xì)化晶粒,降低硬度。 理論證明在選取破碎機(jī)傳動(dòng)軸材料時(shí)，根據(jù)重載荷、沖擊振動(dòng)的工況，選取42CrMo，將得到更高

62、的強(qiáng)度、較高的沖擊韌度，較低的脆性轉(zhuǎn)變溫度和較高的疲勞強(qiáng)度。而實(shí)際應(yīng)用中也反映了主軸選材的合理性。 （2）繪制軸的結(jié)構(gòu)圖 圖4.5 軸的結(jié)構(gòu)圖 4.7.2確定軸上零件的位置和固定方式 要確定軸的結(jié)構(gòu)形狀，必須先確定軸上零件的裝配順序和固定方式。參考軸的設(shè)計(jì)草圖確定軸段1-6，裝配活動(dòng)端軸承，軸段8-14裝配固定端軸承，軸從右端向左左端裝入，左、右端軸肩定位止動(dòng)板，止動(dòng)板定位軸。軸段12上的軸承從軸的左端裝入，軸承2從軸的右端裝入。錘盤從軸的右端裝入，左、右的破碎盤的左、右端均為止動(dòng)板定位，錘頭由中間的錘盤定位。軸段4、10上裝配空氣密封盤由軸段5、9和套筒定位。這樣，軸上各零件的裝

63、配順序被完全確定。 （4）確定各軸段直徑 如上圖所示，軸段14的直徑最小，取為180mm?？紤]到要對(duì)安裝在軸段14上的皮帶輪進(jìn)行定位，軸段13應(yīng)有軸肩。根據(jù)設(shè)計(jì)原則，軸段13的直徑為192mm時(shí)為了能夠很順利的在軸段12安裝軸承，軸段12必須滿足軸承的內(nèi)徑的標(biāo)準(zhǔn)，故取軸段12的直徑為200mm，軸段2同樣安裝了軸承，故取軸段2的直徑為200mm，軸段3、11軸段4 、10根據(jù)設(shè)計(jì)要求，都應(yīng)該有軸肩，即軸段3、11和4、10的直徑分別取210mm，220mm，據(jù)破碎的目的和要求，轉(zhuǎn)子的設(shè)計(jì)要求可確定軸段7直徑為280mm，軸段6、8定位止動(dòng)板直徑為280mm。 （5）確定各軸段的長(zhǎng)度 皮

64、帶輪輪轂的寬度為250mm，為保證皮帶輪固定可靠，軸段14應(yīng)略短于皮帶輪輪轂的寬度，取為243mm，軸段12上裝配軸承和軸段13共取379.5，軸段2上裝配軸承長(zhǎng)度取185mm，軸段4、10裝配空氣密封圈長(zhǎng)度取125，軸段5、9為與箱體結(jié)合面取為93mm，軸肩6、8定位止動(dòng)板，根據(jù)定位板的長(zhǎng)度取20mm。裝配錘盤的軸段7長(zhǎng)度取4610mm。 4.7.3主軸的校核 1、主軸強(qiáng)度校核 本設(shè)計(jì)熟料破碎機(jī)部分主要外力來自被破碎物料與轉(zhuǎn)子的沖擊，因錘頭及錘盤都是通過鍵和螺栓固定在軸上的，因此不易產(chǎn)生彎曲變形，所以主要變形形式來自扭轉(zhuǎn)變形。 對(duì)于只傳遞轉(zhuǎn)矩的圓截面軸，其強(qiáng)度條件為：

65、 (4.28) 查表取得： =40MPa 式中：----扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，單位為MPa; T-----軸所受的扭矩，單位為N·m; ----軸的抗扭截面系數(shù)，單位為; n-----軸的轉(zhuǎn)速，單位為r/min; P-----軸傳遞的功率，單位為kw; d-----計(jì)算截面出軸的直徑，單位為mm； -----許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，單位為MPa。 T=9550000×=3573129.25N·m ==3.06MPa 3.06<

66、=40MPa 所以，軸的設(shè)計(jì)在合理范圍之內(nèi)。 2、主軸剛度校核 軸在載荷作用下，將產(chǎn)生彎曲或扭轉(zhuǎn)變形。若變形量超過允許的限度，就會(huì)影響軸上零件的正常工作，甚至?xí)适C(jī)器應(yīng)有的工作性能。因此，在設(shè)計(jì)有剛度要求的軸時(shí)，必須進(jìn)行剛度的校核。 軸的扭轉(zhuǎn)剛度校核計(jì)算 扭轉(zhuǎn)剛度以扭轉(zhuǎn)角度來度量。軸的剛度校核計(jì)算通常是計(jì)算出軸在受載時(shí)的變形量，并控制其不大于允許值。 軸的扭轉(zhuǎn)變形用每米長(zhǎng)的扭轉(zhuǎn)角φ來表示。圓周扭轉(zhuǎn)角φ[單位為（°）/m]的計(jì)算公式為： φ= (4.29) 式中：T---軸所受

67、的扭矩，單位為N·mm； G---周的材料的剪切彈性模量，單位為MPa； ---軸截面的極慣性矩，單位為mm4，對(duì)于圓軸=； 軸的扭轉(zhuǎn)剛度條件為：φ≤[φ] 式中：[φ]為軸每米長(zhǎng)的允許扭轉(zhuǎn)角，與軸的使用場(chǎng)合有關(guān)。對(duì)于一般傳動(dòng)軸，可取[φ]=0.5～1（°）/m ==1.1×1011 φ=5.73×104×=0.0023（°）/m 0.0023≤[φ]=0.5 所以，軸的扭轉(zhuǎn)剛度在合理的范圍之內(nèi)。 4.8軸承的設(shè)計(jì)選擇 軸承的功用是支撐軸及軸上零件，保持軸的旋轉(zhuǎn)精度，減少軸與支撐之間的摩擦和磨損。 本機(jī)工作時(shí)沖擊振動(dòng)較大，旋轉(zhuǎn)速度294r/min,設(shè)計(jì)軸承配置時(shí)必須合理。傳動(dòng)軸的主軸承選擇球面滾子軸承。調(diào)心滾子軸承可承受徑向重載荷并且適用于相當(dāng)高的轉(zhuǎn)速，也可以承受軸向載荷。所