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畢業(yè)設(shè)計（論文）
開題報告
題目名稱：
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指導(dǎo)教師：
2011年 03 月
1． 本課題所涉及的內(nèi)容國內(nèi)(外)研究現(xiàn)狀綜述
礦山破碎設(shè)備是選礦工業(yè)生產(chǎn)中破碎礦石程序不可或缺的設(shè)備，同時也是其他工業(yè)部門破碎礦石，原料和其他無聊不可缺少的設(shè)備。根據(jù)帶破碎礦石、巖石和其他物料的性質(zhì)，用途和數(shù)量的不同，可選用不同類型的破碎設(shè)備。目前，常用的主要有顎式破碎機(jī)、旋回式破碎機(jī)、圓錐式破碎機(jī)、反擊式破碎機(jī)、輥式破碎機(jī)。此外，還有特殊類型的破碎機(jī)。
中華人民共和國成立之前，我們的工業(yè)十分落后，和今天相比，我們擁有世界泵車高度最高記錄保持者的三一捐贈日本62米高度泵車已不能同日而語。那個時候我們根本不能生產(chǎn)自己破碎設(shè)備。只是在中華人民共和國成立之后，才有了破碎設(shè)備制造工業(yè)，并從仿制老式的、國外的破碎設(shè)備開始，逐步發(fā)展到今天自行設(shè)計、制造各種類型的破碎設(shè)備。而且在上世紀(jì)六十年代就已經(jīng)行程系列。緊接著在七十年代到八十年代，由于引進(jìn)國外先進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)和設(shè)備，并經(jīng)過消化吸收，我國的破碎設(shè)備生產(chǎn)已經(jīng)到達(dá)國際先進(jìn)水平。同時，國內(nèi)生產(chǎn)的各種傳統(tǒng)的普通破碎設(shè)備，在結(jié)構(gòu)或者材質(zhì)方面都經(jīng)過了改造和創(chuàng)新，使設(shè)備性能有了提高。但是，和國外的先進(jìn)技術(shù)相比，在設(shè)備結(jié)構(gòu)、品種規(guī)格、技術(shù)性能方面仍然存在差距。近年來，隨著我國破碎行業(yè)如火如荼的發(fā)展，這種差距明顯的在縮小。
破碎機(jī)機(jī)械設(shè)備廣泛運(yùn)用于礦山、冶煉、建材、公路、鐵路、水利和化學(xué)工業(yè)等眾多部門。目前常用碎石機(jī)械有鄂式破碎機(jī)、反擊式破碎機(jī)、風(fēng)選式粉碎機(jī)、錘式破碎機(jī)、沖擊式破碎機(jī)、輥式破碎機(jī)、復(fù)合式破碎機(jī)等。鄂式破碎機(jī)（顎式破碎機(jī)），具有破碎比大、產(chǎn)品粒度均勻、結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、維修簡便、運(yùn)營費(fèi)用經(jīng)濟(jì)等特點。PF-I系列反擊式破碎機(jī)能處理邊長100～500毫米以下物料，其抗壓強(qiáng)度最高可達(dá)350兆帕，具有破碎比大，破碎后物料呈立方體顆粒等優(yōu)點；PF-II系列反擊式破碎機(jī)，適用于破碎中硬物料，如水泥廠的石灰石破碎，具有生產(chǎn)能力大，出料粒度小的優(yōu)點。
1.1礦山機(jī)械破碎設(shè)備行業(yè)現(xiàn)狀
21世紀(jì)，礦山機(jī)械工業(yè)進(jìn)入前所未有的高速發(fā)展階段，發(fā)達(dá)國家重視裝備制造業(yè)的發(fā)展，不僅在于裝備制造業(yè)在工業(yè)中所占的比重很大，更在于裝備制造業(yè)為新技術(shù)，新展品的開發(fā)和生產(chǎn)提供重要的物質(zhì)基礎(chǔ)，是現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)不可缺少的戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)。即使是邁進(jìn)“信息化社會”的工業(yè)化國家，也無不重視礦山機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展。從目前來看，國際高價位礦山機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)地點已有明顯不同，為適應(yīng)市場需求的變化，“單品種、大批量”已成為很多發(fā)達(dá)國家企業(yè)的選擇。國際礦山機(jī)械網(wǎng)最大的特點是以跨國公司為主導(dǎo)，眾多供應(yīng)商相互補(bǔ)充的基礎(chǔ)分工模式。
就國內(nèi)來講，暫且不說三一重工、柳工和徐工這樣的大腕，光是市場上琳瑯滿目的小公司的廣告就知道這個行業(yè)現(xiàn)在的火熱程度，伴隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市化進(jìn)程的高速飛躍，勢必帶動礦山機(jī)械行業(yè)也同步發(fā)展。
1.2破碎機(jī)械在我國的應(yīng)用
如前所屬，我國礦山設(shè)備制造廠商眾多，產(chǎn)品種類齊全。在制砂生產(chǎn)線上，破碎設(shè)備有很多類型，有些甚至是可以替換使用，只是在不同的場合具有不同的有點，以實現(xiàn)利益的最大化。
就目前情況來看，反擊式破碎機(jī)應(yīng)用最為廣泛，這得益于技術(shù)成熟，使用方便，效率高，可以為企業(yè)帶來最大的效益。但是在一級破碎中，一般使用顎式破碎機(jī)，這是由于功能來決定的，顎式破碎機(jī)破碎比大、產(chǎn)品粒度均勻、結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠。所以可以用來破碎硬度比較大，體積比較大的物料，如水泥廠的石灰石破碎。通常情況下破碎強(qiáng)度不超過320Mpa。反擊式破碎機(jī)能處理邊長100—500毫米以下的物料。其抗壓強(qiáng)度可高達(dá)350Mpa，具有破碎比大，破碎后物料成立方體顆粒等有點。反擊式破碎機(jī)適用于中等硬度的物料破碎，具有成產(chǎn)能力大，出料粒度小等優(yōu)點。輥式破碎機(jī)供選礦，化學(xué)，水泥，建筑材料等工業(yè)部門的碎和細(xì)碎各種中等硬度以下的礦石和巖石之用。復(fù)合式破碎機(jī)用于建材、礦業(yè)、冶金、化工工業(yè)破碎石灰石、熟料、煤及其它礦石，其抗壓強(qiáng)度不超過140兆帕濕度不大于15%。錘式破碎機(jī)適用于破碎各種脆性材料的礦物。被破碎物料為煤、鹽、白亞、石膏、明礬、磚、瓦、石灰石等。其物料的抗壓強(qiáng)度不超過100兆帕，濕度不大于15%。圓錐式破碎機(jī)工作時，電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)通過皮帶輪或聯(lián)軸器、 傳動軸和圓錐部在偏心套的迫動下繞一固定作旋擺運(yùn)動，從而使圓錐破碎機(jī)的破碎壁時而靠近又時而離開固裝在調(diào)整套上的軋白壁表面，使礦石在破碎腔內(nèi)不斷受到?jīng)_擊，擠壓和彎曲作用而實現(xiàn)礦石的破碎。
1.3礦山破碎機(jī)械的發(fā)展趨勢
改革開放以來，根據(jù)國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展需要，對礦山生產(chǎn)結(jié)構(gòu)做出了政策性的調(diào)整，相應(yīng)地礦山機(jī)械行業(yè)的整體的體質(zhì)和規(guī)模有了一些變化。近年來，通過對產(chǎn)品和技術(shù)的引進(jìn)，或者與國外著名廠商合作，加速了產(chǎn)品的更新?lián)Q代，礦山機(jī)械有了長足的進(jìn)步：傳統(tǒng)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、性能和外觀有了提高和改進(jìn)，制造工藝技術(shù)有了提升。還使一部分礦山機(jī)械產(chǎn)品遠(yuǎn)銷國外。然而與發(fā)達(dá)國家相比，無論是礦山機(jī)械產(chǎn)品還是裝備制造，都存在著差距。首先是科技含量低，低水平的重復(fù)生產(chǎn)和重復(fù)建設(shè)，導(dǎo)致勞動生產(chǎn)率和產(chǎn)品附加值低；其次，我國礦山機(jī)械制造業(yè)整體裝備水平不高，設(shè)備陳舊、落后，自動化，加工精度都比較低。在國外，關(guān)鍵工序中比較普遍使用的工業(yè)機(jī)器人，在我國礦山機(jī)械行業(yè)則比較少見。再者就是在設(shè)計技術(shù)方面，最為突出的就是擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的原創(chuàng)技術(shù)比較少，設(shè)計的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)缺乏。上述種種情況，終使我國礦山機(jī)械的產(chǎn)品質(zhì)量低，可靠性差。
2．本課題有待解決的主要關(guān)鍵問題
我們組設(shè)計的破碎機(jī)力求在現(xiàn)有的一些破碎設(shè)備的原理和結(jié)構(gòu)上有所改進(jìn)。本課題需要解決的主要問題有以下幾點：
1、反擊式破碎機(jī)反擊板及調(diào)節(jié)裝置總體方案設(shè)計；
2、主要零部件的設(shè)計；
3、主要參數(shù)的確定；
4、主要零部件強(qiáng)度、剛度計算；
5、反擊式破碎機(jī)的使用和維護(hù)。
3．對課題要求及預(yù)期目標(biāo)的可行性分析 (包括解決關(guān)鍵問題技術(shù)和所需條件兩方面)
反擊式破碎機(jī)可破碎抗壓強(qiáng)度控制在320mpa以內(nèi)物料，處理物料粒度不大于350mm。破碎粒度呈立方體形狀，無裂縫，可用于對物料粒形要求比較高的領(lǐng)域。
選擇反擊板的可行性分析：
反擊板的作用是承受被板錘擊出的物料的沖擊，使物料受沖擊而破碎，并將沖擊破碎后的物料重新彈回沖擊區(qū)，再次進(jìn)行沖擊破碎獲得所需的產(chǎn)品粒度。反擊板的形式很多，主要有折線形和弧線形兩類。
折線形反擊面能使在反擊板各點上的物料都是以近似垂直方向進(jìn)行沖擊，因此可獲得最佳的破碎效果。圓弧形反擊面能使料塊由反擊板反彈進(jìn)去之后，圓心區(qū)形成激烈的沖擊粉碎區(qū)，以增加物料的自由沖擊破碎效果。兩者相比較，折線形反擊面的破碎效率更高，從反擊面的磨損程度考慮，顯然圓弧形反擊面磨損更快。為達(dá)到使用要求，并且提高效率，相對降低磨損，本設(shè)計擬采用折線形齒式反擊板。
反擊板的調(diào)節(jié)裝置應(yīng)是本機(jī)器精度要求最高的部位。按要求，碎石粒徑規(guī)格調(diào)節(jié)范圍需達(dá)到1—3厘米，這是需要經(jīng)過精確設(shè)計和技術(shù)論證的。
4．完成本課題的工作計劃及進(jìn)度安排
2.21 —3.6 調(diào)研與實習(xí)。
3.7—3.13 英文文獻(xiàn)翻譯、開題報告及實習(xí)報告的編寫。
3.14—4.10 總體方案設(shè)計、完成碎石機(jī)反擊板及調(diào)節(jié)裝置部分總體方案設(shè)計草圖。
4.11—5.1 設(shè)計參數(shù)的選擇與計算，詳細(xì)設(shè)計，繪制工程圖，整理設(shè)計任務(wù)書。
5.2—5.8 定稿。
5.9—5.15 評審。
5.16—5.20 畢業(yè)答辯。
5.21—5.29 修改畢業(yè)設(shè)計。
5．指導(dǎo)教師審閱意見
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指導(dǎo)教師(簽字)： 年 月 日
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6．指導(dǎo)小組意見
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指導(dǎo)小組組長(簽字)： 年 月 日
說明：
1. 本報告前4項內(nèi)容由承擔(dān)畢業(yè)論文(設(shè)計)課題任務(wù)的學(xué)生獨立撰寫；
2. 本報告必須在第八學(xué)期開學(xué)兩周內(nèi)交指導(dǎo)教師審閱并提出修改意見；
3. 學(xué)生須在小組內(nèi)進(jìn)行報告，并進(jìn)行討論；
4. 本報告作為指導(dǎo)教師、畢業(yè)論文(設(shè)計)指導(dǎo)小組審查學(xué)生能否承擔(dān)該畢業(yè)設(shè)計(論文)課題和是否按時完成進(jìn)度的檢查依據(jù)，并接受學(xué)校的抽查
摘 要
本設(shè)計為規(guī)格反擊式破碎機(jī)的設(shè)計，主要研究內(nèi)容：轉(zhuǎn)子的機(jī)構(gòu)設(shè)計；板錘的結(jié)構(gòu)設(shè)計；板錘的固定方法。
本設(shè)計由轉(zhuǎn)子型號入手，參考PF1007反擊式破碎機(jī)的相關(guān)參數(shù)，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(guān)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(jié)構(gòu)的設(shè)計，然后根據(jù)總體結(jié)構(gòu)，從而確定本設(shè)計的破碎機(jī)各個主要零部件的設(shè)計。
在主要零部件的設(shè)計中，主要包括帶輪的設(shè)計計算、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計、軸承的選擇、轉(zhuǎn)子部件的設(shè)計計算、板錘的結(jié)構(gòu)和固定、破碎腔的設(shè)計和反擊裝置的設(shè)計計算等，其中最重要的就是轉(zhuǎn)子部件的設(shè)計和板錘的設(shè)計及固定方法。為了增加轉(zhuǎn)子的剛度，轉(zhuǎn)子體采用ZG340材料，并整體鑄造。板錘采用螺栓固定，并使用新型材質(zhì)以提高其的耐磨性和利用率。最后介紹了反擊式破碎機(jī)的安裝、檢修與保養(yǎng)，這對提高其使用壽命至關(guān)重要。
本設(shè)計整體在PF1007型號的反擊式破碎機(jī)基礎(chǔ)上更進(jìn)一步提高了其破碎性能，結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、外形尺寸小、設(shè)備費(fèi)用低、運(yùn)轉(zhuǎn)安全、操作方便、便于維修和管理。
關(guān)鍵詞：反擊式破碎機(jī)，研究內(nèi)容，結(jié)構(gòu)，計算
CRUSHER ROTOR DESIGN
ABSTRACT
The specification of the design is impact crusher design, and it mainly contents: the institutional design of the rotor; plate hammer structural design; plate fixation hammer.
The design starts from the specifications of the rotor, and it references the relevant parameters of PF1007 crusher. Initially it sets the rotor speed, so that I can design the board hammer size, number and other relevant data with the rotor speed. Productivity and size of the crushed materials should be ensured before the overall structure of the design finished, according to the whole structure, I could determine the design of all the major components of the design .
The design of the main components includes pulley design calculation, the structural design of shaft, bearing selection, design and calculation of the rotor components, board structure and a fixed hammer, crushing chamber design and the design of computing counter devices and so on. One of the most important part is the rotor design and board design and the fixed method of hammer. In order to increase the stiffness of the rotor, the rotor body is combined with ZG340 material, and it casts with the whole body. Board hammer is fixed with bolts, and use of new materials could enhance their wear resistance and utilization. Finally, I illustrate the installation, repair and maintenance of impact crusher, which is essential to improve their life.
The overall design further improves its crush performance which is based on the impact crusher of the PF1007 model. Moreover, it exits advantages such as simple structure, light weight, small dimensions, low cost of equipment, operation safety, convenient operation, easy maintenance and management .
KEY WORDS：Impact Crusher, content, structure, calculation
III
目 錄
前 言 I
第1章 反擊式破碎機(jī)的介紹 1
§1.1 反擊式破碎機(jī)的構(gòu)造 1
§1.1.1 ISP系列細(xì)碎反擊式破碎機(jī) 1
§1.1.2 PF系列反擊式破碎機(jī) 1
§1.1.3 PFY系列硬巖反擊式破碎機(jī) 1
§1.1.4 PFQ型渦旋強(qiáng)力反擊式破碎機(jī) 2
§1.2 反擊式破碎機(jī)的工作原理 2
§1.2.1 反擊式破碎機(jī)的工作原理 2
§1.2.2 反擊式破碎機(jī)的特點 2
§1.2.3 反擊式破碎機(jī)的性能 3
§1.2.4 反擊式破碎機(jī)的破碎機(jī)理 3
第2章 反擊式破碎機(jī)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計 5
§2.1 反擊式破碎機(jī)設(shè)計要求 5
§2.1.1 設(shè)計參數(shù) 5
§2.1.2 主要研究內(nèi)容 5
§2.2 破碎機(jī)的主要工作參數(shù)的確定 5
§2.2.1 轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速 5
§2.2.2 板錘數(shù)目和生產(chǎn)率 5
§2.2.3 電動機(jī)的選擇 7
第3章 破碎機(jī)主要零部件的設(shè)計及計算 8
§3.1 傳動部件的設(shè)計及計算 8
§3.1.1 V帶及帶輪的設(shè)計計算 8
§3.1.2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 11
§3.1.3 鍵的選擇及校核 13
§3.1.4 軸承的選擇 13
§3.2 轉(zhuǎn)子部件的設(shè)計計算 16
§3.2.1 轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)設(shè)計 16
§3.2.2 板錘的結(jié)構(gòu)設(shè)計及作用 17
§3.3 反擊式破碎機(jī)破碎腔設(shè)計 20
§3.3.1 反擊板的結(jié)構(gòu)設(shè)計與安裝 20
§3.3.2 破碎腔的結(jié)構(gòu)參數(shù) 22
§3.4 其他裝置的設(shè)計計算 25
§3.4.1 轉(zhuǎn)子、軸的強(qiáng)度計算 25
§3.4.2 反擊裝置的自身重力的確定 28
第4章 反擊式破碎機(jī)的安裝、檢修與保養(yǎng) 30
§4.1 反擊式破碎機(jī)的安裝與調(diào)試 30
§4.1.1 反擊式破碎機(jī)的安裝 30
§4.1.2 反擊式破碎機(jī)的調(diào)試 30
§4.2 反擊式破碎機(jī)的保養(yǎng)、故障排除 31
§4.2.1 反擊式破碎機(jī)的保養(yǎng) 31
§4.2.2 故障檢查和消除方法 32
第5章 結(jié)論 33
參考文獻(xiàn) 34
致 謝 36
6
反擊式破碎機(jī)轉(zhuǎn)子設(shè)計
摘 要
本設(shè)計為規(guī)格反擊式破碎機(jī)的設(shè)計，主要研究內(nèi)容：轉(zhuǎn)子的機(jī)構(gòu)設(shè)計；板錘的結(jié)構(gòu)設(shè)計；板錘的固定方法。
本設(shè)計由轉(zhuǎn)子型號入手，參考PF1007反擊式破碎機(jī)的相關(guān)參數(shù)，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(guān)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(jié)構(gòu)的設(shè)計，然后根據(jù)總體結(jié)構(gòu)，從而確定本設(shè)計的破碎機(jī)各個主要零部件的設(shè)計。
在主要零部件的設(shè)計中，主要包括帶輪的設(shè)計計算、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計、軸承的選擇、轉(zhuǎn)子部件的設(shè)計計算、板錘的結(jié)構(gòu)和固定、破碎腔的設(shè)計和反擊裝置的設(shè)計計算等，其中最重要的就是轉(zhuǎn)子部件的設(shè)計和板錘的設(shè)計及固定方法。為了增加轉(zhuǎn)子的剛度，轉(zhuǎn)子體采用ZG340材料，并整體鑄造。板錘采用螺栓固定，并使用新型材質(zhì)以提高其的耐磨性和利用率。最后介紹了反擊式破碎機(jī)的安裝、檢修與保養(yǎng)，這對提高其使用壽命至關(guān)重要。
本設(shè)計整體在PF1007型號的反擊式破碎機(jī)基礎(chǔ)上更進(jìn)一步提高了其破碎性能，結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、外形尺寸小、設(shè)備費(fèi)用低、運(yùn)轉(zhuǎn)安全、操作方便、便于維修和管理。
關(guān)鍵詞：反擊式破碎機(jī)，研究內(nèi)容，結(jié)構(gòu)，計算
CRUSHER ROTOR DESIGN
ABSTRACT
The specification of the design is impact crusher design, and it mainly contents: the institutional design of the rotor; plate hammer structural design; plate fixation hammer.
The design starts from the specifications of the rotor, and it references the relevant parameters of PF1007 crusher. Initially it sets the rotor speed, so that I can design the board hammer size, number and other relevant data with the rotor speed. Productivity and size of the crushed materials should be ensured before the overall structure of the design finished, according to the whole structure, I could determine the design of all the major components of the design .
The design of the main components includes pulley design calculation, the structural design of shaft, bearing selection, design and calculation of the rotor components, board structure and a fixed hammer, crushing chamber design and the design of computing counter devices and so on. One of the most important part is the rotor design and board design and the fixed method of hammer. In order to increase the stiffness of the rotor, the rotor body is combined with ZG340 material, and it casts with the whole body. Board hammer is fixed with bolts, and use of new materials could enhance their wear resistance and utilization. Finally, I illustrate the installation, repair and maintenance of impact crusher, which is essential to improve their life.
The overall design further improves its crush performance which is based on the impact crusher of the PF1007 model. Moreover, it exits advantages such as simple structure, light weight, small dimensions, low cost of equipment, operation safety, convenient operation, easy maintenance and management .
KEY WORDS：Impact Crusher, content, structure, calculation
III
目 錄
前 言 I
第1章 反擊式破碎機(jī)的介紹 1
§1.1 反擊式破碎機(jī)的構(gòu)造 1
§1.1.1 ISP系列細(xì)碎反擊式破碎機(jī) 1
§1.1.2 PF系列反擊式破碎機(jī) 1
§1.1.3 PFY系列硬巖反擊式破碎機(jī) 1
§1.1.4 PFQ型渦旋強(qiáng)力反擊式破碎機(jī) 2
§1.2 反擊式破碎機(jī)的工作原理 2
§1.2.1 反擊式破碎機(jī)的工作原理 2
§1.2.2 反擊式破碎機(jī)的特點 2
§1.2.3 反擊式破碎機(jī)的性能 3
§1.2.4 反擊式破碎機(jī)的破碎機(jī)理 3
第2章 反擊式破碎機(jī)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計 5
§2.1 反擊式破碎機(jī)設(shè)計要求 5
§2.1.1 設(shè)計參數(shù) 5
§2.1.2 主要研究內(nèi)容 5
§2.2 破碎機(jī)的主要工作參數(shù)的確定 5
§2.2.1 轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速 5
§2.2.2 板錘數(shù)目和生產(chǎn)率 5
§2.2.3 電動機(jī)的選擇 7
第3章 破碎機(jī)主要零部件的設(shè)計及計算 8
§3.1 傳動部件的設(shè)計及計算 8
§3.1.1 V帶及帶輪的設(shè)計計算 8
§3.1.2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 11
§3.1.3 鍵的選擇及校核 13
§3.1.4 軸承的選擇 13
§3.2 轉(zhuǎn)子部件的設(shè)計計算 16
§3.2.1 轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)設(shè)計 16
§3.2.2 板錘的結(jié)構(gòu)設(shè)計及作用 17
§3.3 反擊式破碎機(jī)破碎腔設(shè)計 20
§3.3.1 反擊板的結(jié)構(gòu)設(shè)計與安裝 20
§3.3.2 破碎腔的結(jié)構(gòu)參數(shù) 22
§3.4 其他裝置的設(shè)計計算 25
§3.4.1 轉(zhuǎn)子、軸的強(qiáng)度計算 25
§3.4.2 反擊裝置的自身重力的確定 28
第4章 反擊式破碎機(jī)的安裝、檢修與保養(yǎng) 30
§4.1 反擊式破碎機(jī)的安裝與調(diào)試 30
§4.1.1 反擊式破碎機(jī)的安裝 30
§4.1.2 反擊式破碎機(jī)的調(diào)試 30
§4.2 反擊式破碎機(jī)的保養(yǎng)、故障排除 31
§4.2.1 反擊式破碎機(jī)的保養(yǎng) 31
§4.2.2 故障檢查和消除方法 32
第5章 結(jié)論 33
參考文獻(xiàn) 34
致 謝 36
I
河南科技大學(xué)畢業(yè)論文
前 言
我國在五十年代末已有反擊式破碎機(jī)問世，在八十年代之前，國產(chǎn)的反擊式破碎機(jī)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(shè)機(jī)器廠方引進(jìn)KHD型硬巖反擊式破碎機(jī)，填補(bǔ)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(jī)，開始時其核心零件板錘依賴進(jìn)口，國產(chǎn)化板錘在“八五”期間列為部級科研攻關(guān)項目，項目成功之后，國產(chǎn)板錘不僅取代進(jìn)口，而且已大量出口歐美、日本等國。耐磨材料的突破，使硬巖反擊式破碎機(jī)如虎添翼，僅僅上海建設(shè)路橋機(jī)械設(shè)備有限公司為例：十年間，硬巖反擊式破碎機(jī)銷售增長15倍。出口增長 10倍，為我國的基本建設(shè)工程作貢獻(xiàn)。例如：交通部為提高我國公路建設(shè)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(guān)項目。該項目的試制設(shè)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(jī)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(jī)聲譽(yù)大振。遼寧省交通廳曾把擁有這種設(shè)備，作為投標(biāo)承接公路建設(shè)的必備條件。據(jù)統(tǒng)計，在全國各省市的公路建設(shè)中都已采用硬巖反擊式破碎機(jī)作為路面石料備制設(shè)備，來破碎抗壓強(qiáng)度達(dá)300MPa的玄武巖、安山巖等堅硬物料，并達(dá)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(shè)中的一個難題，而且也擋住了進(jìn)口，作為硬巖反擊式破碎機(jī)的主導(dǎo)制造企業(yè)，上海建設(shè)路橋公司也從中得到發(fā)展，硬巖反擊式破碎機(jī)已有三個系列幾十個規(guī)格。
隨著改革開放政策帶來的國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展，市場需求推動著反擊式破碎機(jī)的發(fā)展。然而這種發(fā)展是在仿照和引進(jìn)國外技術(shù)中進(jìn)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(jì)帶來的“急功近利”的負(fù)面影響，對破碎理論的研究和對破碎機(jī)的實驗近年來兩者都非常缺乏，沒有理論和實驗指導(dǎo)產(chǎn)品開發(fā)，只能不斷地模仿國外設(shè)計，往往知其然不知所以然。假如國內(nèi)有關(guān)大學(xué)，科研院所和企業(yè)，能實現(xiàn)良好的“產(chǎn)學(xué)研”三結(jié)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(jī)達(dá)到一個新的水平。
第1章 反擊式破碎機(jī)的介紹
§1.1 反擊式破碎機(jī)的構(gòu)造
對于反擊式破碎機(jī)，轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的設(shè)計是比較重要的一個環(huán)節(jié)，通過合理的配比以達(dá)到理想的破碎效率。
§1.1.1 ISP系列細(xì)碎反擊式破碎機(jī)
其是一種新型高效反擊細(xì)碎機(jī)。它可用于第二、三級中、細(xì)碎作業(yè)，在加工抗壓強(qiáng)度小于150MPa的物料時，最大進(jìn)料400mm，當(dāng)加工抗壓強(qiáng)度大于150MPa的物料時，最大進(jìn)料200mm。產(chǎn)品廣泛用于水電、高速公路、城市建筑等行業(yè)。
§1.1.2 PF系列反擊式破碎機(jī)
（1）PF-I型系列反擊式破碎機(jī)系列適應(yīng)于硬巖破碎，其典型花崗巖出料粒度≤40mm占90%。該機(jī)能處理邊長100～500毫米以下物料，其抗壓強(qiáng)度最高可達(dá)350兆帕，具有破碎比大，破碎后物料呈立方體顆粒等優(yōu)點。
（2）PF-II型系列反擊式破碎機(jī)系列適應(yīng)于中硬物料破碎，其典型花崗巖出料粒度≤25mm占85%。如水泥廠的石灰石破碎。具有生產(chǎn)能力大，出料粒度小的優(yōu)點。
（3）PF-III型系列反擊式破碎機(jī)系列適應(yīng)于混凝土破碎，其典型花崗巖出料粒度≤30mm占85%。具有進(jìn)料規(guī)格大，處理能力高等優(yōu)點。
§1.1.3 PFY系列硬巖反擊式破碎機(jī)
其是針對抗壓強(qiáng)度大于300MPa，莫氏硬度大于6級的石料而設(shè)計的系列機(jī)種。該機(jī)種在設(shè)計中巧妙地利用了破碎過程中的力學(xué)特性，使用世界上最著名的設(shè)計、分析軟件，運(yùn)用當(dāng)今最先進(jìn)的計算技術(shù)，集國內(nèi)優(yōu)化設(shè)計、高性能材料、精確制造于一體，是目前國內(nèi)外較先進(jìn)的新機(jī)種。該機(jī)種轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動慣量大、錘頭及耐磨襯板使用壽命長、產(chǎn)量高、成品物料呈多棱體形狀。全部型號都配置有液壓開啟、反擊架退讓裝置，大型號配置有錘頭起吊裝置。
§1.1.4 PFQ型渦旋強(qiáng)力反擊式破碎機(jī)
其是在引進(jìn)德國、奧地利等國外先進(jìn)機(jī)型的基礎(chǔ)上，開發(fā)研制的一系列新型高效反擊式破碎機(jī)。它適用于最大入料粒度不超過500毫米，抗壓強(qiáng)度不超過250Mpa的各種物料的粗、中、細(xì)碎作業(yè)。具有結(jié)構(gòu)獨物、操作簡單、高效節(jié)能、產(chǎn)品形狀呈立方體、排料粒度大小可調(diào)、可選擇破碎、簡化破碎流程、減少投資等特點。廣泛用于水電、高速公路人工砂石料破碎等行業(yè)。在結(jié)構(gòu)上設(shè)計有獨特渦旋破碎腔和P、S、T三段破碎區(qū)，轉(zhuǎn)子體采用無鍵錐套連接，高效耐磨板錘，插入安裝形式，傾斜軸承座，獨特的齒形反擊襯板，機(jī)架多方位開門，絲杠或液壓開啟裝置使更換易損件、檢修更加方便。
§1.2 反擊式破碎機(jī)的工作原理
§1.2.1 反擊式破碎機(jī)的工作原理
反擊式破碎機(jī)利用高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)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反擊板，再次被破碎，然后又從反擊板反彈到板錘，繼續(xù)重復(fù)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、與反擊板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(dāng)物料粒度小于反擊板與板錘之間的縫隙時，就被卸出。
§1.2.2 反擊式破碎機(jī)的特點
（1）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。
（2）本機(jī)經(jīng)優(yōu)化設(shè)計成低轉(zhuǎn)速、多破碎腔沖擊型破碎機(jī)，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。
（3）本機(jī)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。
（4）合理的板錘結(jié)構(gòu)，具有裝卸快、多換位等優(yōu)點，可大縮短換板錘的時間。
（5）以新的制造技術(shù)，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。
（6）獨特的反擊齒板、無鍵聯(lián)接。
（7）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(jī)體自動開啟等多功能。
§1.2.3 反擊式破碎機(jī)的性能
（1）多腔均勻破碎，適宜破碎硬巖；
（2）低矮的大進(jìn)料口，便于生產(chǎn)線布置和增大進(jìn)料尺寸；
（3）新型耐磨材料使板錘、反擊板和襯板使用壽命更長；
（4）高鉻板錘、獨特的反擊襯板,尤其適用于硬巖破碎、高效節(jié)能；
（5）硬巖破碎、高效節(jié)能；
( 6 ) 均整板結(jié)構(gòu)使排料更呈小粒徑和立方體形，無內(nèi)紋；
( 7 ) 產(chǎn)品形狀呈立方體，排料粒度大小可調(diào)；
( 8 ) 簡化破碎流程；
( 9 ) 全液壓開啟，便于維修及更換易損件。
§1.2.4 反擊式破碎機(jī)的破碎機(jī)理
（1）自由沖擊破碎。
物料進(jìn)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(jī)，產(chǎn)生粉塵也是料塊群在空間撞擊產(chǎn)生的。
（2）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(yùn)動速度，然后撞擊到反擊板上，使物料得到進(jìn)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。
（3）銑削破碎。
物料進(jìn)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(dǎo)。
第2章 反擊式破碎機(jī)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計
§2.1 反擊式破碎機(jī)設(shè)計要求
§2.1.1 設(shè)計參數(shù)
轉(zhuǎn)子規(guī)格： 1000* 700mm；破碎物料：石灰石； 最大給料粒度：250mm；工作條件：連續(xù)；出料粒度：不大于30mm。
§2.1.2 主要研究內(nèi)容
（1）轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)設(shè)計。
（2）板錘的結(jié)構(gòu)設(shè)計。
（3）板錘的固定方法。
§2.2 破碎機(jī)的主要工作參數(shù)的確定
§2.2.1 轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速
轉(zhuǎn)子的圓周速度對破碎機(jī)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(xì)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。
根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)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 （2-1）
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。
§2.2.2 板錘數(shù)目和生產(chǎn)率
（1）板錘數(shù)目與轉(zhuǎn)子的直徑有關(guān)，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。由以下公式可以求得此設(shè)計的板錘數(shù)目n為：
==2.86 （2-2）
式中：n—轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，m/s；
h—板錘高度，m；
H—物料下落高度，m；
g—重力加速度，m/s；
—板錘高度，m；
—板錘座厚度，m；
D—轉(zhuǎn)子直徑，m；
n—轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，r/min。
（2）反擊式破碎機(jī)的生產(chǎn)能力與轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速有噶un，又與轉(zhuǎn)子表面同板錘側(cè)面所形成的空間有關(guān)，則其產(chǎn)量Q的計算公式為：
Q=60(h+e)Ldznkρ
= （2-3）
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—石灰石密度，g/。
則由經(jīng)驗公式可球的破碎率P0為：
==37.63kw （2-4）
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。
§2.2.3 電動機(jī)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(jī)的輸出功率P為：
（2-5）
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(jī)，其額定功率為45kw，額定轉(zhuǎn)速為1480r/min。
第3章 破碎機(jī)主要零部件的設(shè)計及計算
§3.1 傳動部件的設(shè)計及計算
§3.1.1 V帶及帶輪的設(shè)計計算
（1） 求計算功率
查表1得； 故
=P=1.4 （3-1）
（2） 選擇V帶的類型
根據(jù)=63，n=1480r/min，查出此坐標(biāo)點位于D區(qū)，所以，選用D型V帶進(jìn)行計算。
（3） 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑并驗算帶速V
a. 初選小帶輪的直徑，由表3-2參照得，取小帶輪的基準(zhǔn)直徑=355mm。
b. 驗算帶速V
（3-2）
因為5
（8） 計算壓軸力
壓軸力的最小值為
（3-12）
（9） 帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計
圖 3-1 小帶輪
詳見2#大帶輪，2#小帶輪圖紙。
§3.1.2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計
（1） 根據(jù)機(jī)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。
（2） 選擇軸的合適材料
軸的材料應(yīng)滿足足夠的強(qiáng)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(yīng)力集中的敏感性較低，且通過熱處理，可改善其綜合機(jī)械性能，所以選用碳素鋼，45鋼，鋼軸的毛坯選用鍛件。
（3） 確定軸的基本直徑和各段長度
Ⅶ Ⅵ Ⅴ Ⅳ Ⅲ Ⅱ Ⅰ
圖 3-2 主軸
a. 軸Ⅰ-Ⅱ段
由大帶輪的計算可得直徑dⅠ-Ⅱ=130mm，取此處圓角為R2，根據(jù)帶輪寬度，最終取LⅠ-Ⅱ=165mm。
b. 軸Ⅱ-Ⅲ段
由圓角可取dⅡ-Ⅲ=135mm，根據(jù)總體布局，以便軸承座安裝緊湊，所以取LⅡ-Ⅲ=238mm。
c．軸Ⅲ-Ⅳ段
同理，由圓角R2取dⅢ-Ⅳ=140mm，則根據(jù)所選軸承的規(guī)格從而確定LⅢ-Ⅳ=78mm。
d．軸Ⅳ-Ⅴ
取此處圓角為R3，所以dⅣ-Ⅴ=155mm，再考慮箱體厚度以及布局要求之后，取LⅣ-Ⅴ=206mm。
e．軸Ⅴ-Ⅵ段
用套筒定位，由其厚度可取直徑dⅤ-Ⅵ=172mm，根據(jù)箱體尺寸，取LⅤ-Ⅵ=210mm。
f. 軸Ⅵ-Ⅶ段
由轉(zhuǎn)子長度L=700，最終確定LⅥ-Ⅶ=140mm，其界面為200的正方形。
各段長度均按照計算給出，詳見2#主軸CAD圖。
（4） 軸的周向固定
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)字體因其質(zhì)量大，傳動負(fù)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(qiáng)度，這就需要增大軸徑，這與成形連接相比，顯然成形連接加工會更方便。
對于成形連接，在軸徑不變時，能夠增大軸的強(qiáng)度，所以選用軸連接轉(zhuǎn)子周向固定。
§3.1.3 鍵的選擇及校核
（1） 鍵的選擇
鍵已標(biāo)準(zhǔn)化，設(shè)計時需要先根據(jù)工作要求和軸徑上鍵的類型以及尺寸來選擇鍵，然后再進(jìn)行強(qiáng)度校核，
鍵的材料按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定采用抗拉強(qiáng)度的鋼，常用45鋼。根據(jù)破碎機(jī)的工作條件：高速變載，受各種方向的沖擊等條件，選擇平鍵連接，即普通圓頭A型。
（2） 鍵的校核
根據(jù)軸的直徑d=130mm來選擇鍵的型號：
帶輪軸段d=130,所以鍵的工作長度為：
（3-13）
鍵的接觸高度：
（3-14）
傳遞轉(zhuǎn)矩為：
（3-15）
由文獻(xiàn)查得鍵的靜聯(lián)接時的擠壓的許用應(yīng)力[p]=30MPa,
對平鍵的校核鍵或鍵槽工作面的擠壓力：
（3-16）
式中：T—轉(zhuǎn)矩，；
D—軸的直徑，mm；
k—為鍵與輪轂的接觸高度，mm；
l—為鍵的工作高度，mm。
鍵的剪切力：
（3-17）
可以得出鍵的強(qiáng)度足夠。
§3.1.4 軸承的選擇
為了保證反擊式破碎機(jī)的正常運(yùn)行，不僅軸承的制造質(zhì)量良好，而且破碎機(jī)的設(shè)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(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)十分重要。
（1） 軸承類型的選擇
反擊式破碎機(jī)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(guān)鍵。
由于調(diào)心滾子軸承具有承載能力強(qiáng)，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(jī)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(yù)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。
（2） 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
（3） 軸承的校核
由設(shè)計轉(zhuǎn)子的總重量為20070N，現(xiàn)設(shè)計軸承的壽命為30000h。則由軸承壽命公式：
（3-18）
式中：C—基本額定動載荷，N；
P—當(dāng)量動載荷，N；
—軸承壽命指數(shù)。10/3。
有上式可以推得：
即當(dāng)量動載荷P為：
P=74408.96N>20070N,故合適。
（4） 軸承的固定
安裝軸承室要保證軸承的徑向和周向的固定，對于溫度較大而軸較長時，還能使軸自由膨脹。
a. 軸承的周向固定
軸承的內(nèi)圈與軸徑采用過盈配合，外圈與軸承座采用過度和間隙配合。
b. 軸承軸向固定
采用凸臺加軸承蓋固定，適用于高速旋轉(zhuǎn)的軸，且承受大的軸向力。
c. 支撐的結(jié)構(gòu)形式
方案一：軸承內(nèi)圈加軸間，軸承外圈用軸承蓋兩端單向固定，此結(jié)構(gòu)簡單，適用于溫度變化不大而跨度<300的場合。
方案二：一端固定一段游動，適用于軸，且溫度變化較大的軸，固定端內(nèi)外圈均雙向固定，游動端軸承內(nèi)外圈不可分離時，內(nèi)圈雙向固定，外圈游動。
通過比較，選用方案二比較合適。
（5） 軸承的預(yù)緊
原理：安裝時用某種方法在軸承各配件之間產(chǎn)生并保持某一軸向力，消除側(cè)向游隙，使之產(chǎn)生初變形，承載后，內(nèi)外圈的徑向軸向相對位移量大大地減小，目的是提高軸承的旋轉(zhuǎn)精度。
（6） 軸承的潤滑與密封
潤滑的目的在于降低摩擦阻力，改善散熱條件，降低接觸應(yīng)力，吸振防銹。潤滑劑采用潤滑油，采用滴油潤滑，密封裝置為毛氈油封。
§3.2 轉(zhuǎn)子部件的設(shè)計計算
反擊式破碎機(jī)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(jié)構(gòu)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，入上海建設(shè)路橋機(jī)械設(shè)備有限公司生產(chǎn)的PF系列反擊式破碎機(jī)大多數(shù)是焊接結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)子。
轉(zhuǎn)子質(zhì)量應(yīng)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(hù)作用。
§3.2.1 轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)設(shè)計
反擊式破碎機(jī)與錘式破碎機(jī)不同，它是利用整個轉(zhuǎn)子質(zhì)量索產(chǎn)生的動能通過板錘沖擊破碎物料，而錘式破碎機(jī)僅僅靠錘頭產(chǎn)生的動能沖擊破碎物料。因此反擊式破碎機(jī)的轉(zhuǎn)子必須有足夠的質(zhì)量以適合破碎大塊物料的需要。若轉(zhuǎn)子質(zhì)量過小，降低破碎效果；若轉(zhuǎn)子質(zhì)量過大，則啟動困難。本設(shè)計，轉(zhuǎn)子采用整體的鑄鋼式結(jié)構(gòu)，這種設(shè)計轉(zhuǎn)子慣量大，緊固耐用，便于安放板錘，能滿足工作的需要。
選用整體鑄鋼式結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子，選擇標(biāo)準(zhǔn)為z310-570，強(qiáng)度和剛度都能滿足基本要求，但塑性及韌性相對較低，但可以滿足工作需要。規(guī)格選為。
轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的動能不僅W不僅與M有關(guān)，而且也與轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)有關(guān)，與轉(zhuǎn)子角速度有關(guān)。即。若一定則與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動慣量有關(guān)。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(qiáng)度、剛度允許條件下，在轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)設(shè)計中，應(yīng)盡量增加r值，從而可用較小的質(zhì)量產(chǎn)生較大的動能。所以不僅要照片那個是轉(zhuǎn)子質(zhì)量還要重視轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)設(shè)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。
圖 3-3 轉(zhuǎn)子
轉(zhuǎn)子的詳細(xì)結(jié)構(gòu)見2#CAD轉(zhuǎn)子部裝圖。
§3.2.2 板錘的結(jié)構(gòu)設(shè)計及作用
板錘，又稱打擊板，是反擊式破碎機(jī)中最容易磨損的工作零件，要比其他破碎機(jī)的磨損程度嚴(yán)重得多。板錘的磨損程度及壽命直接影響反擊式破碎機(jī)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(guān)重要。
（1） 板錘的材料
反擊式破碎機(jī)的板錘都是固定在轉(zhuǎn)子上的，它是破碎機(jī)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(jī)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(guān)鍵的。早年都是采用高錳鋼材料，所以反擊式破碎機(jī)不能破碎硬巖?，F(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(jī)可以破碎350MPa的各種物料。
國內(nèi)外各種型號破碎機(jī)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(shè)計要求及國內(nèi)外同類型反擊式破碎機(jī)的設(shè)計，最終確定選擇本設(shè)計的板錘的材料為高鉻鑄鐵。
（2） 板錘的形狀
反擊式破碎機(jī)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。
基于上述原則，我提出兩套方案：
方案一 方案二
圖 3-4 板錘的形狀
方案一：采用“倒U”形板錘。
本方案采用“倒U”形板錘，如視圖所示，其左側(cè)為實體長條形，且打有螺栓孔，右側(cè)為一長條形立體槽，用于固定于板錘支座上。
方案二：采用“工”字形板錘
本方案采用“工”字形板錘，如視圖所示，板錘左右兩側(cè)都開有立體長條形槽，用于固定于板錘支座。
對比方案一、二，可以明顯看出區(qū)別在于左側(cè)開槽與打孔的不同，根據(jù)板錘的工作方向可以確定其主要工作面為左面，即板錘的左面為主要受力處，若將板錘選為“工”字形，則板錘上下相當(dāng)于分體受力，故上下均受到相當(dāng)大的沖擊力，而對于方案一，左側(cè)為一體設(shè)計，即上下里連為一體，即左側(cè)為一個面受打擊力，這樣受力相對于方案二就可靠得多了，所以綜合考慮之后選擇方案一為本次設(shè)計板錘的形狀。
板錘的詳細(xì)圖樣參照3#CAD圖紙。
（3） 板錘在轉(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：
a. 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。
b. 嵌入緊固法。板錘從側(cè)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(jī)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(jié)構(gòu)形式，因此裝卸簡便，制作容易。
c. 楔塊緊固法。用楔塊塞入板錘與轉(zhuǎn)子間的相應(yīng)槽孔內(nèi)，使之緊固。這種緊固方法安全可靠，更換簡便，維護(hù)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?？蛇_(dá)50%左右，但是其更換費(fèi)事，也不適合高沖擊載荷，故一般用規(guī)格小的破碎機(jī)。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。
本次設(shè)計轉(zhuǎn)子的規(guī)格為1000*700，為規(guī)格相對較小的破碎機(jī)，且進(jìn)料粒度為250mm，所以綜合考慮之后選用螺栓緊固法。
螺栓的緊固方法詳見2#CAD轉(zhuǎn)子部裝圖。
（4） 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(guān)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(guān)，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(dāng)?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(yù)先篩除。
§3.3 反擊式破碎機(jī)破碎腔設(shè)計
§3.3.1 反擊板的結(jié)構(gòu)設(shè)計與安裝
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。
（1）反擊板的材料
反擊板是僅次于板錘的易磨損件，承受較大的沖擊載荷。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(jī)的使用調(diào)查，其壽命比較低。需要對反擊板的耐磨材料進(jìn)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?，代替金屬表面，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。
（2） 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，具體圖像見下圖。
方案一 方案二
圖 3-5 反擊板的形狀
如圖所示，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，最終選擇方案一為最終設(shè)計方案，因為相比方案二，方案一提高了破碎效率，且破碎效果較好，能夠達(dá)到本破碎機(jī)的破碎要求。
（3） 反擊板的懸掛裝置
反擊式破碎機(jī)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：
a. 拉桿自重式。破碎機(jī)工作時，反擊板借自重保持正常位置，當(dāng)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(jìn)行調(diào)整。
b. 拉桿彈簧式。反擊板在工作時的位置是通過彈簧的預(yù)壓力保持的，當(dāng)非破碎物進(jìn)入破碎腔時，可克服彈簧預(yù)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。
c. 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(jī)，與液壓啟閉機(jī)殼油缸共同使用一個油壓系統(tǒng)。
本設(shè)計規(guī)格為反擊式破碎機(jī)，屬中小型反擊式破碎機(jī)，對于其反擊板的懸掛裝置，綜合考慮經(jīng)濟(jì)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。
（4） 過載時的安全保護(hù)
反擊板一端鉸接于機(jī)體上，另一端通過拉桿自由懸掛在機(jī)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(dāng)進(jìn)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(jī)器不受損壞，它在自身重力作用下，又恢復(fù)到原來位置，以此作為保險裝置。
反擊板的詳圖見0#總裝圖，3#反擊板CAD圖。
§3.3.2 破碎腔的結(jié)構(gòu)參數(shù)
反擊式破碎機(jī)破碎腔是由進(jìn)料板、兩級反擊板以及由導(dǎo)板卸載點到第二級反擊板排料口的圓弧所構(gòu)成的空間組成的。它所包括的結(jié)構(gòu)參數(shù)如圖所示：
圖 3-6 反擊式破碎機(jī)腔體
（1）給、排料口及給料導(dǎo)板傾角
給料口寬度；排料口尺寸：
反擊式破碎機(jī)物料是沿導(dǎo)板進(jìn)入破碎腔，因此導(dǎo)板傾角就是一個重要參數(shù)。角應(yīng)在45度到60度之間，這完全符合實際情況。角越大，物料沿導(dǎo)板下滑的速度越快；越小，物料沿導(dǎo)板下滑的速度越慢，甚至產(chǎn)生堆料現(xiàn)象。角大，破碎機(jī)高度增加；角小，破碎機(jī)高度降低。在其他條件允許的情況下，以取角小為宜。此外，選擇導(dǎo)板傾角還應(yīng)考慮物料滑出導(dǎo)板與板錘相遇的關(guān)系；若物料滑出導(dǎo)板而板錘尚未來到；若物料尚未滑出導(dǎo)板而板錘剛好到位，又未與物料相遇。最好是物料滑出導(dǎo)板后同時與板錘相遇，此時破碎效果最好。
（2）導(dǎo)板卸載點及反擊板懸掛位置
導(dǎo)板卸載點角在30度至50度之間，一般角小，破碎機(jī)高度相對低一些，能降低機(jī)高和減輕機(jī)重。對移動式破碎機(jī)降低高度很有益。所以，在其他條件允許的情況下，還是以=30度最為適合。此外，角小還可以增加破碎腔圓弧長度。
反擊板懸掛點由圖中x和y尺寸確定，但y又與y0和進(jìn)料口尺寸有關(guān)，最后又決定于和大小。
（3）破碎腔其他參數(shù)
角是板錘外圓切線，也就是物料沖向反擊板的運(yùn)動方向與反擊板垂線之間的夾角，一般=2度左右。它是建立在以下觀點基礎(chǔ)上，即物料與反擊板的表面應(yīng)是垂直沖撞，這樣破碎效果較好，襯板磨損又少，若=0度，即物料與反擊板垂直沖撞，這樣的反擊板曲線應(yīng)該是一條漸開線，但漸開線又難制造，故反擊板的形式主要有折線和弧線兩種。
第一級反擊板的排料口處有一段反擊板的位置是由因為第二級反擊板排料口都偏向轉(zhuǎn)子水平中心線，故
對于第二級反擊板來說，應(yīng)盡可能靠后，而且下端排料口接近轉(zhuǎn)子水平中心線，一般，盡量選擇較大值，這會增加細(xì)碎效果。第一級反擊板第三段與第二級反擊板之間相互位置是由r角確定，當(dāng)和確定后，結(jié)合r角大小便可確定第二級反擊板第二段的位置，這樣第二級反擊板的位置也基本確定，從而最后完成反擊式破碎機(jī)破碎腔的設(shè)計。
（4）最后的參數(shù)
結(jié)合破碎機(jī)的破碎效率，以及綜合考慮各個角度的以及長度尺寸，最終確定破碎腔的尺寸為：
詳見0#反擊式破碎機(jī)總裝配圖。
§3.4 其他裝置的設(shè)計計算
§3.4.1 轉(zhuǎn)子、軸的強(qiáng)度計算
（1）軸上力、彎矩計算
由于作用在轉(zhuǎn)子軸上每一瞬間載荷大小不同，其作用持續(xù)時間短，僅為千分幾秒，故下面對軸的強(qiáng)度的計算僅供參考。
作用轉(zhuǎn)子軸上的力有：轉(zhuǎn)子重力、轉(zhuǎn)子外端的圓周力和板錘的不平衡力。
（3-19）
（3-20）
式中：—沖擊系數(shù)，粗碎=3.0；中碎=1.5；細(xì)碎=1.2；
n—轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，r/min；
r—轉(zhuǎn)子外端半徑，m；
P—電機(jī)功率，kw；
—軸承的摩擦阻力系數(shù)，取0.03；
—軸承滾柱滾動面的半徑，m。
轉(zhuǎn)子軸受力分析見下圖，圖中為轉(zhuǎn)子和轉(zhuǎn)子軸熱壓配合的端點，為軸承支點。
圖 3-7 主軸受力圖
作用在轉(zhuǎn)子軸上的彎矩為：
（3-21）
作用在轉(zhuǎn)子軸上的扭矩為：
（3-22）
作用在轉(zhuǎn)子軸上的當(dāng)量彎矩為
（3-23）
已知當(dāng)量彎矩后，既可計算轉(zhuǎn)子軸的幾何尺寸。計算結(jié)果是否符合破碎機(jī)的實際情況，須結(jié)合實際進(jìn)一步驗證。
作用在軸承上的載荷可根據(jù)下述經(jīng)驗公式計算：
（3-24）
式中：—轉(zhuǎn)子所受重力，N。
軸承的使用壽命一般規(guī)定為30000h。
（2）轉(zhuǎn)子軸靜強(qiáng)度安全因數(shù)校核計算
對于直徑為d的圓軸，彎曲應(yīng)力為：
（3-25）
扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為：
（3-26）
將帶入下式，則軸的彎扭合成強(qiáng)度條件為：
（3-27）
式中：—軸的危險截面上所受的最大彎矩和最大扭矩，；
—分別為危險截面的抗彎和抗扭截面系數(shù)，。
故滿足彎扭合成強(qiáng)度。
按照彎扭計算，則軸的法向應(yīng)力為：
（3-28）
軸的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為：
(3-29)
則計算安全系數(shù)為：
(3-30)
所以該軸靜強(qiáng)度足夠。
§3.4.2 反擊裝置的自身重力的確定
設(shè)物料碰撞前速度為零物料與高速回轉(zhuǎn)板錘沖擊后，獲得了比板錘端點線速度更大的速度，根據(jù)碰撞理論，若假定物料快與板錘碰撞前的速度為零，則碰撞后物料獲得一定的速度。
若考慮物料塊與板錘產(chǎn)生斜碰撞，可取K>0.2~0.3，沖擊力作用點的位置可近似認(rèn)為是在距離效率帶你處。
圖 3-8 物料破碎過程
根據(jù)反擊板的平衡條件，既可球的所需反擊板的沖擊力P為：
(3-31)
則所需反擊板的重力W為：
（3-32）
式中：P—沖擊力，N；
m—物料塊的質(zhì)量，kg；
u—沖擊后的物料塊的速度m/s；
t—沖擊時間，s；
v—轉(zhuǎn)子的圓周速度，m/s；
k—恢復(fù)系數(shù)，0
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