新型可逆反擊式破碎機設計

新型可逆反擊式破碎機設計,新型,可逆,反擊,破碎,設計 畢業(yè)設計報告(論文) 報告(論文)題目：新型可逆反擊式破碎機設計 作者所在系部： 機電工程學院 作者所在專業(yè)： 機械設計制造及其自動化 摘 要 本文首先介紹反擊式破碎機的發(fā)展概況，應用和特點。結合目前市面出現(xiàn)的幾種破碎機的種類，介紹了它們的工作原理，分析他們的優(yōu)缺點，得出我所設計的可逆反擊式破碎機。文中重點闡述了可逆反擊式破碎機的工作原理、結構組成及設計和關鍵部件的選擇及其設計三部分內(nèi)容，其次還進行各主要零件強度的校核計算。其中,可逆反擊式破碎機由轉子，上蓋，底座，后架四大部分組成，上蓋既是破碎機的外殼，又是與內(nèi)部結構相輔相成的組成部分，上蓋內(nèi)部的襯板對于石料破碎的粒度和破碎機的工作效率起到至關重要的作用。上蓋的設計既要要求外形的美觀又要具有實用性，一臺機器外觀設計過于花俏會造成加工工藝復雜、制造成本上升，過于臃腫，會造成運輸困難的同時也增加了制造的成本。我在設計過程中著眼于功能性，節(jié)約材料，機身輕便，外形大方幾個方面，特別是制作材料的選取，選擇的材料要兼具經(jīng)濟性和耐用性。 關鍵詞：可逆反擊式破碎機 工作效率 轉子； I Abstract This paper first introduces the development of the impact crusher, application and characteristics. Combined with the current market Several types of crushers, introduced their working principle, analyzed their advantages and disadvantages, and obtained the reversible crusher I designed. This paper focuses on the working principle, structure and design of the reversible impact crusher and the selection of the key components and the design of the three parts, followed by the main parts of the strength of the check. Among them, the impact crusher by the rotor, the cover, the base, the back frame of the four major components, the cover is both crusher shell, but also with the internal structure of the complementary parts, the cover of the lining of the stone for the broken size And the efficiency of the crusher play a vital role. The design of the cover is to require both the appearance and the practicality. A machine design is too complicated to cause the processing process to be complicated. The cost of manufacturing is too bloated and can cause the transportation difficulties and increase the manufacturing cost. I focus on the design process in the functional, saving materials, body light, generous aspects of several aspects, especially the production of materials selection, the choice of materials to both economic and durability. ?Key?words:? Reversible impact crusher work efficiency Rotor II 目 錄 摘 要 I Abstract II 第1章 緒論 1 1.1 課題背景 1 1.2 破碎機的發(fā)展狀況 3 1.3 可逆反擊式破碎 4 1.4 各種破碎機的特點 4 1.5 反擊式破碎機發(fā)展方向 5 1.6 可逆反擊式破碎機的優(yōu)缺點 5 1.6.1 可逆反擊式破碎機的優(yōu)點 5 1.6.2 可逆反擊式破碎機的缺點 6 第2章 可逆反擊式破碎機的總體方案及結構設計 7 2.1 可逆反擊式破碎機的工作原理 7 2.2 可逆反擊式破碎機的結構和布置形式 9 2.2.1 可逆反擊式破碎機的結構 9 2.2.2 布置方式 9 2.3 破碎的目的和意義 10 2.3.1 破碎的目的 10 2.3.2 破碎的意義 10 第3章 可逆反擊式破碎機的設計計算 12 3.1 轉子轉速的計算 12 3.2 生產(chǎn)率的計算 12 3.3 主電動機的選擇及傳動比的分配 12 3.3.1 電動機的選擇 12 3.3.2 傳動比的分配 12 3.4 主軸的設計計算 13 3.4.1 主軸的設計 13 3.4.2主軸的較核 13 3.5 V帶傳動的設計計算 14 3.5.2 選定帶型 14 3.5.3 傳動比 15 3.5.4 小帶輪基準直徑 15 3.5.5 大帶輪基準直徑 15 3.5.6 帶速驗算 15 3.5.7 初定軸間距 15 3.5.8 所需帶的基準長度 15 3.5.9 實際軸間距 15 3.5.10 小帶輪包角 15 3.5.11 單根V帶的基本額定功率 16 3.5.12 時單根V帶型額定功率增量 16 3.5.13 V帶的根數(shù) 16 3.5.14 單根V帶的預緊力 16 3.5.15 作用在軸上的力 16 3.5.16 帶輪的結構和尺寸 17 3.6后反擊部的設計 17 第4章各主要零件強度的校核計算 19 4.1滾動軸承的校核及壽命計算 19 4.2 鍵聯(lián)接的設計與校核 19 4.2.1鍵的選型 19 4.2.2鍵的校核 19 致 謝 21 參考文獻 22 第1章 緒論 1.1 課題背景 機械工業(yè)是國民的裝備部，是為國民經(jīng)濟提供裝備和為人民生活提供耐用消費品的產(chǎn)業(yè)。不論是傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，還是新興產(chǎn)業(yè)，都離不開各種各樣的機械裝備，機械工業(yè)所提供裝備的性能、質量和成本，對國民經(jīng)濟各部門技術進步和經(jīng)濟效益有很大的和直接的影響。機械工業(yè)的規(guī)模和技術水平是衡量國家經(jīng)濟實力和科學技術水平的重要標志。因此，世界各國都把發(fā)展機械工業(yè)作為發(fā)展本國經(jīng)濟的戰(zhàn)略重點之一。 機械工程的服務領域廣闊而多面，凡是使用機械、工具，以至能源和材料生產(chǎn)的部門，都需要機械工程的服務。概括說來，現(xiàn)代機械工程有五大服務領域：研制和提供能量轉換機械、研制和提供用以生產(chǎn)各種產(chǎn)品的機械、研制和提供從事各種服務的機械、研制和提供家庭和個人生活中應用的機械、研制和提供各種機械武器。 ?不論服務于哪一領域，機械工程的工作內(nèi)容基本相同，主要有：建立和發(fā)展機械工程的工程理論基礎。例如，研究力和運動的工程力學和流體力學；研究金屬和非金屬材料的性能，及其應用的工程材料學；研究熱能的產(chǎn)生、傳導和轉換的熱力學；研究各類有獨立功能的機械元件的工作原理、結構、設計和計算的機械原理和機械零件學；研究金屬和非金屬的成形和切削加工的金屬工藝學和非金屬工藝學等等。 研究、設計和發(fā)展新的機械產(chǎn)品，不斷改進現(xiàn)有機械產(chǎn)品和生產(chǎn)新一代機械產(chǎn)品，以適應當前和將來的需要。機械產(chǎn)品的生產(chǎn)，包括：生產(chǎn)設施的規(guī)劃和實現(xiàn)；生產(chǎn)計劃的制訂和生產(chǎn)調度；編制和貫徹制造工藝；設計和制造工具、模具；確定勞動定額和材料定額；組織加工、裝配、試車和包裝發(fā)運；對產(chǎn)品質量進行有效的控制。機械制造企業(yè)的經(jīng)營和管理。機械一般是由許多各有獨特的成形、加工過程的精密零件組裝而成的復雜的制品。生產(chǎn)批量有單件和小批，也有中批、大批，直至大量生產(chǎn)。銷售對象遍及全部產(chǎn)業(yè)和個人、家庭。而且銷售量在社會經(jīng)濟狀況的影響下，可能出現(xiàn)很大的波動。因此，機械制造企業(yè)的管理和經(jīng)營特別復雜，企業(yè)的生產(chǎn)管理、規(guī)劃和經(jīng)營等的研究也多是肇始于機械工業(yè)。 機械產(chǎn)品的應用，這方面包括選擇、訂購、驗收、安裝、調整、操作、維護、修理和改造各產(chǎn)業(yè)所使用的機械和成套機械裝備，以保證機械產(chǎn)品在長期使用中的可靠性和經(jīng)濟性。研究機械產(chǎn)品在制造過程中，尤其是在使用中所產(chǎn)生的環(huán)境污染，和自然資源過度耗費方面的問題，及其處理措施。這是現(xiàn)代機械工程的一項特別重要的任務，而且其重要性與日俱增。機械的種類繁多，可以按幾個不同方面分為各種類別，如：按功能可分為動力機械、物料搬運機械、粉碎機械等；按服務的產(chǎn)業(yè)可分為農(nóng)業(yè)機械、礦山機械、紡織機械等；按工作原理可分為熱力機械、流體機械、仿生機械等。另外，機械在其研究、開發(fā)、設計、制造、運用等過程中都要經(jīng)過幾個工作性質不同的階段。按這些不同階段，機械工程又可劃分為互相銜接、互相配合的幾個分支系統(tǒng)，如機械科研、機械設計、機械制造、機械運用和維修等。 這些按不同方面分成的多種分支學科系統(tǒng)互相交叉，互相重疊，從而使機械工程可能分化成上百個分支學科。例如，按功能分的動力機械，它與按工作原理分的熱力機械、流體機械、透平機械、往復機械、蒸汽動力機械、核動力裝置、內(nèi)燃機、燃氣輪機，以及與按行業(yè)分的中心電站設備、工業(yè)動力裝置、鐵路機車、船舶輪機工程、汽車工程等都有復雜的交叉和重疊關系。船用汽輪機是動力機械，也是熱力機械、流體機械和透平機械，它屬于船舶動力裝置、蒸汽動力裝置，可能也屬于核動力裝置等等。 19世紀時，機械工程的知識總量還很有限，在歐洲的大學院校中它一般還與土木工程綜合為一個學科，被稱為民用工程，19世紀下半葉才逐漸成為一個獨立學科。進入20世紀，隨著機械工程技術的發(fā)展和知識總量的增長，機械工程開始分解，陸續(xù)出現(xiàn)了專業(yè)化的分支學科。這種分解的趨勢在20世紀中期，即在第二次世界大戰(zhàn)結束的前后期間達到了最高峰。 由于機械工程的知識總量已擴大到遠非個人所能全部掌握，一定的專業(yè)化是必不可少的。但是過度的專業(yè)化造成知識過分分割，視野狹窄，不能統(tǒng)觀和統(tǒng)籌稍大規(guī)模的工程的全貌和全局，并且縮小技術交流的范圍，阻礙新技術的出現(xiàn)和技術整體的進步，對外界條件變化的適應能力很差。封閉性專業(yè)的專家們掌握的知識過狹，考慮問題過專，在協(xié)同工作時配合協(xié)調困難，也不利于繼續(xù)自學提高。因此自20世紀中、后期開始，又出現(xiàn)了綜合的趨勢。人們更多地注意了基礎理論，拓寬專業(yè)領域，合并分化過細的專業(yè)。械工程以增加生產(chǎn)、提高勞動生產(chǎn)率、提高生產(chǎn)的經(jīng)濟性為目標來研制和發(fā)展新的機械產(chǎn)品。在未來的時代，新產(chǎn)品的研制將以降低資源消耗，發(fā)展?jié)崈舻脑偕茉?，治理、減輕以至消除環(huán)境污染作為超經(jīng)濟的目標任務。 機械可以完成人用雙手和雙目，以及雙足、雙耳直接完成和不能直接完成的工作，而且完成得更快、更好?，F(xiàn)代機械工程創(chuàng)造出越來越精巧和越來越復雜的機械和機械裝置，使過去的許多幻想成為現(xiàn)實。 人類現(xiàn)在已能上游天空和宇宙，下潛大洋深層，遠窺百億光年，近察細胞和分子。新興的電子計算機硬、軟件科學使人類開始有了加強，并部分代替人腦的科技手段，這就是人工智能。這一新的發(fā)展已經(jīng)顯示出巨大的影響，而在未來年代它還將不斷地創(chuàng)造出人們無法想象的奇跡。 人類智慧的增長并不減少雙手的作用，相反地卻要求手作更多、更精巧、更復雜的工作，從而更促進手的功能。手的實踐反過來又促進人腦的智慧。在人類的整個進化過程中，以及在每個人的成長過程中，腦與手是互相促進和平行進化的。 人工智能與機械工程之間的關系近似于腦與手之間的關系，其區(qū)別僅在于人工智能的硬件還需要利用機械制造出來。過去，各種機械離不開人的操作和控制，其反應速度和操作精度受到進化很慢的人腦和神經(jīng)系統(tǒng)的限制，人工智能將會消除了這個限制。計算機科學與機械工程之間的互相促進，平行前進，將使機械工程在更高的層次上開始新的一輪大發(fā)展。 綜合-專業(yè)分化-再綜合的反復循環(huán)，是知識發(fā)展的合理的和必經(jīng)的過程。不同專業(yè)的專家們各具有精湛的專業(yè)知識，又具有足夠的綜合知識來認識、理解其他學科的問題和工程整體的面貌，才能形成互相協(xié)同工作的有力集體。 綜合與專業(yè)是多層次的。在機械工程內(nèi)部有綜合與專業(yè)的矛盾；在全面的工程技術中也同樣有綜合和專業(yè)問題。在人類的全部知識中，包括社會科學、自然科學和工程技術，也有處于更高一層、更宏觀的綜合與專業(yè)問題。 隨著社會的進步，原材料消耗不斷增加，導致富礦資源日益枯竭，礦石品位日趨貧化。以我國冶金礦山為例，鐵礦石平均品位31%、錳礦石品位22%。絕大多數(shù)的原礦需要破碎和選礦處理后才能成為爐料。破磨作業(yè)是選礦的龍頭，也是能耗、鋼耗的大戶。因此，節(jié)能、降耗是破磨設備研究的主題，“多碎少磨”是節(jié)能、降耗的重要措施，其關鍵問題是降低破碎產(chǎn)品的最終粒度。反擊式破碎機的生產(chǎn)效率高，排料粒度小而均勻，可將礦巖從350mm破碎到10mm以下的不同級別顆粒，可以滿足入磨粒度的需要，成為金屬礦山選礦廠的主要破碎設備。 破碎機的發(fā)展與人類社會的進步和科學技術的水平密切相關。隨著科學技術的發(fā)展，各學科間相互滲透，各行業(yè)間相互交流，廣泛使用新結構、新材料、新工藝，目前破碎機正向著大型、高效、可靠、節(jié)能、降耗和自動化方向發(fā)展。 1.2 破碎機的發(fā)展狀況 反擊式破碎機的發(fā)展史可以追溯到19世紀50年代，當世界上第一顎式破碎機誕生于美國時，不久以后隨著生產(chǎn)力的發(fā)展，顎式破碎機已經(jīng)不能滿足破碎技術的需要，于是在顎式破碎機的基礎上，人們又設計出了反擊式破碎機。到目前為止，破碎機行業(yè)已經(jīng)走過了相當長的一段時間，中國的破碎機行業(yè)也日漸成熟。也有很多的機械設備制造廠家不斷的崛起，為中國機械的發(fā)展做著巨大的貢獻。 河南紅星機械設備有限公司是一家專業(yè)從事研究-生產(chǎn)-銷售為一體的制砂機、砂石生產(chǎn)線、破碎機等制砂設備專業(yè)制造供應商。紅星機械有先進研發(fā)生產(chǎn)設備，在科技研發(fā)方面有驕人的業(yè)績，公司所研發(fā)的破碎機、砂石生產(chǎn)線、制砂機、砂石設備深受用戶的好評，遠銷國內(nèi)外。我廠長期堅持質量興業(yè)的創(chuàng)業(yè)思想，奉行“用戶滿意”的服務宗旨，以“誠實信用、實事求是”為經(jīng)營之本。多年來，紅星機械的破碎機都是行業(yè)內(nèi)的暢銷產(chǎn)品，我們做破碎機也越來越專業(yè)。近年來，紅星機械對于國內(nèi)外破碎機行業(yè)進行了分析，得出國內(nèi)外反擊式破碎機存在這技術差別?？偟膩碚f，未來國內(nèi)外反擊式破碎機的發(fā)展方向主要表現(xiàn)在以下幾個方面。 （1）需要對現(xiàn)有的反擊式破碎機結構進行改進，提高反擊式破碎機的對中硬礦石的破碎能力和設備維護的方便性，其主要集中在板錘、轉子結構的改進以便于板錘的更換和裝卡；反擊架(破碎腔形)的結構優(yōu)化，提高礦石的一次破碎率和能量的利用率。 （2）研究開發(fā)具有高耐磨高韌性的新型板錘材料提高板錘的使用壽命，提高生產(chǎn)率。 （3）應用現(xiàn)代機電一體化技術和現(xiàn)代控制方法（如液壓技術、電子技術），不斷提高反擊式破碎機的自動化程度，減少工人的勞動強度，提高生產(chǎn)率。例如:應用現(xiàn)代計算機輔助設計優(yōu)化反擊架的結構參數(shù)，提高對能量的利用率和礦石的一次破碎率。 （4）為適應市場和客戶的需要，反擊式破碎機正向系列化規(guī)格化，大型化發(fā)展。 （5）堅持技術創(chuàng)新，逐漸擺脫對產(chǎn)品的單一引進和模仿。在中國大力發(fā)展經(jīng)濟的今天，相信只要國內(nèi)機械業(yè)做的好，一定會得到國家更大的支持，中國機械業(yè)的明天也會更加的美好。 1.3 可逆反擊式破碎 可逆反擊式破碎機是一種新型高效率的破碎設備，其特點是：體積小、構造簡單、破碎比大、耗能少、生產(chǎn)能力大、產(chǎn)品粒度均勻、并有選擇性的碎礦作用，是很有發(fā)展前途的設備；可逆反擊式破碎機最大的缺點是板錘和后反擊部特別容易磨損，尤其是破碎堅硬的礦石，磨損則更為嚴重，需要經(jīng)常更換。目前由于一些耐磨材料的出現(xiàn)，在一些金屬選礦廠中已得到應用。 1.4 各種破碎機的特點 現(xiàn)在工業(yè)中應用的破碎設備種類繁多，其分類方法也有多種。破碎設備可按工作原理和結構特征劃分為：顎式破碎機、圓錐破碎機、輥式破碎機、沖式破碎機和磨碎機等。 顎式破碎機破碎工作是靠動顎板周期地壓向固定顎板，將夾在兩顎板之間的物料壓碎。 按照動顎運動的軌跡，可分為簡單擺顎式破碎機與復雜擺動顎式破碎機。顎式破碎機俗稱"老虎口"，是歷史悠久的破碎機之一，至今仍是破碎硬物料最有效的設備。 圓錐破碎機 圓錐破碎機是借助于旋擺運動的圓錐面，周期地靠近固定錐面，使夾于兩個錐面產(chǎn)品物料受到擠壓和彎曲而破碎。它可以分為用于粗碎的旋回破碎機和用于中細碎的圓錐破碎機。 輥式破碎機 輥式破碎機的工作部分是兩個相對回轉的輥子。輥子表面可以帶齒牙，稱為齒輥式破碎機。它以劈裂破碎為主兼有擠壓的斷破碎，按齒輥數(shù)目又可分為單齒輥、雙齒輥與多齒輥破獲碎機。 沖擊式破碎機 錘式破碎機和反擊式破碎機都是沖擊式破碎機。這種破碎機，有一個高速旋轉的轉子，上面裝有沖擊錘，當物料進入破碎機后，被高速旋轉的錘子擊碎或從高速旋轉的轉子獲得能量，高速拋向破碎機壁或特設的硬板而被擊碎。 磨碎機 磨碎機是一個兩端帶有中空軸頸的空心圓柱筒，物料從圓筒一端進入，產(chǎn)物從另一端排出。筒內(nèi)裝有磨碎介質（鋼球、鋼棒或礫石），根據(jù)磨碎介質的不同，磨碎機分為球磨機、棒磨機或礫磨機。筒體轉動時將介質帶到一定高度而下落，對物料產(chǎn)生沖擊與磨剝作用，使物料粉碎。 1.5 反擊式破碎機發(fā)展方向 縱觀破碎機的發(fā)展歷程，反擊式破碎機的發(fā)展史可以追溯到19世紀50年代，當世界上第一顎式破碎機誕生于美國時，隨著生產(chǎn)力的發(fā)展，不久以后顎式破碎機就已經(jīng)不能滿足破碎技術的需要，于是，在顎式破碎機的基礎上，人們又設計出了反擊式破碎機。 縱觀近年來我國反擊式破石機的總體狀態(tài)，發(fā)展前景可謂非常廣闊，總的來說，未來國內(nèi)外反擊式破碎機的發(fā)展方向主要表現(xiàn)在以下幾個方面：　　 第一，需要對現(xiàn)有的反擊式破碎機結構進行改進，提高反擊式破碎機的對中硬礦石的破碎能力和設備維護的方便性，其主要集中在板錘、轉子結構的改進以便于板錘的更換和裝卡;反擊架(破碎腔形)的結構優(yōu)化，提高礦石的一次破碎率和能量的利用率?！　　? 第二，應用現(xiàn)代機電一體化技術和現(xiàn)代控制方法（如液壓技術、電子技術），不斷提高反擊式破碎機的自動化程度，減少工人的勞動強度，提高生產(chǎn)率。例如:應用現(xiàn)代計算機輔助設計優(yōu)化反擊架的結構參數(shù)，提高對能量的利用率和礦石的一次破碎率?！　? 第三，為適應市場和客戶的需要，反擊式破碎機正向系列化規(guī)格化，大型化發(fā)展?！　? 第四，堅持技術創(chuàng)新，逐漸擺脫對產(chǎn)品的單一引進和模仿。 1.6 可逆反擊式破碎機的優(yōu)缺點 1.6.1 可逆反擊式破碎機的優(yōu)點 (1)無篩板，克服了物料溫度大堵機的問題。 (2)轉子可正反轉，使錘頭和破碎板均勻磨損顎式破碎機主要用于對各種礦石與大塊物料的中等粒度破碎，廣泛運用于礦山、冶煉、建材、公路、鐵路道渣石、水利和化工等行業(yè)，減少了停機更換易損件的頻率。 (3) 排料口間隙可調，出料粒度均勻，產(chǎn)量大、耗能低。 (4)破碎腔開啟方便，易于更換易損件，大型機采用液壓油缸。 (5)構造簡單、尺寸緊湊、能量利用充分，簡化生產(chǎn)流程，單位產(chǎn)品的功率消耗小、生產(chǎn)能力大。 (6)生產(chǎn)率高，破碎比大（單轉子式的破碎比可達i=10～15）,產(chǎn)品的粒度小而均勻，可以選擇性破碎，大塊物料受到較大程度的粉碎，而小塊物料則不致被粉碎得更小。 1.6.2 可逆反擊式破碎機的缺點 (1)不設下蓖條的反擊式破碎機不能控制產(chǎn)品粒度，同時難于生產(chǎn)單一粒度 的產(chǎn)品，產(chǎn)中有少量大塊。? (2)作粗碎和單機破碎時，需嚴格控制最大進料粒度。 (3)防堵性能較差，不適宜破碎塑性和粘性物料，在破碎硬質物料時,板錘和后反擊部磨損較大，運轉時噪音較大，產(chǎn)生粉塵大。 第2章 可逆反擊式破碎機的總體方案及結構設計 2.1 可逆反擊式破碎機的工作原理 可逆式反擊式破碎機由機架、轉子、反擊架等零部件組成，其原理是高速旋轉的板錘錘擊進入破碎區(qū)域的物料。物料受到板錘的高速沖擊而破碎，破碎的物料又以高速沖向上反擊區(qū)再次破碎。這樣經(jīng)過多次沖擊后，由于物料受到板錘的打擊、與后反擊部的沖擊以及物料相互之間的碰撞，物料不斷產(chǎn)生裂縫，松散而致粉碎。形成的粒度小于板錘和反擊板之間間隙時，就從機架底部排出。其特點是可正反轉。 當一個方向旋轉一定時間，板錘磨損后，轉于可換向旋轉，使之板錘的利用率提高。另外，機架是可以由液壓機構開啟的，便于操作和拆裝。下圖2-1為可逆反擊式破碎機工作原理圖。 圖2-1可逆反擊式破碎機結構 可逆反擊式破碎機破碎物料時，物料懸空受到板錘的沖擊。如果物料粒度較小，沖擊力近似通過顆粒的重心，物料將沿切線方向拋出。如果物料粒度較大，則物料拋出時產(chǎn)生旋轉，拋出的方向與切線方向成X角度，為了使料塊能深入板錘作用圈D之內(nèi)，減少旋轉，給料滑板的下部向下彎曲，見上圖。物料的主要破碎過程是在轉子的上部進行的，見上圖。物料受到第一次沖擊后，在機內(nèi)反復地來回拋擲。此時，物料由于局部的破壞和扭轉，已不按預是軌跡作有規(guī)則的運動，而是在轉子上部不同位置反復沖擊，而后物料進入下部區(qū)，進一步?jīng)_擊粉碎。反擊面2及3與轉子間構成的縫隙大小，對產(chǎn)品粒度組成具有一定的影響。破碎腔的增多對產(chǎn)品粒度均勻及減少大顆粒起作用，但電耗增加，生產(chǎn)能力下降。通常作為粗碎用的反擊式破碎機，具有1-2個破碎腔；用于細碎的反擊式破碎機，具有2-3個甚至更多一些的破碎腔。 ? 由以上所述反擊式破碎機的破碎作用，主要由三種形式對物料進行破碎，在轉子的上部是自由破碎和反彈破碎，而在中部區(qū)域主要是銑削破碎。 ? 以上是單轉子反擊式破碎機的工作原理，雙轉子破碎機的工作原理是一致的，只是雙轉子反擊式破碎機對物料的破碎過程更繳烈。雙轉子反擊式破碎機內(nèi)有兩個平行安裝的轉子，兩轉子由單獨的電機帶動作相向旋轉對（也有同相旋轉的）物料進行破碎。反擊式破碎機對物料的破碎過程見下圖。 ? 反擊式破碎機按其結構特征可分為單轉子反擊式破碎機和雙轉子反擊式破碎機。按轉子轉向，單轉子反擊式破碎機分可逆式轉動和不可逆式轉動兩大類型。雙轉子反擊式破碎機可分為同向轉動式、反向轉動式和相向轉動式三種類型。 ? 按內(nèi)部結構，單轉子反擊式破碎機又分為帶勻整算板和不帶勻整算板兩種形式。雙轉子反擊式破碎機可分為轉子位于同水平和轉子不在同水平兩種形式。 單轉子反擊式破碎機有下列三種。 （1）不帶勻整篩板反擊式破碎機，見下圖2-2（a）、（b）、（c）。 （2）帶勻整篩板反擊式破碎機，見下圖2-2（d）、（e）。此種機型可控制產(chǎn)品粒度，因而過大顆粒少，產(chǎn)品粒度分布范圍較窄，產(chǎn)品粒度較均勻。這由于勻整篩板起著分級和破碎過大顆粒的作用。 圖2-2轉子示意圖 雙轉子反擊式破碎機分類 （3）可逆式單轉子反擊式破碎機，見下圖2-3： 圖2-3轉子示意圖 轉子可以反向、正向旋轉，進料口布置在機體的正上方，在破碎腔內(nèi)對稱布置兩套后反擊部，雙轉子反擊式破碎機有以下三種。 a.兩轉子同向旋轉的雙轉子反擊式破碎機，見上圖（a）、（c）。相當于兩臺半轉子反擊式破碎機串聯(lián)使用，破碎比大，粒度均勻，生產(chǎn)能力大，但電耗較高。可同時作為粗、中和細碎機械使用。這種破碎機可以減少破碎板數(shù)，簡化生產(chǎn)流程。 b.兩轉子反向旋轉雙轉子反擊式破碎機，見上圖。相當于兩臺單轉子反擊式破碎機并聯(lián)使用，生產(chǎn)能力大，可破碎較大塊物料，作為大型粗、中碎破碎機使用。 c.兩轉子相向旋轉的雙轉子反擊式破碎機，見圖上圖（d）。主要利用兩轉子相對拋出物料時的自相撞擊進行粉碎，所以破碎比大，金屬磨損較少。 2.2 可逆反擊式破碎機的結構和布置形式 2.2.1 可逆反擊式破碎機的結構 可逆反擊式破碎機的組成部分主要有機體部分，轉子，板錘子，反擊部，主傳動裝置等部分組成。 2.2.2 布置方式 反擊式破碎機利用三相異步電動機通過帶傳動帶動轉子轉動，于是高速旋轉的轉子上的板錘，對送入破碎腔內(nèi)的物料產(chǎn)生高速沖擊而破碎，且使已破碎的物料沿切線方向以高速拋向破碎腔另一端的后反擊部，再次被破碎，然后又從后反擊部反彈到板錘，繼續(xù)重復上述過程。在往返途中，物料間還有互相碰擊作用。由于物料受到板錘的打擊、與后反擊部的沖擊以及物料相互之間的碰撞，物料不斷產(chǎn)生裂縫，松散而致粉碎。當物料粒度小于后反擊部與板錘之間的縫隙時，就被卸出。具體布置方案圖如下： 圖2-4破碎機構圖 本圖為一種不需要掉頭就可以使板錘雙向磨損、板錘材料利用率高的可逆反擊式破碎機。由于上述提供的技術方案可以看出，圖中所示由于破碎腔左右對稱設置，破碎腔內(nèi)的轉子的回轉軸與破碎腔的對稱軸正交，轉子連接有正反轉驅動裝置，可以控制轉子實現(xiàn)雙方向運轉，轉子上的板錘不需要掉頭就可以使板錘雙向磨損、板錘材料利用率高。 2.3 破碎的目的和意義 2.3.1 破碎的目的 在冶金、礦山、化工、水泥等工業(yè)部門，每年都有大量的原料和再利用的廢料都需要用破碎機進行加工處理，如在選礦廠，為使礦石中的有用礦物達到單體分離，就需要用破碎機將原礦破碎到磨礦工藝所要求的粒度。磨機再將破碎機提供的原料磨至有用礦物單體分離的粒度。再如在水泥廠，須將原料破碎，以便燒成熟料，然后在將熟料用磨機磨成水泥。另外，在建筑和筑路業(yè)，需要用破碎機械將原料破碎到下一步作業(yè)要求的粒度。在煉焦廠、燒結廠、陶瓷廠、玻璃工業(yè)、粉末冶金等部門，須用破碎機械將原料破碎到下一步作業(yè)要求的粒度。 2.3.2 破碎的意義 在化工、電力部門，破碎粉磨機械將原料破碎，粉磨，增加了物料的表面積， 為縮短物料的化學反應的時間創(chuàng)造有利條件。隨著工業(yè)的迅速發(fā)展和資源的迅速減小，各部門生產(chǎn)中廢料的再利用是很重要的，這些廢料的再加工處理需用破碎機械進行破碎。因此，破碎機械在許多部門起著重要作用。 第3章 可逆反擊式破碎機的設計計算 3.1 轉子轉速的計算 轉子轉速n（r/min）可按下式計算：n=60V/D; 式中 D——轉子直徑，m； V——轉子線速度，m/s。 轉子的轉速根據(jù)板錘所需要的線速度來決定。板錘的線速度與物料的性質，粒度，破碎比，機器結構，板錘的磨損諸多因素有關。通常粗碎時轉子線速度為15-40m/s；細碎時為40-70m/s。因為轉子轉速高增加細粒含量，但同時能耗增加，板錘磨損加快，對破碎機制造工藝精度要求也較高，故轉子速度不宜太高。 可逆反擊式破碎機板錘沖擊物料不同于錘式破碎機僅是錘頭質量和速度產(chǎn)生的動能，而是靠整個轉子產(chǎn)生的動能通過后反擊部沖擊物料。所以，當輸入功率一定時，轉子轉速和轉子質量如何優(yōu)化組合是最關鍵的問題。根據(jù)經(jīng)驗，碎煤時板錘線速度 v=50-60m/s比較合適；破碎石灰石時，板錘線速度v=30-40m/s比較合適。如果是雙轉子反擊式破碎機，則第一級轉子的線速度V1較第二級轉子的線速度V2低，一般V1=30~50M/S,V2=35~45M/S; 3.2 生產(chǎn)率的計算 可逆反擊式破碎機生產(chǎn)率也可根據(jù)轉子每轉一周所排出的物料體積計算。設轉子長為L,板錘與后反擊部之間最小間隙為e（相當于排料口）和板錘伸出的高h最大排料粒度d，板錘數(shù)目為z，則求得轉子每轉一周所排出的物料體積V（）為：V=L*（h+e）dZ式中，長度單位為m。若轉子轉速為n（r/min）則求得生產(chǎn)率Q（）為：Q=60nL(h+e)dZK；?該公式?jīng)]考慮物料是松散體而且排料也是不均勻的，物料中含有小于直徑d的產(chǎn)品。因此必須考慮這些因素影響，故乘上系數(shù)K。根據(jù)已有資料知系數(shù)K=0.1，煤矸石堆積密度為1200KG/M,生產(chǎn)能力為每小時50~80t,要求單位時間排出的體積為v=30000/1400=22； 3.3 主電動機的選擇及傳動比的分配 3.3.1 電動機的選擇 根據(jù)工作要求及工作條件，選用破碎機專用電動機，又根據(jù)工況選擇YZR280M-10型電動機，額定功率P0=55kw,同步轉速n0=556r/min. 3.3.2 傳動比的分配 根據(jù)PF-1010型反擊式破碎機的實際工作的主軸轉數(shù)nw=335r/min,得： （3-1） 3.4 主軸的設計計算 3.4.1 主軸的設計 軸是組成精密機械的重要零件之一。一切作為回轉運動的零件，都必須在軸上才能傳遞運動和動力。在本課題所使用的軸，承受的負荷比較大，尺寸也比較大，制造精度高，要求材料具有足夠高的機械強度和良好的加工性能。因此，選用材料40Cr，熱處理為對軸進行調質處理。 由于主電機輸出軸徑為120mm，連接的聯(lián)軸器與主軸連接的軸徑為140mm，傳動的帶輪中間孔即為140mm，中間端軸徑為180mm，有牙軸端外牙M150。 此輸入軸大致圖形如下： 圖3-1軸 3.4.2主軸的較核 一般而言，軸的強度是否滿足要求只需對危險截面進行校核即可，而軸的危險截面多發(fā)生在當量彎矩最大或當量彎矩較大且軸的直徑較小處。根據(jù)軸的結構尺寸和當量彎矩圖可知，截面與電機連接處彎矩最大, 且截面尺寸也非最大, 屬于危險截面； 校核公式[6]： ，圓角處的有效應力集中系數(shù)， (3-2) ， (3-3) ， (3-4) ； (3-5) 上式中，Z和Zp—軸在截面的抗彎和抗截面模數(shù)； M、T——軸在計算截面上的抗彎和抗扭截面系數(shù)； 、——有效應力集中系數(shù)； ——疲勞極限； [s]——許用安全系數(shù)； ——表面粗糙度系數(shù)； ——表面狀態(tài)系數(shù)； 、——絕對尺寸影響系數(shù)。 D——軸徑；b——鍵的寬度。查機械設計手冊得： [s]=2.2；為275N/mm2；T為7.84N/m； =2.45 =1: =0.91；=1.7 ； =0.89； t=1.8mm ；=2.5。 (3-6) (3-7) (3-8) (3-9) M=0.418 N/m 軸允許的最大扭矩[6]。 (3-10) S≥[S] 符合安全系數(shù)； 3.5 V帶傳動的設計計算 3.5.1 設計功率 （3-11） ——工況系數(shù)，查B1表8－1－22 ，?。?.2 P ——傳遞的功率 3.5.2 選定帶型 根據(jù)和查B1圖8－1－2選取普通V帶E型， ——小帶輪轉速，為1440r/min 3.5.3 傳動比 1.76 , ＝＝ （3-12） 3.5.4 小帶輪基準直徑（mm） 由B1表8－1－12和表8－1－14選定 ＝300mm>＝75r/min 3.5.5 大帶輪基準直徑（mm） （3-13） 由B3表8－7得=750mm 3.5.6 帶速驗算 （3-14） 3.5.7 初定軸間距（mm） (3-15) 3.5.8 所需帶的基準長度（mm） (3-16) =3360mm 依B1表8－1－8取＝900mm，即帶型為E－3360 3.5.9 實際軸間距? (3-17) 3.5.10 小帶輪包角 = 3.5.11 單根V帶的基本額定功率 根據(jù)帶型號、和 普通V帶查B1表8－1－27（c） 取55kw 3.5.12 時單根V帶型額定功率增量 根據(jù)帶型號、 和 查B1表8－1－27（c） 取65kw 3.5.13 V帶的根數(shù)Z Z = (3-18) －小帶輪包角修正系數(shù)查B1表8－1－23,取0.96 －帶長修正系數(shù)查B1表8－1－8，取0.87 3.5.14 單根V帶的預緊力 (3-19) =2360（N） m－V帶每米長的質量（kg/m）查B1表8－1－24，取0.1k/gm 3.5.15 作用在軸上的力 (3-20) (3-21) ——考慮新帶初預緊力為正常預緊力的1.5倍 3.5.16 帶輪的結構和尺寸 帶輪應既有足夠的強度，又應使其結構工藝性好，質量分布均勻，重量輕，并避免由于鑄造而產(chǎn)生過大的應力。 輪槽工作表面應光滑（表面粗糙度）以減輕帶的磨損。 帶輪的材料為HT200。查B1表8－1－10得基準寬度制V帶輪輪槽尺寸，根據(jù)帶輪的基準直徑查B1表8－1－16確定輪輻,具體結構圖如下： 圖3-2 V帶 3.6后反擊部的設計 后反擊部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。后反擊部的形狀和結構對破碎效果影響很大。鑒于這種情況，首先從物料破碎效果說起。 根據(jù)理論力學碰撞原理，物料以正碰撞（垂直碰撞）效果最佳。但是板錘是旋轉運動，若保證在破碎腔內(nèi)物料被拋射到后反擊部上都呈正碰撞（垂直碰撞），則后反擊部曲線必須是一條漸開線。因為漸開線的特點是，在后反擊部各點上物料都是以垂直方向沖擊，即入射角 因此可獲得最佳的破碎效果。但是，由于漸開 線后反擊部制作困難，以及物料在腔內(nèi)相互干擾，其運行軌跡也不規(guī)則，加上料塊形狀等影響，實際上也不能實現(xiàn)正碰撞，故常常是采用接近漸開線的圓弧后反擊部。 ? 第4章各主要零件強度的校核計算 4.1滾動軸承的校核及壽命計算 （1）滾動軸承的選擇 滾動軸承為雙列反擊式滾子軸承350324B，由文獻[2]表得KN， KN，，。 （2）壽命驗算 軸承所受支反力合力 N （4.1） 對于雙列反擊式滾子軸承，派生軸向力互相抵消。 ，N 由文獻[2]表得， ， N （4.2） 按軸承B的受力大小驗算 h （4.3） h=年 由于破碎機的沖擊力較大，必須選擇較大壽命的軸承，又由于破碎機的沖擊力，軸承并不能達到所計算的壽命。 經(jīng)審核后，此軸承合格。 4.2 鍵聯(lián)接的設計與校核 4.2.1鍵的選型 根據(jù)輸入軸徑和輸出大小選取鍵，輸入軸徑為20mm，選取鍵尺寸6X6X45；輸出軸徑為30，選取鍵尺寸8X7X25。 4.2.2鍵的校核 材料選用：45鋼；許用壓強； 校核公式： ； 輸入軸鍵的校核：； ； (4-4) 輸出軸鍵的校核：； ； (4-5) 致 謝 在論文完成之際，我首先向我的導師致以衷心的感謝和崇高的敬意！在這期間，導師在學業(yè)上嚴格要求，精心指導，在生活上給了我無微不至的關懷，給了我人生的啟迪，使我在順利的完成學業(yè)階段的學業(yè)的同時，也學到了很多做人的道理，明確了人生目標。導師嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度，淵博的學識，實事求是的作風，平易近人、寬以待人和豁達的胸懷，深深感染著我，使我深受啟發(fā)，必將終生受益。 經(jīng)過近半年努力的設計與計算，論文終于可以完成了，我的心里無比的激動。雖然它不是最完美的，也不是最好的，但是在我心里，它是我最珍惜的，因為它是我用心、用汗水成就的，也是我在大學四年來對所學知識的應用和體現(xiàn)。 四年的學習和生活，不僅豐富了我的知識，而且鍛煉了我的能力，更重要的是從周圍的老師和同學們身上潛移默化的學到了許多。在此，向他們表示深深的謝意與美好的祝愿。 參考文獻 [1]張福學編著.反擊式破碎機技術及其應用[M].北京：電子工業(yè)出版社，2000． [2]何發(fā)昌著，邵遠編著.反擊式破碎機的原理及應用[M].北京：高等教育出版社，1996． [3]張利平著. 破碎機實用技術速查手冊[M]. 北京：化學工業(yè)出版社，2006.12． [4]李寶仁著. 氣動技術—低成本綜合自動化[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，1999.9． [5]宋學義著. 反擊式破碎機速查手冊[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，1995.3． [6]陳奎生著. 氣與氣壓傳動[M]. 武漢：武漢理工大學出版社，2008.5． [7]SMC（中國）有限公司. 反擊式破碎機實用技術[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，2003.10． [8]徐文燦著. 反擊式破碎機系統(tǒng)設計[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，1995． [9]曾孔庚.反擊式破碎機的發(fā)展趨勢[J]. 機器人技術與應用論壇． [10]壽慶豐.一種多指多關節(jié)機器手爪[J]. 機械設計1999年第3期，第3卷． [11]高微,楊中平,趙榮飛等.反擊式破碎機臂結構優(yōu)化設計[D]. 機械設計與制造2006.1． [12]孫兵,趙斌,施永輝.反擊式破碎機的研制[J]. 中國期刊全文數(shù)據(jù)庫。 [13]馬光,申桂英.工業(yè)機器人的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]. 中國期刊全文數(shù)據(jù)庫2002年． [14]李如松.反擊式破碎機的應用現(xiàn)狀與展望[J]. 中國期刊全文數(shù)據(jù)庫1994年第4期． [15]李明.單臂回轉式移動反擊式破碎機設計[J].制造技術與機床2005年第7期． [16]李杜莉，武洪恩，劉志海.反擊式破碎機的運動學分析[M]. 煤礦機械2007年2月[17]成大先主編.機械設計手冊（第三版）.北京：化學工業(yè)出版社，1994． [18]Hirohiko Arai, Kazuo Tanie, and Susumu Tachi. Dynamic Control of a Manipulator with Passive Joints in Operational Space. IEEE Transactions on Robotics and Automation.Vo1.9.No.1.1993． [19]Abhinandan Jain and Guillermo Roderguez. An Analysis of the Kinematicsnd Dynamics of Underactuated Manipulators.IEEE Transactions on Robotics and Automation. Vo1.9.No.4.1993． 22